VESIKEL SEL: KARAKTERISTIK, JENIS DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The vesikel seluler adalah kendaraan untuk komunikasi intraseluler dan ekstraseluler, di mana molekul disintesis dalam sel, seperti neurotransmitter, hormon, protein, lipid dan asam nukleat, yang dikemas. Molekul ini disebut kargo. Sifat kimiawi muatan tergantung pada jenis kantong empedu dan fungsinya.

Morfologi umum vesikel terdiri dari lapisan ganda lipid, yang membentuk kantung tertutup, dan yang lumennya berair. Ukuran vesikula bisa bermacam-macam. Misalnya, di sel asinar pankreas berkisar antara 200 hingga 1200 nm, sedangkan di neuron berkisar antara 30 hingga 50 nm.

Sumber: Karya turunan Mariana Ruiz Villarreal: Gregor_0492

Pada eukariota, proses seluler yang berbeda terjadi pada organel tertentu. Namun, diperlukan pertukaran molekul antar organel, atau untuk mengirim molekul keluar ke ruang ekstraseluler. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem yang memungkinkan kargo diangkut ke tujuan yang benar. Fungsi ini dipenuhi oleh vesikel.

Karakteristik vesikula sel

Ada berbagai jenis transpor vesikuler dengan karakteristiknya masing-masing. Namun, ada hal umum seperti berkecambah, yang diarahkan oleh lapisan atau dilapisi dengan protein, seperti clathrin; dan spesifisitas pengikatan, yang bergantung pada protein transmembran, atau SNARE.

Transpor vesikuler meliputi eksositosis dan endositosis, transpor antar organel, dan pelepasan vesikula ekstraseluler. Dalam semua kasus, ini melibatkan pembentukan tunas yang berkelanjutan, dan pembelahan dan fusi vesikula transportasi.

Eksositosis terdiri dari fusi vesikula dengan membran plasma untuk melepaskan isi vesikuler. Ada tiga mode eksositosis: 1) fusi kolaps total; 2) cium dan lari; dan 3) eksositosis majemuk.

Endositosis terdiri dari pemulihan membran plasma, yang mencegah peradangan sel. Ada mekanisme endositosis yang berbeda.

Dalam transportasi vesikuler antara organel, protein yang baru disintesis yang ditemukan di lumen retikulum endoplasma diangkut ke aparatus Golgi. Dari organel ini, vesikula berangkat menuju sistem endomembran dan membran plasma.

Vesikel ekstraseluler, ditemukan pada prokariota dan eukariota, bertanggung jawab untuk membawa molekul dari satu sel ke sel lainnya.

Jenis vesikula sel

Vesikel endositik

Mereka berfungsi untuk memasukkan molekul ke dalam sel atau untuk mendaur ulang komponen membran. Vesikel ini mungkin atau mungkin tidak ditutupi oleh lapisan protein. Protein yang melapisi permukaan kantong empedu adalah clathrin dan caveolin.

Vesikel endositik berlapis klathrin bertanggung jawab untuk internalisasi patogen, seperti virus influenza antara lain, protein membran, dan reseptor dan ligan ekstraseluler. Vesikel berlapis Caveolin memediasi masuknya virus, jamur, bakteri, dan prion.

Vesikel eksositik

Melalui stimulus, sel sekretori (neuron atau sel lain) melepaskan isinya melalui eksositosis.

Fusi membran selama eksositosis terjadi melalui dua langkah: 1) pengikatan vesikula eksositik ke akseptor membran; dan 2) fusi bilayers lipid. Protein Rab, GTPases, dan SNARE, antara lain, berpartisipasi dalam langkah-langkah ini.

Mengangkut vesikula antar organel

Vesikel berlapis COPII diangkut dari retikulum endoplasma ke badan Golgi. Transportasi dari badan Golgi ke vakuola melibatkan dua jalur: ALP (alkaline phosphatase) ke vakuola; endosom melalui jalur karboksipeptidase Y dan S (CPY dan CPS).

Fungsi vesikel

Vesikel jalur sekretori memiliki berbagai macam fungsi, di antaranya adalah sekresi zat berikut: insulin dari sel pankreas, neuropeptida dan neurotransmiter, hormon, dan zat yang terlibat dalam respons imun.

Salah satu fungsi paling terkenal adalah pelepasan protein sekretori dari pankreas. Misalnya, kimotripsinogen, suatu zimogen, dilepaskan melalui fusi vesikula ke membran, sebagai akibat dari rangsangan hormonal.

