VESCICOLA CELLULARE: CARATTERISTICHE, TIPI E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

La vescicola cellulare è un veicolo per la comunicazione intracellulare ed extracellulare, in cui vengono confezionate molecole sintetizzate nella cellula, come neurotrasmettitori, ormoni, proteine, lipidi e acidi nucleici. Queste molecole sono chiamate cargo. La natura chimica della carica dipende dal tipo di cistifellea e dalla sua funzione.

La morfologia generale di una vescicola è costituita da un doppio strato lipidico, che forma un sacco chiuso e il cui lume è acquoso. La dimensione delle vescicole può variare. Ad esempio, nelle cellule acinose del pancreas varia da 200 a 1200 nm, mentre nei neuroni varia da 30 a 50 nm.

Fonte: Mariana Ruiz Villarreal lavoro derivato: Gregor_0492

Negli eucarioti, diversi processi cellulari si verificano in specifici organelli. Tuttavia, è necessario scambiare molecole tra organelli o inviare molecole nello spazio extracellulare. Per questo motivo, è necessario un sistema che consenta di trasportare il carico alla sua corretta destinazione. Questa funzione è svolta dalle vescicole.

Caratteristiche delle vescicole cellulari

Esistono diversi tipi di trasporto vescicolare con le rispettive caratteristiche. Tuttavia, ci sono generalità come la germinazione, che è diretta da uno strato o rivestita di proteine, come la clatrina; e specificità di legame, che dipende dalle proteine ​​transmembrana, o SNARE.

Il trasporto vescicolare comprende esocitosi ed endocitosi, trasporto tra organelli e rilascio di vescicole extracellulari. In tutti i casi, comporta la formazione continua di germogli e la scissione e la fusione delle vescicole di trasporto.

L'esocitosi consiste nella fusione di una vescicola con la membrana plasmatica per rilasciare il contenuto vescicolare. Esistono tre modalità di esocitosi: 1) fusione a collasso completo; 2) bacia e corri; e 3) esocitosi composta.

L'endocitosi consiste nel recupero della membrana plasmatica, che previene l'infiammazione cellulare. Esistono diversi meccanismi di endocitosi.

Nel trasporto vescicolare tra gli organelli, le proteine ​​di nuova sintesi trovate nel lume del reticolo endoplasmatico vengono trasportate all'apparato di Golgi. Da questo organello, le vescicole partono verso il sistema endomembrana e la membrana plasmatica.

Le vescicole extracellulari, che si trovano nei procarioti e negli eucarioti, sono responsabili del trasporto di molecole da una cellula all'altra.

Tipi di vescicole cellulari

Vescicole endocitiche

Servono per introdurre molecole nella cellula o per riciclare i componenti della membrana. Queste vescicole possono o meno essere ricoperte da uno strato di proteine. Le proteine ​​che rivestono la superficie della cistifellea sono clatrina e caveolina.

Le vescicole endocitiche rivestite di clatrina sono responsabili dell'internalizzazione di agenti patogeni, come i virus dell'influenza, tra gli altri, le proteine ​​di membrana e i recettori extracellulari e i ligandi. Le vescicole rivestite di caveolina mediano l'ingresso di virus, funghi, batteri e prioni.

Vescicole esocitiche

Attraverso uno stimolo, le cellule secretorie (neuroni o altre cellule) rilasciano il loro contenuto attraverso l'esocitocide.

La fusione della membrana durante l'esocitosi avviene attraverso due fasi: 1) legame della vescicola esocitica con l'accettore di membrana; e 2) fusione dei doppi strati lipidici. Le proteine ​​Rab, GTPases e SNARE, tra le altre, partecipano a questi passaggi.

Vescicole di trasporto tra gli organelli

Le vescicole rivestite di COPII vengono trasportate dal reticolo endoplasmatico all'apparato del Golgi. Il trasporto dall'apparato di Golgi al vacuolo coinvolge due vie: ALP (fosfatasi alcalina) al vacuolo; endosomi attraverso la via carbossipeptidasi Y e S (CPY e CPS).

Funzione vescicola

Le vescicole della via secretoria hanno un'ampia varietà di funzioni, tra cui la secrezione delle seguenti sostanze: insulina da cellule pancreatiche, neuropeptidi e neurotrasmettitori, ormoni e sostanze coinvolte nella risposta immunitaria.

Una delle funzioni più note è il rilascio di proteine ​​secretorie dal pancreas. Ad esempio, il chimotripsinogeno, uno zimogeno, viene rilasciato dalla fusione delle vescicole alla membrana, a seguito della stimolazione ormonale.

Le vescicole extracellulari (VE) sono di due tipi: esosomi ed ectosomi. Entrambi si differenziano per la loro composizione, che ne determina la funzione. Gli esosomi possiedono tetraspanina, integrina, proteoglicano e ICAMI. Gli ectosomi possiedono recettori, glicoproteine, metalloproteine ​​e acidi nucleici.

Le funzioni degli EV includono il mantenimento dell'omeostasi cellulare, la regolazione della funzione cellulare e la comunicazione intercellulare. Quest'ultima funzione richiede il trasporto di proteine, RNA (mRNA, miRNA, RNA antisenso) e sequenze di DNA.

La fusione dei veicoli elettrici alla membrana cellulare bersaglio può influenzare la regolazione dell'espressione genica da parte di fattori di trascrizione, proteine ​​di segnalazione e molti enzimi. I veicoli elettrici rilasciati dalle cellule staminali svolgono un ruolo importante nella riparazione degli organi e nella protezione dalle malattie.

Malattie

Il normale funzionamento fisiologico delle cellule dipende, tra diversi fattori, dal trasporto delle vescicole e dalla loro fusione. Ad esempio, il diabete di tipo 2 è caratterizzato da difetti nella secrezione e traslocazione dell'insulina mediati dai trasportatori del glucosio.

I veicoli elettrici svolgono un ruolo importante in molte malattie. Nel cancro, i veicoli elettrici aumentano la resistenza dei farmaci chemioterapici, mediata dal miRNA,

I veicoli elettrici hanno un effetto critico sulla neurodegenerazione. Nelle malattie di Alzheimer e nella sclerosi multipla, l'effetto degenerativo dipende da più molecole, come miRNA, gangliosidi e proteine.

Nelle cellule cardiache, esosomi ed ectosomi consentono la comunicazione tra le cellule e, inoltre, influenzano lo sviluppo della placca ateroclerotica nei vasi inducendo infiammazione, proliferazione, trombosi e risposta vasoattiva.

Nei processi di allergia e infiammazione, i miRNA degli EV regolano questi processi attraverso effetti paracrini.

Vescicole in diversi organismi

Particolare attenzione è stata prestata ai veicoli elettrici dei protozoi. Questo perché i veicoli elettrici svolgono un ruolo importante tra l'interazione parassita e ospite.

Alcuni dei parassiti i cui VE sono stati studiati sono Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp. E Toxoplasma spp.

Sono stati osservati EV anche nei batteri gram-positivi e negativi, tra cui Corynebacterium e Moraxellaceae. Nella mucosa del tratto respiratorio, le vescicole della membrana esterna (OMV) si legano ai domini lipidici nelle cellule epiteliali alveolari. Da lì, gli OMV modulano la risposta infiammatoria.

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