Vesmírná školaVesmírná školaVesmírná školaVesmírná školaVesmírná školaVesmírná škola

Aktuální číslo:

2025/1

Téma měsíce:

Exploze

Obálka čísla

Melanozomy, cestovatelé závislí na pH

 |  8. 9. 2003
 |  Vesmír 82, 497, 2003/9

V buňkách našeho těla je řada zajímavých organel, jenom melanozomy jsou však schopny opustit buňku, v níž vznikly, a plnit svou funkci jinde. Tyto specializované organely se vyskytují v buňkách zvaných melanocyty. V nich se vyvíjejí z endozomů (organel odpovědných za buněčný příjem potravy a trávení) a svou speciální funkci chránit buněčné jádro před poškozením ultrafialovým zářením plní v pokožkových buňkách, keratinocytech. Jak se do nich dostanou? Mateřské melanocyty vytvářejí dlouhé výběžky a melanozomy se do nich aktivně stěhují.

Další osud melanozomů není dosud plně objasněn. Podle některých prací keratinocyt pozře špičku výběžku, a potom se melanozom přesune k buněčnému jádru, kde vytvoří ochrannou čepičku orientovanou směrem k dopadajícím slunečním paprskům. Podle jiných prací jsou melanozomy transportovány mimo buňku, a tam je teprve keratinocyt zhltne. Uvažuje se také o tom, že by membrány obou buněk (melanocytu a keratinocytu) mohly být přímo propojeny.

Melanozomy produkují melanin - barviva, která mají podle chemické struktury různé odstíny, od oranžové po tmavě hnědou. Za jejich syntézu je odpovědná biochemická dráha využívající tyrozinázu. Tento enzym urychluje oxidaci fenolů na chinony, látky pohlcující ultrafialové záření a snižující ve svém okolí koncentraci reaktivních kyslíkových radikálů. Již delší dobu je známo, že melanozomy bělochů i černochů obsahují podobné množství tyrozinázy, odlišná je jen její aktivita (u bělochů mnohem nižší).

Protože je aktivita tyrozinázy pro odstín pleti tak důležitá, zajímají se o ni nejen badatelé a lékaři, ale i kosmetické firmy. Teprve nedávno se zjistilo, že klíčovým faktorem ovlivňujícím aktivitu tyrozinázy je pH v melanozomech, které je u bělochů mnohem nižší, a právě kyselé prostředí aktivitu tyrozinázy brzdí (tyrozináza je nejaktivnější při pH 6,8). Badatelé mají řadu nástrojů jak pH v buněčných organelách měnit např. specifické inhibitory enzymu v-ATPázy, který do některých membránových organel (včetně melanozomů) pumpuje protony, a tím udržuje kyselost. Jestliže se zmíněné inhibitory použijí, melanozomy v buňkách odvozených z bělošské kůže neutralizací pH ztmavnou a aktivita tyrozinázy vzroste asi desetkrát. U buněk odvozených z černošské kůže nemělo toto působení žádný efekt. Co však reguluje pH v melanozomech?

Odpověď nabízejí některé syndromy s narušenou pigmentací, např. albinizmus 2. typu (nedostatek barviva v očích a kůži), kde hlavní roli zřejmě hraje protein P (pink - růžový), který je strukturně podobný iontovým kanálům a významně se podílí na regulaci pH v melanozomech. Odlišnost v barvě kůže jednotlivých lidských etnik tedy může souviset s vysokým množstvím různých alel v genech pro P-protein v lidské populaci.

Literatura

FEBS Lett. 478, 57, 2000/1

Exp Cell Res. 268, 26, 2001/1 a 262, 197, 2001/2

J. Cell Sci. 15, 1441, 2002

Ke stažení

O autorovi

Jan Černý

Prof. Jan Černý, Dr., (*1970) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Na této fakultě přednáší buněčnou biologii, imunologii a histologii. Zabývá se zejména dynamikou endozomálního systému s důrazem na antigenní prezentaci, membránovými mikrodoménami a vlivem nízkomolekulárních inhibitorů a sekundárních metabolitů na buněčnou fyziologii. Podílí se na organizaci Mezinárodní biologické olympiády a soutěže EUSO.
Černý Jan

Doporučujeme

Exploze, které tvoří

Exploze, které tvoří uzamčeno

Supernovy vytvářejí v mezihvězdném prostředí bubliny. V hustých stěnách bublin vznikají hvězdy. A to, co začalo výbuchem, končí hvězdou.
Mrtví termiti odpovídají na evoluční otázky

Mrtví termiti odpovídají na evoluční otázky uzamčeno

Aleš Buček, Jakub Prokop  |  6. 1. 2025
Termiti představují odhadem čtvrtinu globální biomasy suchozemských členovců. Naší snahou je pochopit, jak dosáhli ekologického úspěchu, jak se...
Objev země Františka Josefa

Objev země Františka Josefa

Zdeněk Lyčka  |  6. 1. 2025
Soukromá rakousko-uherská polární výprava v letech 1872–1874 nedosáhla zamýšleného cíle, jímž bylo proplout Severní mořskou cestou a případně...