Timp de mulți ani portalul "Biomolecule" a lucrat la RuNet. Și în fiecare an deține un concurs "bio / pier / text". Anul acesta, concursul a prezentat mai multe lucrări excelente despre neurotematice, pe care le publicăm cu noi, cu permisiunea portalului. Astăzi - în loc de imaginea tradițională de sâmbătă - un comic întreg despre ceea ce se întâmplă din momentul sintezei neurotransmițătorului de al lega la receptorii de pe membrana postsynaptică? Lucrarea lui Xenia Sayfulina bazată pe prelegerea Nobel de Thomas Zyudof: mecanismul molecular al neurotransmițătorului în imagini. Desigur, acesta este doar un fragment mic al imaginii complete a propagării impulsurilor în sistemul nervos, dar uită-te cât de frumoasă este!
Sinapse - zone de contact între neuroni - sunt chimice și electrice. Sinapsa chimică este un contact indirect al a două celule: un spațiu îngust rămâne între membranele lor - o despicare sinaptică. Celula efectoare (cea de la care trece impulsul) este excitată și excretă în cleavajul sinaptic moleculele neurotransmițătorilor care se leagă la receptorii de pe membrana celulei percepute și provoacă răspunsul ei.
Imaginea prezintă cel mai comun tip de sinapsă - axo-dendritică. (Și există încă sinapselor AXO-somatice, în cazul în care Axon este potrivit pentru organismul care primesc celule Axon-Axon, și chiar dendro-dendritice - acestea formează un neuroni bezaksonnye misterios undeva în adâncurile bulbului olfactiv, dar acest lucru este rar și caz marginal.) O altă imaginea ar putea fi văzut oligodendrocitele - celule gliale, care in axonilor sistemului nervos central împachetate straturi de mielina - membrana lipidică izolatoare, care împiedică dispersia și pulsul accelerează participatia. (Oligodendrocitelor pictat pe doar de dragul forma lui, se presupune că întreaga poveste este spusă mai jos undeva in creier: neurotransmițător ma selectat lansat în sistemul nervos central.) Începutul Axon - un loc în care se îndepărtează de corpul de celule - numite „galma axonale.“ Acolo există un potențial de acțiune, care apoi se extinde în jos Axon spre celulele care au primit.
Axonul de lângă capăt poate fi împărțit în mai multe ramuri, mergând la diferite celule. Fiecare astfel de ramură se termină într-un terminal axon - oamenii de știință străini numesc afectiv această structură un buton sau un buton. Terminusul axonului are mitocondriile pentru a furniza energie pentru numeroasele procese care apar aici; aproape întotdeauna există câteva vezicule - vezicule de membrană, în care sunt transportați mediatori și alte substanțe - de exemplu, enzime. Există, de asemenea, un citoschelet destul de bine organizat: microtubuli ai formațiunii de "cytoskeleton" care se extind în citoplasma axonului de la corpul neuronului până la capătul celălalt. Veziculele se mișcă de-a lungul acelorași "șine". Chiar și în extremitatea axonului există un endosom - o structură de membrană similară cu aparatul Golgi [7]. Trebuie spus că comunitatea științifică nu a ajuns la o opinie comună, o educație permanentă sau una temporară, care rezultă din fuziunea bulelor; dar, într-un fel sau altul, veziculele pot fi înrobite din endozom, care sunt folosite pentru a transporta neurotransmițătorii.
În sinapselor electrice, neurotransmițătorii nu sunt implicați, iar cleștele sinaptice sunt foarte înguste. Citoplasma celor două celule este conectată direct prin canale speciale de proteine - conexiuni. Semnalul dintr-o astfel de sinapsă este transmis prin trecerea ionilor de la o celulă la alta. Astfel de sinapsă nu se găsesc aproape în sistemul nostru nervos; ele sunt caracteristice în principal pentru nevertebrate.
Apoi vom vorbi despre evenimentele care au loc în sinapsa chimică, și anume modul în care mediatorul este eliberat în cleftul sinaptic.
Neurotransmițătorii mici și simpli aranjați - de exemplu, acetilcolina [4] - se formează din molecule precursoare direct în citoplasma terminalului axonului. Acestea sunt, de asemenea, ambalate în vezicule - vezicule de membrană, care se pot separa de endozom sau provin din cleștele sinaptice după eliberarea conținutului trecut.
Mediatorii structură complexă - cum ar fi peptide - sunt sintetizate în corpul neuron și deja ambalate în vezicule sunt transportate de acolo la terminal pentru microtubuli axonale. Aici, ca mediator, împreună cu care cititorul este invitat să meargă tot drumul spre fanta sinaptică, serotonină selectat [2]. Adevărat, bine? Este o moleculă mică, ceea ce înseamnă că este sintetizată în citoplasma de lângă capăt. Aici el intră vezicula se detașează de endosome, și membrana veziculei de proteine de transport atașații kinesin, care începe să trageți bula într-un „mers“ pe microtubuli spre membrana presinaptică. (Avem două subunități ale kinesinei - „picioare“, care, la rândul lor, sunt atașate și detașate de microtubuli, de fiecare dată când un pic mai departe, împingându-l înainte.) Într-o veziculă poate fi mii de molecule de neurotransmitator. Este folosit pentru a fi faptul că un neuron poate aloca doar un neurotransmițător (principiul Dale [8]), dar acum este cunoscut faptul că acest lucru nu este așa. Mai mult, s-a dovedit că diferiți neurotransmițători pot fi simultan în vezicule.
