انتقال وزیکولی

[سید لفته فردزاده]

برخلاف باکتری­ها، که از یک فضای احاطه شده با یک غشای پلاسمایی تشکیل شده­اند؛ سلول­های یوکاریوتی به چندین بخش غشادار تقسیم می­شوند که این بخش­ها از نظر عملکردی از هم مجزا می­باشند. هر بخش یا اندامک (Organelle)، دارای یک­سری آنزیم­ها و مولکول­های مخصوص به خود است و سیستم­های توزیع محصول پیچیده­ای، محصول یک اندامک را به اندامک دیگر منتقل می­کنند. برای درک بهتر از سلول یوکاریوتی، ضروریست تا بدانیم در هر یک از این اندامک­ها چه کاری انجام می­شود؟ چگونه مولکول­ها بین آنها جا به جا می­شوند؟ و چگونه خود این اندامک­ها به وجود می­آیند و نگه­داری می­شوند؟ بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی حیاتی در درون غشاها یا در سطح غشاها انجام می­گیرد. برای مثال فرآیندهای متابولیسمی همگی با یک غشای زیستی ارتباط دارند. همچنین وجود غشاهای درون سلولی، باعث ایجاد فضاهای تخصص­یافته، و مجزا از سیتوزول می­شوند. از آنجا که غشاهای زیستی تا حد زیادی نسبت به مواد آب­دوست ناتراوا هستند، لذا هر اندامکی باید دارای مکانیسمی برای ورود پروتئین­های مخصوص به خود باشد. در داخل سلول­ها پروتئین­ها، هدف­گیری شده (Protein targeting) و از عرض غشاهای اندامک­های داخل سلولی از قبیل شبکه اندوپلاسمی، میتوکندری، کلروپلاست­ها، پراکسیزوم­ها و هسته عبور می­کنند. ما در اینجا به طور خلاصه به شرح مسیر ترشحی و مکانیسم­هایی که به پروتئین­های محلول و پروتئین­های غشایی، اجازه گذر از غشای پلاسمایی و لیزوزوم می­دهند می­پردازیم. در آخر به طور مختصر و کوتاه به مکانیسم عمل پروتئین تترین (Tetherin) در ممانعت از جوانه زدن ویروس نقص ایمنی انسان (HIV) و استراتژی که HIV از این مکانیسم مهاری فرار می­کند، اشاره می­کنیم.
هسته (Nucleus) حامل ژنوم اصلی است و محل سنتز DNA و RNA می­باشد. سیتوزول (Cytosol) محل سنتز و تجزیه پروتئین­هاست. علاوه براین، بسیاری از واسطه­های متابولسیمی نیز در سیتوزول سنتز می­شوند. در حدود نیمی از کل غشاهای موجود در یک سلول یوکاریوتی را اندامکی با فضاهای پیچ در پیچ تشکیل می­دهد، که شبکه اندوپلاسمی (Endoplasmic reticulum) نام دارد. به سطح سیتوزولی این اندامک ریبوزوم­های زیادی متصل شده است، که در کار تولید پروتئین­های بنیادین غشاء و یا پروتئین­هایی که به خارج از غشاء ترشح می­شوند یا به اندامک­های دیگر می­روند، دخیل هستند. علاوه بر نقش منحصر به فرد شبکه اندپلاسمی در سنتز و توزیع پروتئین­ها این اندامک بیشتر لیپیدهای سلول را تولید می­کند و به عنوان مخزنی برای Ca2+ نیز ایفای نقش می­کند. شبکه اندوپلاسمی، بسیاری از پروتئین­ها و لیپیدهای خود را به دستگاه گلژی می­سپارد. دستگاه گلژی (Golgi apparatus) از کیسه­های صفحه مانندی تشکیل شده است، که سیسترن گلژی (Golgi cisternae) نام دارند. این اندامک پروتئین­ها و لیپیدها را از شبکه اندوپلاسمی دریافت کرده و به مسیرهای مختلفی ارسال می­کند. همچنین در عبور پروتئین­ها و لیپیدها از دستگاه گلژی، تغییراتی روی آنها اتفاق می­افتد. میتوکندری (Mitochondria) و کلروپلاست ]در گیاهان[، بیشتر ATP مورد نیاز سلول را تولید می­کند.
