цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
мИКРОТРУБОЧКИ И БЫСТРЫЙ ТРАНСПОРТ
|
|
В ранних экспериментах было показано, что аксонный транспорт требует затрат энергии и наличия интактных микротрубочек, но в те-
278 Раздел П. Передача информации в нервной системе
| Рис. 13.14. Идентификация органелл и путей, участвующих в быстром аксонном транспорте. Электронная микрофотография пузырька, прикрепленного к микротрубочке в аксоплазме кальмара. С помощью световой микросколии было установлено, что до фиксации эта органелла двигалась вдоль волоконного пути со скоростью, соответствующей скорости быстрого аксонного транспорта. Электронная микрофотография показывает, что эта органелла является синаптической везикулой, а ее путь — микротрубочкой. Гранулярный и волоконный материал расположен на стеклянном субстрате. Fig. 13.14. Identifying the Organelles and Tracks Mediating Fast Axonal Transport. Electron micrograph of a vesicle attached to a rmcrotubule in extruded squid axoplasm Before fixation this organelle was observed by light microscopy moving along a filamentous track at a rate corresponding to fast axonal transport. The electron micrograph shows that the organelle is a synaptic vesicle, and the track is a microtubule. A layer of granular and finely filamentous material coats the glass substrate. (From Schnapp et al., 1985.) |
чение 30 лет очень мало достигнуто в понимании механизмов этого процесса. Два технологических достижения дали возможность очень быстро продвинуться в исследовании этой проблемы: (1) развитие методов микроскопии, которые позволили напрямую визуализировать единичные пузырьки внутри клеток71· 72) и (2) открытие того, что движение везикул происходит и в бесклеточной среде, такой как аксоплазма кальмара73). Исследования Риза, Шитиа, Шнэппа, Вэйла, Блока и их коллег показали, что транспорт происходит путем прикрепления органелл, таких как митохондрии или пузырьки, к микротрубочкам. Механохимические ферменты, или моторы, расщепляют молекулу АТФ и используют полученную энергию для переноса органелл по «колее» микротрубочки (рис. 13.14)74· 75).
Микротрубочки обладают собственной полярностью; в аксонах «положительно заряженный» полюс расположен на дистальном конце аксонной терминали. Антероградный транспорт осуществляется белком кинезином (kinesin), который перемещает органеллы по направлению к положительно заряженному полюсу; ретроградный транспорт осуществляется цитоплазматическим белком линейном (dynein), который перемещает органеллы по направлению к отрицательному полюсу (рис. 13.15)76). Специфические рецепторы на поверхности органелл обусловливают присоединение к ним или кинезина, или цитоплазматического линейна и, таким образом, определяют направление движения органелл (рис. 13.16)77). Было показано, что один кинезиновый мотор перемещает органеллу вдоль микротрубочки со скоростью, эквивалентной скорости быстрого аксонного транспорта78); гидролиз одной молекулы АТФ обеспечивает энергией «шаг» длиной приблизительно 8 нм, что соответствует расстоянию от одного димера ab-тубулина до следующего вдоль протофиламента микрогрубочки79· 80). Различия в скорости транспорта разных компонентов обусловлены долей времени, в течение которого они остаются «в колее», и тем сопротивлением, которое они встречают по мере прохождения через плотное переплетение элементов цитоскелета в аксоне.