16.1: نظرة عامة على فرز البروتين ونقله

تحتوي الخلايا حقيقية النواة على عضيات مختلفة مرتبطة بالغشاء مع متطلبات بروتين مميزة. تسمى العملية التي يتم من خلالها توجيه البروتينات إلى عضية معينة فرز البروتين.

يمكن أن يكون فرز البروتين من نوعين: الفرز القائم على الإشارات والاتجار القائم على الحويصلة. في الفرز القائم على الإشارة ، تستهدف تسلسلات الأحماض الأمينية المحددة التي تسمى إشارات الفرز البروتينات إلى الموقع المناسب داخل الخلية إما عن طريق النقل المسور أو عن طريق نقل البروتين. في النقل المسور ، يتم التعرف على البروتينات المطوية ذات إشارات التوطين النووية المكشوفة بواسطة مستقبلات العصارة الخلوية القابلة للذوبان. يربط المستقبل العصاري الخلوي الحمولة وينقلها عبر النواة عن طريق المرور عبر مركب المسام النووية المضمن في الغشاء النووي.

في المقابل ، يتم نقل سوائف البروتينات أو نقلها من العصارة الخلوية إلى عضيات مختلفة مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والشبكة الإندوبلازمية (ER) والبيروكسيسومات. أثناء نقل البروتين ، ترتبط مرافقات العصارة الخلوية وتفتح البروتين المستهدف لتوجيهها إلى سطح العضية. تتعرف المستقبلات المحددة على غشاء العضية على تسلسل الإشارة على سلائف البروتين المكشوفة وتربطها. يتم تمرير سلسلة الببتيد غير المطوية من خلال ناقلات متخصصة تسمى الترانسلوكونات لعبور غشاء ثنائي الطبقة الدهنية والوصول إلى تجويف العضية.

يتضمن فرز البروتين عن طريق الاتجار الحويصلي حركة البروتينات في الهياكل المرتبطة بالغشاء والتي تسمى حويصلات النقل. يتم تعبئة البروتينات القابلة للذوبان في تجويف ER على حويصلات النقل وتنطلق من غشاء ER. توجه العلامات الجزيئية المعروضة على غشاء العضية التسليم والاندماج المناسبين لحويصلات النقل.

يحدث فرز البروتين أثناء الترجمة أو بعد تخليق البروتين من خلال عمليتين متميزتين: الفرز القائم على الإشارات والاتجار القائم على الحويصلة. يستخدم الفرز المستند إلى الإشارة طريقتين للنقل: النقل المسور ونقل البروتين.

يتم نقل البروتينات النووية بنشاط من العصارة الخلوية إلى النواة عبر مجمعات المسام النووية المضمنة في الغلاف النووي. هذه العملية تسمى النقل المسور.

تحتوي هذه البروتينات على تسلسلات محددة من الأحماض الأمينية تسمى إشارات الفرز التي يتم التعرف عليها بواسطة مستقبل الفرز الذي ينقل البروتين إلى النواة.

يتم استيراد البروتينات التي تستهدف البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية من خلال الترانسلوكونات ، وهي بروتينات غشائية متخصصة ، في عملية تسمى نقل البروتين.

أثناء النقل ، ترتبط بروتينات المرافقة في العصارة الخلوية بالبروتين المستهدف وتوصيله إلى الغشاء ، حيث يتم التعرف على إشارات الفرز بواسطة مستقبلات استيراد الترانسلوكون. باستخدام التحلل المائي ATP ، يتم فتح البروتين المستهدف ونقله عبر قناة في الترانسلوكون للوصول إلى وجهته داخل العضية.

في الاتجار الحويصلي ، يتم تعبئة البروتينات القابلة للذوبان من تجويف الشبكة الإندوبلازمية وتحميلها على حويصلات النقل المرتبطة بالغشاء.

تنطلق حويصلات النقل من غشاء الشبكة الإندوبلازمية وتندمج مع غشاء جولجي أو غشاء الخلية دون عبور الطبقات الدهنية الثنائية لتوصيل البروتينات إلى موقعها المستهدف.