مستخدم:Lenda KH/ملعب
التركيب[عدل]
البروتينات البكتيرية التي يجب ضخها تمر من السيتوبلازم البكتيري من خلال الابرة مباشرة الى السيتوبلازم المضيف. ثلاثة اغشية تقسم السيتوبلازمين : الغشاء المزدوج ( العضو الداخلي و الخارجي) من البكتريا سالبة غرام وغشاء النواة. الابرة تزود مرور سهل من خلال اغشية غير منفذة وذات اختيار عالي . بكتيريا واحدة يمكن ان يكون لها مئات من تجمعات الابر التي تنتشر عبر الغشاء. وقد اقترح ان تجمع الابرة هو سمة عالمية للنظام الافرازي الثالث لجميع البكتيريا المسببة للمرض .
يبدأ مجمع الابرة من سيتوبلازم البكتريا ويمر عبر غشائيين ويبرز من الخلية. الجزء المتصل في الغشاء هو قاعدة النظام الافرازي الثالث . الجزء خارج الخلية هو الابرة ويسمى بالقضيب الداخلي الذي يربط الابرة بالقاعدة. على الرغم من ان الابرة هي الجزء الأكبر والمسيطر للنظام الافرازي الثالث ولكن هي مصنوعة من أجزاء من البروتينات الواحدة. لذلك اغلبية بروتينات النظام الافرازي الثالث التي تبني القاعدة هي التي تفرز في المضيف. كما ذكر سابقا الابرة تشارك أوجه شبه مع أسواط البكتيريا .بشكل مخصص، قاعدة الابرة تشبه كثيرا في تركيبها قاعدة سوط البكتيريا، الابرة نفسها مماثلة لمعلاق السوط التركيب الذي يربط القاعدة مع خيوط السوط .
القاعدة تتكون من عدة حلقات دائرية وهي اول جزء تم بناؤه في هيكل مجمع الابرة الجديد .عندما تكتمل القاعدة، تعمل بدور الة الضخ للبروتينات الخارجية (المؤشر). عندما يكتمل تركيب الابرة بشكل كامل ، يتحول النظام حتى يضخ البروتينات المفروض نقلها الى الخلايا المضيفة. الإبرة معروف انها تبنى من القاعدة الى القمة . البروتينات كوحدة البناء الصغرى للابرة تتجمع فوق بعضها البعض. وبذلك الوحدة التي في قمة الابرة هي اخر وحدة يتم اضافتها . الوحدة الجزئية للإبرة هي واحدة من اصغربروتينات النظام الافرازي الثالث ويتراوح قياسها 9 كيلو دالتون تقريبا.
100-150 جزء يكون كل ابرة.
قياس ابرة النظام الافرازي الثالث يتراوح تقريبا ما بين 60 -80 نانو ميتر في الطول و 8 نانو ميتر في العرض الخارجي. يجب ان يكون هناك طول ادنى للابرة من اجل ان لا تتدخل التراكيب الخارجية الاخرى للبكتيريا في الافراز (الالتصاق، طبقة عديدات سكر شحمية ). قطر محيط مدخل الابرة هو 8 نانو ميتر اغلب البروتينات المؤثرة المنطوية هي كبيرة جدا لتمر من خلال فتحة الابرة. ولهذا اغلب البروتينات المفرزة يجب ان تمر من خلال الابرة وهي غير منطوية، وهذه المهمة يتم تنفيذها من قبل انزيم الادينوسين ثلاثي الفوسفات في قاعدة هيكل الابرة.
دراسات الوراثة والوظيفة[عدل]
النظام الافرازي الثالث في كثير من البكتريا تم تعديله من قبل الباحثين. مراقبة تأثير التعديل الفردي يمكن ان يستخدم للتعمق في دور كل جزء من النظام. امثلة على التعديلات هي:
- حذف واحد او اكثر من جينات النظام الافرازي الثالث (الجينات المخرجة).
- الافراط في التعبير لجينات النظام الافرازي الثالث (بمعنى اخر انتاج في جسم الكائن الحي بروتينات النظام الافرازي الثالث بكميات حجمها اكبر من المعتاد).
- تغيرات في نقطة او منطقة معينة في جينات او بروتينات النظام الافرازي الثالث .هذه التغيرات تتم من اجل معرفة وظيفة احماض أمينية او مناطق معينة في البروتين.
- ادخال جين او بروتين من نوع واحد من البكتيريا الى اخر (فحص تداخل متكامل). وهذا يتم من اجل فحص الاختلافات والتشابهات بين اثنيتن من بروتينات النظام الافرازي الثالث .
التعديلات لأجزاء النظام الافرازي الثالث يمكن ان يكون لها تأثيرات على عدة جوانب للوظائف البكتيرية و المرضية. امثلة على تأثيرات محتملة:
• قدرة البكتيريا الى اقتحام خلايا المضيف في حالة مسببات الامراض داخل الخلايا وهذا يمكن قياسه باستخدام قياس الغزو (بالانجليزية invasion assay)(فحص الحماية من الجنتامايسين)(بالانجليزية gentamicin protection assay) .
• القدرة على التداخل البكتيري للعيش بين الخلايا المضيفة.
• قدرة البكتيريا على قتل الخلايا المضيفة. ويمكن ان يقاس هذا الامر من خلال عدة طرق، على سبيل المثال من خلال فحص افراز ال LDH، حيث انزيم ال LDH، الذي يرشح من الخلايا الميتة يحدد من خلال قياس النشاط الأنزيمي.
• قدرة النظام الافرازي الثالث لافراز بروتين معين او افراز كل البروتينات. من اجل فحص هذا، عملية الافراز تتم في بكتيريا تنمو في وسط سائل. لاحقا يتم فصل البكتيريا والوسط عن طريق الطرد المركزي. بعدها، جزء من الوسط (السائل الطائف) يتم فحصه لوجود البروتينات المفرزة. من اجل منع بروتين يفرز بالعادة من عملية الافراز، يمكن ربط جزيء كبير معه بشكل اصطناعي . لاحقا، اذا بقيت البروتينات غير المفرزة عالقة في قاع مركب الابرة، فيمكن القول ان عملية الافراز محظورة بشكل فعال.
• قدرة البكتيريا على تجميع مركب الابرة كاملا .يمكن ل NCs ان تفصل من البكتيريا المعدلة وفحصها عن طريق المجهر . على اية حال، لا يمكن دائما للتعديلات الثانوية الصغيرة ان تكتشف من خلال المجهر .
• قدرة البكتيريا أن تصيب الحيوانات او النباتات. حتى اذا البكتيريا المعدلة ظهر في المختبر انه يمكنها التأثير على الخلايا المضيفة، قدرتها على تحمل الاصابة في عضو حي لا يمكن تجاهلها.
مستويات التعبير للجينات الأخرى. هذا يمكن فحصه من خلال عدة طرق، لا سيما، northern blot و RT-PCR . مستويات التعبير للجينوم بأكمله يمكن فحصها بواسطة microarray . العديد من النوع الثالث من عوامل النسخ و الشبكات المنتظمة تم اكتشافها باستخدام هذه الطرق.
• نمو ولياقة للبكتيريا.