hepnotSeçilmiş salgı proteininin ER–Golgi–vezikül güzergâhı
Konunun mantığı
Ribozomun protein zinciri sentezlediği, Golginin belirli ürünleri işlediği ve keseciğin hücre zarıyla birleşebildiği önceki derslerde vardı. Burada yeni hedef, yalnız klasik salgı yoluna yönlendirildiği açıkça verilen çözünür bir ökaryot proteini bu yapılar arasında aynı yük olarak izlemektir. Her protein hücre dışına verilmez; sitozolde çalışan veya başka organellere yönlendirilen proteinlerin hepsini aynı ER–Golgi hattına zorlayamayız. Yol seçimi sorunun varsayımıdır; gerçek bir ürün tasarımı veya deney yönergesi değildir.
Bu seçilmiş yolda protein zincirinin sentezi granüllü ER ile ilişkili ribozomda gerçekleşir. Ribozom ER zarının sitozole bakan tarafındadır; sentezlenen seçilmiş zincir uygun yönlendirme ve geçiş sistemiyle ERnin iç boşluğuna, yani lümenine alınır. Ribozomun sitozol tarafında olması, tamamlanmış salgı proteininin mutlaka önce sitozolde serbestçe birikmesi gerektiği anlamına gelmez. Sentezlenen zincirle onu taşıyan zar sisteminin görevini ayrı tutarız; ER zarı ribozomun yerine amino asitleri zincire dizen yapı değildir.
ER iç boşluğundaki uygun yük taşıma vezikülüne alınabilir; bu vezikül Golgiyle birleşince içerik Golginin iç bölmesine ulaşır. Golgide seçilmiş işleme ve yönlendirmeler yapıldıktan sonra yük salgı vezikülüne ayrılabilir. ER→taşıma vezikülü→Golgi→salgı vezikülü sırası, protein zincirini her durakta yeniden sıfırdan sentezleme değildir. Bu ders Golgi içindeki bütün taşınma modellerini veya bütün kimyasal değişimleri öğretmez; metinde verilmedikçe her proteinin aynı ek grubunu aldığı iddia edilmez.
Salgı vezikülü hücre zarıyla tam birleştiğinde iç boşluğu dış ortamla bağlantı kurar ve seçilen çözünür yük dışarı verilebilir. Bu sırada yükün önce sitozole boşalıp sonra bir iyon kanalından geçmesi zorunlu değildir. ER lümeni, taşıma vezikülü içi ve Golgi içi hücre sınırları içinde olsa da sitozolle aynı boşluk değildir; bu güzergâhta yükü sınırlayan zar korunur. Gerçek sistemde zarı geçen başka olaylar bulunabilir; sorular yalnız bunların dışlandığı kapalı yolu seçer.
Bir basamak engellendiğinde önce o anda yükün nerede olduğunu ve ilerideki bölmelerde önceden yük bulunup bulunmadığını denetle. Başlangıçta aşağı bölmeler boş ve tek yol kapalıysa, o yeni yük o bağlantıyı aşamaz; ama daha önceden salgı vezikülünde bulunan başka yükün dışarı çıkışı aynı nedenle otomatik durmaz. Birikim miktarı için yeni giriş, yıkım, geri taşıma ve zaman bilgisi gerekir; yalnız engel adından sınırsız artış çıkarılmaz. Aşağıdaki kurmaca izleme modelleri bütün protein salgısını veya gerçek bir hücrenin canlılığını ölçmez; laboratuvar, klinik veya üretim protokolü içermez.
Seçilmiş klasik salgı proteini: ERye bağlı ribozomla sentez/lümene giriş→taşıma vezikülü→Golgi→salgı vezikülü→tam ekzositoz. Golgi ribozom değildir; lümen sitozol değildir. Engel yorumu başlangıç yükü ve tek yol koşuluna bağlıdır; bütün proteinler bu hattı kullanmaz.
Adım adım bir örnek
Özgün kâğıt modelinde S, klasik yolla salgılanacak çözünür protein yüküdür. S ERye bağlı ribozomda sentezlenip ER lümenine alınmış; 12 işaretli S birimi taşıma veziküllerinin içinde bulunuyor. Bundan sonra yalnız taşıma vezikülü→Golgi birleşmesi engelleniyor. Başlangıçta Golgi, salgı vezikülü ve dış ortamda bu işaretli S yok; yeni sentez, başka yol, yıkım, geri taşıma veya zar sızıntısı yok. Engelden sonra uygun bekleme sonunda bu 12 birimin bölmesi soruluyor; gerçek izleme deneyi değildir.