Nu toate membranele presinaptice sunt potrivite pentru separarea mediatorului, dar numai regiunile numite "zone active". Există doar o proteină specială necesară pentru atașarea veziculelor și, de asemenea, canale de calciu localizate potențial dependentă. Zonele active sunt situate exact opuse câmpurilor receptorilor de pe membrana postsynaptică. Acolo, la una din zonele active și păstrează calea kinesinei.
Deasupra zonelor active, de obicei se colectează o mulțime de bule, care așteaptă ca rândul lor să se îmbine cu membrana presinaptică și să scape de conținut. Eroii noștri în mod miraculos ajung să pătrundă în zona cea mai activă și -.
Și apoi începe asta.
Când vezicula este în apropierea suficientă a miezului, Rab 3/27 RIM se leaga de proteine (Rab molecule 3 interacționează), care, la rândul său, prin intermediul RIM-BP (RIM proteine pA de legare) sunt atașate la canalele de calciu la membrană presinaptică. Acest lucru este important, deoarece semnalul cheie pentru a aloca neurotransmițătorul este intrarea ionilor de calciu în citoplasmă. Canalele de calciu se deschid când potențialul de acțiune ajunge la capătul axonal.
Și pentru ca vezicula să poată fi cât mai repede posibil pentru a arunca mediatorul, atunci când vine PD, se atașează de canalul de calciu cu o astfel de "șnur" de proteine. Formarea acestui "frânghie" se numește andocare. Veziculele "moor" la membrana presinaptică, aruncând "ancora" în apropierea canalului de calciu.
Pentru lanțul de proteine de la RIM, este atașată o altă proteină Munc-13 - amintiți-vă că aceasta va juca rolul său în etapa următoare.
Următoarea etapă este pregătirea primării (pregătirea veziculelor pentru fuziune). Preparatul constă în formarea unui complex proteic dens între membrana veziculei și membrana presinaptică, ca urmare a faptului că flaconul cu membrană este presat ferm pe membrana axonului și devine capabil să răspundă la o creștere a concentrației de calciu.
Acest complex a fost denumit proteine receptor de atașament NSF solubil SNARE, cu numele ATPase NSF, cu care poate să reacționeze. Cum reacționează și ce se întâmplă când se întâmplă - câteva poze de mai jos. Principalele trei componente ale SNARE sunt synaptobrevin, sintaxa SNAP-25.
Sintaxina este ancorată în membrana presinaptică. În starea inactivă, N-peptida sa terminală este legată de un alt sit al aceleiași molecule - domeniul H-abc, adică sintaxa inactivă este, de fapt, închisă pentru sine. Totuși, el rămâne în întreaga istorie legat de proteina Munc 18-1. La început au crezut că Munc 18-1 interferează cu asamblarea complexului și apoi sa dovedit că este necesar pentru deschiderea porului în veziculă.
În starea inactivă, sintaxa este legată de Munc 18-1 prin motivul SNARE, site-ul se leagă apoi de proteinele SNARE. Prin urmare, această stare și inactivă - sintaxa nu poate intra în componența complexului, deoarece locul ocupat este ocupat.
Grunduirea 1
Munc-13 - cea care atârna în lanțul proteic, - inițiază o tranziție către sintaxin stare activă: sintaxin separă N-peptida de la sine și le leagă cu Munc 18-1 și SNARE-motiv, în acest caz, este eliberat. Ulterior, devine capabilă să formeze un complex SNARE, care apare pe: ea se leagă strâns sinaptobrevin, care iese din veziculele membranare și SNAP-25 de proteine. Munc 18-1, de asemenea, este o parte a complexului, fiind asociat cu sintaxin, astfel încât întregul complex se numește SNARE / SM.
Proteina, care nu face parte din complex, dar joacă un rol-cheie în procesul de izolare, este synaptotamina. Acesta este ancorat în membrana veziculei din apropierea sinaptobrevinului. Sinapotagamina servește ca senzor de calciu: are site-uri speciale de legare a Ca2 +, adică sinapotagamina face posibilă izolarea neurotransmițătorului atunci când apare potențialul de acțiune.
Grunduirea 2
Pentru a asambla în final complexul, avem nevoie de o altă proteină complexină. El se alătură în canelura dintre sinaptobrevin și sintaxin, iar funcția sa este de a activa synaptotagmin. Când complexina se leagă de complex, sinaptotamina devine capabilă de legarea calciului. Acum, complexul este în cele din urmă asamblat, totul este gata și rămâne doar să așteptăm potențialul acțiunii.
Și acum - neuronul este excitat! Canalele axon măgură avalanșă sodiu deschis, membrana este depolarizat, PD se execută de-a lungul axonului - și canalele de calciu sunt deschise în membrana presinaptică. Ca ioni de Ca 2+ intră în citoplasmă. synaptotagmin leaga cinci piese - un singur site trei, celelalte două - și interacționează cu membrana lipidică, astfel încât este timpul să ofere - prin orificiul veziculelor în fanta sinaptică. Este, de asemenea, un factor important atunci când fuziunea este presiunea generată de un complex de proteine - el presează vezicula la membrana presinaptică.
Și - hooray, neurotransmițător în cleavajul sinaptic!
Dar ce se întâmplă atunci cu complexul SNARE / SM? Când este timpul să se extindă, schimbarea localizarea proteinelor, ca și în cazul în care rotirea perpendicular pe planul membranei. Și în curând FSN - ATPazei astfel - provine din citoplasmă cu cofactor sale SNAP, și acestea provoacă o perturbare a complexului SNARE / SM. După aceasta, vezicula se poate separa de membrana presinaptică, dar aici se poate întâmpla în moduri diferite:
literatură
Dragi cititori! Dacă găsiți o eroare pe site-ul nostru, trebuie doar să o selectați și să apăsați ctrl + enter. vă mulțumesc!
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: