Zelluläre Müllschlucker bereinigen

Zellen setzen auf Müll-Beseitigung-Systeme, deren Innenräume sauber und ordentlich zu halten. Wenn es nicht für diese Systeme, Zellen könnte so aussehen mikroskopische Schrottplätze – und schlimmer noch, sie könnten nicht richtig funktionieren.

Also ständige Reinigung ist ein entscheidender Bedeutung biologischer Prozess, und wenn es schief geht, können sie schwerwiegende Probleme verursachen. Daher arbeiten Wissenschaftler gefördert durch die National Institutes of Health um zu verstehen, die Zelle hausmeisterliche Dienste Wege finden, diese Störungen zu bekämpfen.

Müllentsorgung

Eines der Zelle Papierkorb Prozessoren heißt das Proteasom. Es bricht Proteine, die Bausteine und Mini-Maschinen, die viele Zellenteile bilden. Das tonnenförmig Proteasom zerlegt beschädigt oder unerwünschte Proteine, brechen sie in Stücke, die die Zelle erneut verwenden können, um neue Proteine herzustellen. Auf diese Weise ist das Proteasom genauso wie eine recycling-Anlage wie eine Müllabfuhr.

Woher weiß die Zelle welche Proteine zu halten und die in den Papierkorb? 2004 den Nobelpreis für Chemie ging an drei Wissenschaftler für die Beantwortung dieser Frage. Sie fanden heraus, dass die Zelle ihren Müll mit einem winzigen Protein-Tag namens Ubiquitin Etiketten. Sobald ein Proteins Ubiquitin-Label hat, kann das Proteasom es packen, legte es in das Fass, break it down und veröffentliche die Stücke.

Denn Krankheiten wie Alzheimer die Ansammlung von überschüssiger Proteine beinhalten, versuchen Forscher, Arzneimittel, das Proteasom zu helfen zu entwickeln. Sie hoffen, dass solch eine Behandlung Gehirnzellen sauber und gesund halten würde.

Wissenschaftler interessieren auch die Gestaltung von Medikamenten, die das Proteasom deaktivieren. Krebszellen, machen zum Beispiel eine Menge abnorme Proteine, die ihre Proteasomen haben, zu entfernen. Eine Proteasom-Verstopfung Medizin könnte verhindern, dass Krebszellen recycling Müll, so dass sie ohne wiederverwendbare Ressourcen für das Überleben und Wachstum. Dies ist das Konzept hinter der Proteasom-Inhibitor Medikament Bortezomib, das Blut Krebs multiplen Myeloms verwendet wird.

Zelluläre Magen

Proteine sind nicht die einzige Art der Zellmüll. Zellen haben auch recyceln Fächer als Organellen bezeichnet, wenn sie alt und abgenutzt werden. Dabei verlassen sie sich auf ein Organell bezeichnet die Lysosomen, die wie eine zelluläre Magen funktioniert. Mit Säure und mehrere Typen von Verdauungs-Enzymen, verdauen Lysosomen unerwünschte Organellen in einem Prozess bezeichnet Autophagie, von den griechischen Wörtern für "selbst" und "Essen." Die multifunktionale Lysosomen verarbeitet auch Proteine, Bakterien und andere "Lebensmittel" die Zelle verschlungen hat.

Eine Unfähigkeit zu eines der lysosomalen Enzyme führt zu einer seltenen, lebensbedrohlichen Krankheit namens lysosomalen Speicherkrankheit. Es gibt mehr als 40 verschiedene lysosomale Speicherkrankheiten, abhängig von der Art des Abfalls, die unverarbeitete hat. Diese Krankheiten können viele Organe, einschließlich Gehirn, Herz und Knochen betreffen.

Lysosomen verschlingen auch Viren, eine Aktivität wichtig, Kampf gegen Infektionen. Eine Droge, die Lysosomen aktiviert schützt Mäuse vor Krankheiten wie West-Nil-Virus. Es ist möglich, dass die gleiche oder ähnliche Medikamente Krankheiten zu behandeln könnten, in denen zellulären Müll, Pfähle einschließlich der Alzheimer Krankheit und anderen Krankheiten des Alterns.

Haufen Schrott

Während Zellen hauptsächlich Proteasomen und Lysosomen verwenden, haben sie ein paar andere Optionen für die Entsorgung von Müll.

Manchmal hängen sie einfach auf ihren Abfall, Durchführung der zelluläre Äquivalent unter den Teppich kehren. Wissenschaftler schlagen vor, dass die Zelle die unerwünschte Proteine zusammen in einen Klumpen genannt ein Aggregat um sie davor zu bewahren, normalen zellulären Maschinerie Gummierung stapeln kann.

Z. B. baut ein Protein namens Inselchen Amyloid Polypeptid in Aggregate in der Bauchspeicheldrüse des Menschen mit Typ 2 Diabetes. Andere Proteine Form Aggregate in bestimmte Erkrankungen des Gehirns. Wissenschaftler versuchen immer noch zu verstehen, was diese Trash Pfähle tun und ob sie hilfreich oder schädlich sind.

Wenn der Müll durch Lysosomen verdaut werden kann, kann die Zelle manchmal es in einem Prozess namens Exozytose ausspucken. Einmal außerhalb der Zelle der Papierkorb auftreten Enzyme, die sie auseinander zu nehmen, oder kann es einfach bilden, einer Müllhalde bezeichnet eine Gedenktafel. Leider, diese Plaketten außerhalb der Zelle können auch schädlich sein.

Die Zelle hat auch Möglichkeiten, einige Gifte zu werfen, die im Inneren erhalten. Dies bedeutet, dass Krebszellen Abpumpen Krebsmedikamente, die bedeutet werden können, um sie zu zerstören, und Bakterien können das gleiche mit Antibiotika tun. Wissenschaftler studieren, wie diese Pumpen arbeiten, auf der Suche nach Möglichkeiten, um die Medikamente im Inneren, wo sie ihre Arbeit machen können.

Weitere Studie über die vielen Möglichkeiten, die Zellen Sie den Papierkorb nehmen könnte zu neuen Ansätzen für das halten sie gesund und Verhinderung oder Behandlung von Krankheiten führen.

Dieser im Life-Science-Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health zur Verfügung gestellt.

Weitere Informationen:

Im Inneren der Zelle Broschüre

Auch in dieser Serie:

Zilien: Biologie Besen

Die wunderbare Welt innerhalb einer menschlichen Zelle

Zelle Selbstmord: Ein wesentlicher Bestandteil des Lebens