Yükün önündeki ilk kapalı bağlantı
- S bu anda taşıma vezikülünün iç boşluğunda; ribozomda yeniden sentezlenecek ham amino asit değildir.
- Golgiye birleşme verilmiş tek ilerleme yoludur ve engellenmiştir; bu işaretli yük Golgiye ve sonraki salgı keseciğine ulaşamaz.
- Başka akış veya yıkım yokluğu nedeniyle 12 birim taşıma veziküllerinde kalır; sitozole kendiliğinden boşaldığı söylenmez.
Sınır: Yalnız işaretli bu başlangıç yükü ve verilen zaman/model koşulları. Gerçek hücrede bütün kargonun sonsuza dek aynı yerde kaldığı veya başka protein salgısının durduğu iddia edilmez.
Bölme envanteri ve korunumu
- Başlangıç tablosu: taşıma vezikülü12, Golgi0, salgı vezikülü0, dış0.
- Tek açık olmayan aktarım nedeniyle son tablo bu modelde aynı kalır; toplam12 korunur.
- Yükü bir hücre içi bölmede tutmak, onu hücre içi sıvı olan sitozolle özdeş yapmak değildir.
Sınır: Korunum verilmiş yıkım/sentez yokluğunun hesabıdır; hücresel mekanizmayı sayısal tanıkla ispatlamaz.
Başlangıçta ayrı salgı vezikülünde zaten bulunan işaretli yük olsaydı, ERden yeni yükün Golgiye ulaşamaması o eski yükün dışarı çıkmasını da zorunlu engeller miydi?
Hatayı bul
“S Golgiye ulaşamıyor. Demek ki protein zinciri hiç sentezlenmemiştir; ayrıca hücre içinde taşındığı için S her aşamada sitozolde serbesttir.” İlk çıkarım hatası nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Taşıma basamağındaki engeli, önceden gerçekleşmiş zincir sentezinin yokluğu saymak.
Ribozom sentezi, ER lümenine giriş, taşıma ve Golgi işleme ayrı basamaklardır. Önceden sentezlenmiş yük ilerleyemeyebilir. Bir yükün hücre sınırı içinde bulunması da onu lümenden ayıran zarın yok olduğu anlamına gelmez.
Çalışılmış yükün taşıma vezikülü→Golgi engeli kaldırılıyor; bu kez yalnız salgı vezikülünün hücre zarıyla son birleşmesi engelleniyor. Diğer basamakların 12 yükü tamamen son keseciğe taşıdığı ve başka akış/yıkım olmadığı verilse konum ne olur?
Verilen 12 yük Golgiden sonra salgı veziküllerinin iç boşluğuna kadar ilerleyebilir; son birleşme yokken dış ortama verilmez. Bu, ilk engeldeki taşıma vezikülü konumundan farklıdır; iki tür keseciği de sitozol saymayız. Yakın yol uygulamasıdır; gerçek deney veya gecikmeli aktarım ölçümü değildir.
Dersin soruları
1Kurmaca modelde P çözünür proteinidir; klasik salgı yoluna yönlendirildiği verilmiştir. Sentez ERye bağlı ribozomla ilişkili, dışarı çıkış tam ekzositozla. Hedef yalnız Pnin sentezden dışarı verilişe kadar temel yoludur; başka proteinler veya alternatif salgı yolu incelenmiyor. Hangi sıra ve bölme yorumu uygundur?
Bu soruda hata mı var?2Özgün kurmaca modelde 9 yeni işaretli S yükü Golgi iç bölmesine ulaşmış. Bundan sonra yalnız Golgiden salgı vezikülüne ayrılma basamağı çalışmıyor; ERden yeni giriş, yıkım, geri taşıma veya başka çıkış yok. Daha önce hücre içinde ayrı salgı vezikülüne konmuş 4 eski T yükü var; Tnin hücre zarıyla birleşme yolu sağlam ve verilen sürede bu dört yük tamamen dışarı veriliyor. Başka S/T yükü yok. Son envanter için hangi yorum desteklenir?
Bu soruda hata mı var?3Kurmaca ökaryot modelinde S, ER lümenine yönlendirilen klasik salgı proteinidir. C ise bu modelde sitozolde görev yapmak üzere serbest ribozomlarda sentezlenen ayrı proteindir; ER/Golgiye girmez. Yalnız S için ERden Golgiye ilerleme bağlantısı engellenir. İki proteinin mRNA ve ribozom işleyişi, enerji ve diğer gerekli koşulları korunur; hasar/yıkım veya dolaylı yan etki yok. Bu dar değişiklikten hangi sonuç çıkar?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Klasik salgı yoluna yönlendirilen kurmaca çözünür protein Z için, zincirin sentezini yapan yapı ve zincirin sentezden sonra alındığı bölme hangi ikiliyle doğru verilir?