Vesikel ekstraseluler (VE) terdiri dari dua jenis: eksosom dan ektosom. Keduanya dibedakan berdasarkan komposisinya, yang menentukan fungsinya. Eksosom memiliki tetraspanin, integrin, proteoglikan, dan ICAMI. Ektosom memiliki reseptor, glikoprotein, metaloprotein, dan asam nukleat.

Fungsi EV termasuk pemeliharaan homeostasis sel, pengaturan fungsi sel, dan komunikasi antar sel. Fungsi terakhir membutuhkan pengangkutan protein, RNA (mRNA, miRNA, antisense RNA), dan urutan DNA.

Fusi EV ke membran sel target dapat mempengaruhi regulasi ekspresi gen oleh faktor transkripsi, protein pensinyalan, dan banyak enzim. EV yang dilepaskan oleh sel induk memainkan peran penting dalam perbaikan organ dan perlindungan terhadap penyakit.

Penyakit

Fungsi fisiologis normal sel bergantung, di antara beberapa faktor, pada pengangkutan vesikula dan fusi mereka. Misalnya, diabetes tipe 2 ditandai dengan defek sekresi insulin dan translokasi yang dimediasi oleh transporter glukosa.

EV memainkan peran penting dalam banyak penyakit. Pada kanker, EV meningkatkan resistensi obat kemoterapi, yang dimediasi oleh miRNA,

EV memiliki efek kritis pada neurodegenerasi. Pada penyakit Alzheimer dan multiple sclerosis, efek degeneratif bergantung pada banyak molekul, seperti miRNA, gangliosida, dan protein.

Dalam sel jantung, eksosom dan ektosom memungkinkan komunikasi antar sel, dan selanjutnya, mempengaruhi perkembangan plak ateroklerotik dalam pembuluh dengan menginduksi inflamasi, proliferasi, trombosis, dan respon vasoaktif.

Dalam proses alergi dan peradangan, miRNA EV mengatur proses ini melalui efek parakrin.

Vesikel dalam organisme yang berbeda

Perhatian khusus telah diberikan pada EVs protozoa. Ini karena EV memainkan peran penting antara parasit dan interaksi inang.

Beberapa parasit yang VE-nya telah diteliti adalah Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi, Leishmania spp., Plasmodium spp., Dan Toxoplasma spp.

EV juga telah diamati pada bakteri gram positif dan negatif, termasuk Corynebacterium dan Moraxellaceae. Di mukosa saluran pernapasan, vesikula membran luar (OMVs) mengikat domain lipid di sel epitel alveolar. Dari sana, OMV memodulasi respons inflamasi.

Referensi

1. Aaron, T. Place, Maria S. Sverdlov, Oleg Chaga, dan Richard D. Minshall. 2009. Antioksidan dan Pemberian Sinyal Redoks, 11: 1301.
2. Feyder, S., De Craene, JO, Séverine, B., Bertazzi, DL, dan Friant, S. 2015. Perdagangan Membran dalam Model Yeast Saccharomyces cerevisiae. Int. J. Mol. Sci., 16: 1509-1525.
3. Fujita, Y., Yoshiota, Y., Saburolto, Junaraya, Kuwano, K. dan Ochiya, T. 2014. Komunikasi Antar Seluler oleh Vesikel Ekstraseluler dan MicroRNA mereka pada Asma. Clinical Therapeutics, 36: 873–881.
4. Lodish, H., Berk, A., Zipurski, SL, Matsudaria, P., Baltimore, D., Darnell, J. 2003. Biologi seluler dan molekuler. Editorial Medica Panamericana, Buenos Aires, Bogotá, Caracas, Madrid, Meksiko, Sāo Paulo.
5. Parkar, NS, Akpa, BS, Nitsche, LC, Wedgewood, LE, Place, AT, Sverdlov, MS, Chaga, O., dan Minshall, RD 2009. Pembentukan Vesikel dan Endositosis: Fungsi, Mesin, Mekanisme, dan Pemodelan.
6. Schmid, SL dan Damke, H. 1995. Vesikel dilapisi: keragaman bentuk dan fungsi. Jurnal FASEB, 9: 1445–1453.
7. Wu, LG, Hamid, E., Shin, W., Chiang, HC 2014. Eksositosis dan Endositosis: Mode, Fungsi, dan Mekanisme Kopling. Annu. Pdt. Physiol., 76: 301-331.
8. Yáñez, Mo, Siljander, PRM dkk. 2015. Sifat biologis vesikula ekstraseluler dan fungsi fisiologisnya. Jurnal Vesikel Ekstraseluler, 4: 1-60.