2Etiketli Z yükü Golgi iç bölmesindedir ve Golgideki işleme tamamlanmıştır. Verilen klasik yolda Z’nin bir sonraki bölmesi ve oraya geçiş biçimi hangisidir?
3Kurmaca modelde işaretli S yükünün bölme stokları (ER lümeni; taşıma vezikülü; Golgi; salgı vezikülü; dış ortam) başlangıçta (8; 5; 3; 2; 0) birimdir. Yalnız ER lümeninden taşıma vezikülüne ayrılma basamağı engellenir; diğer bütün bağlantılar açıktır ve yük ilerleyebildiği yere kadar ilerleyene dek beklenir. Yeni giriş, yıkım ve geri taşıma yoktur. Son durumda (ER lümeni; taşıma vezikülü; dış ortam) stokları hangisidir?
4Kurmaca bir hücrede işaretli P1 klasik salgı yoluna yönlendirilmiştir; işaretli P2 ise serbest ribozomda sentezlenip sitozolde görev yapar. Ölçümde P1 Golgi içinde bulunuyor; P2 Golgi içinde bulunmuyor, sitozolde bulunuyor. Bu veri hangi yorumla uyumludur?
5Kurmaca modelde işaretli yükün bölme stokları (ER lümeni; taşıma vezikülü; Golgi; salgı vezikülü; dış ortam) başlangıçta (20; 6; 4; 2; 0) birimdir. Bir aralıkta ERden taşıma vezikülüne 5, taşıma vezikülünden Golgiye 7, Golgiden salgı vezikülüne 3, salgı vezikülünden dış ortama 2 birim geçer; sentez, yıkım ve geri taşıma yoktur. Aralık sonunda Golgi içindeki yük kaç birimdir?
6Kurmaca bir hücrede sitozolde çözünen ama vezikül zarını geçemeyen bir boya vardır. Salgı vezikülü hücre zarıyla tam birleştikten sonra dış ortamda işaretli S yükü bulunuyor, boya ise dış ortamda bulunmuyor. Hangi yorum bu veriyle uyumludur?
7Kurmaca modelde aynı işaretli yük üç ayrı başlangıçta denenir: Y1 ER lümeninde, Y2 taşıma vezikülünün içinde, Y3 Golgi içinde. Yalnız taşıma vezikülü→Golgi birleşmesi engellenir; diğer bağlantılar açıktır ve uzun süre beklenir. Yeni giriş, yıkım ve geri taşıma yoktur. Son durumda (Y1; Y2; Y3) yüklerinin bulunduğu bölmeler hangisidir?
8Kurmaca hücrede yalnız işaretli S için ER→Golgi ilerleme bağlantısı engellenmiştir; dış ortamda S görülmemektedir. Bu veriden hangi genelleme çıkarılabilir?
9Klasik salgı yoluna yönlendirilen çözünür bir protein için sırasıyla (zincirin sentezi; zincirin ER lümenine alınması; Golgide seçilmiş işleme ve yönlendirme) görevlerini hangi yapılar üstlenir?
10Başlangıçta işaretli yükün bölme stokları (ER lümeni; taşıma vezikülü; Golgi; salgı vezikülü; dış ortam) (14; 3; 5; 1; 0) birimdir; toplam 23. Aralıkta sentez, yıkım, geri taşıma ve dışarıdan ek giriş yoktur; yük yalnız ileri yönde ilerleyebilir. Aralık sonu için hangi tablo bu koşullarla uyumludur?
Aklında kaldı mı?
Seçilmiş klasik çözünür salgı proteininin temel yolu nedir?
ERye bağlı ribozomla sentez/lümene giriş→ERden taşıma vezikülü→Golgi içi işleme/yönlendirme→salgı vezikülü→hücre zarıyla tam füzyon→dış ortam. Bütün proteinlerin yolu değildir; Golgi zincir sentezleyen ribozom değildir.
ERye bağlı ribozom ile salgı yükünün ER lümeninde oluşu nasıl ayrılır?
Ribozom ER zarının sitozole bakan yüzündedir; seçilmiş yeni zincir yönlendirme sistemiyle lümene alınır. Lümen sitozol değildir; ribozomun bulunduğu yüz tamamlanmış yükün son bölmesiyle özdeş sayılmaz.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.