لیزوزوم (Lysoome) دارای آنزیم­های هضم کننده می­باشد. لیزوزوم اندامک­های مرده سلولی و ماکرومولکول­ها و ذرات اندوسیتوز شده را تجزیه می­کند. در فرآیند اندوسیتوز، مواد اندوسیتوز شده به کمک اندامکی به نام اندوزوم (Endosome) حمل می­شوند. پراکسیزوم­ها، اجزای وزیکلی کوچکی هستند، که حاوی انواع آنزیم­های اکسایشی می­باشند. حجمی که این اندامک­ها نسبت به کل حجم سلول اشغال می­کنند و همین­طور در مورد نسبت غشای پلاسمایی به غشایی که در این اندامک­­ها به کار رفته است در جدول­های نشان داده شده است. راههای ارسال پروتئین­ها به اندامک­های سلول شروع سنتز همه پروتئین­ها، توسط ریبوزوم­ها در درون سیتوپلاسم می­باشد. به جز چند پروتئین که در ریبوزوم میتوکندری یا پلاستید (گیاهان) ساخته می­شوند.
سرنوشت بعدی پروتئین­ها به توالی آمینو اسیدی دارای نشانه­های انتقالی (Signal sorting) می­باشد که مقصد پروتئین را تعیین می­کند. اغلب پروتئین­ها نشانه­های انتقالی ندارند و در نتیجه به طور دائم در سیتوزول باقی می­مانند. اما بسیاری از پروتئین­های دیگر دارای نشانه­های انتقالی خاصی هستند؛ که پروتئین­ها را از سیتوزول به سوی هسته، ER، میتوکندری، پلاستیدها و یا پراکسیزوم هدایت می­نماید. به علاوه نشانه­های انتقالی ممکن است باعث انتقال پروتئین از ER به سایر مسیرهای سلولی نیز بشوند. به طور کلی پروتئین­ها به سه روش از یک بخش به بخش دیگر جابجا می­شوند: 1- انتقال از طریق دریچه (Gated transport)، این نوع جابجایی پروتئین­ها بین سیتوزول و هسته، از خلال سوراخ­های هسته صورت می­گیرد. کمپلکس­های موجود در یک سوراخ هسته مانند غربالی، فعالانه درشت مولکول­ها و یا درشت مولکول­های گردهم آمده را جابجا می­کنند. به علاوه مولکول­های کوچک از خلال این سوراخ­ها آزادانه در حرکت هستند. 2- انتقال از خلال غشاء (Transmembrane tranport)، در این روش یک پروتئین جا به جا کننده (Protein translocators) پروتئین بخصوصی را مستقیماً از غشاء عبور می­دهد؛ و آن را از سیتوزول به فضایی مجزا از سیتوزول منتقل می­کند. پروتئینی که قرار است منتقل شود، معمولاً باید تانخورده باقی بماند تا بتواند توسط جابجا کننده حمل شود.گذر پروتئین­ها از سیتوزول به شبکه اندوپلاسمی به این روش است. 3- انتقال از طریق وزیکل­ها (Vesicular transport)، در این روش وزیکل­ها، پروتئین­ها را از یک بخش به بخش دیگر منتقل می­کنند. وزیکل­ها با محموله­ای از مولکول­ها، از یک بخش جدا شده و با انضمام به بخش دیگر، محموله خود را تخلیه می­کنند. پروتئین­های محلول و غشایی که برای عمل بر روی سطح سلول یا در لیزوزوم در نظر گرفته شده­اند، توسط مسیرهای ترشحی به سوی مقصد نهایی خود، منتقل می­گردند. پروتئین­هایی که به غشای پلاسمایی فرستاده می­شوند شامل گیرنده­های سطح سلولی، ترانسپورترهای مخصوص برداشت مواد غذایی و کانال­های یونی که تعادل یونی و الکتروشیمیایی مناسب را در عرض غشای پلاسمایی برقرار می­کنند، می­باشد. پروتئین­های ترشحی محلول نیز همانند پروتئین­های غشای پلاسمایی، مسیر مشابهی را در رسیدن به سطح سلول طی می­کنند، با این تفاوت که به جای آن­که در نهایت در غشاء قرار گیرند، به محیط آبکی مایع خارج سلولی و به فرم محلول آزاد می­شوند. مثال­هایی از پروتئین­های ترشحی شامل آنزیم­های گوارشی، هورمون­های پپتیدی، پروتئین­های سرم و کلاژن است. لیزوزوم اندامکی با محیط درونی اسیدی است که عموماً برای پروتئین­های غیر ضروری به کار رفته و مخزنی از مولکول­های کوچک مثل اسیدهای آمینه محسوب می­شود. به این ترتیب انواعی از پروتئین­ها در غشای لیزوزوم عمل می­کنند، زیرواحدهای پمپ پروتونی کلاس-V هستند که H+ را از سیتوزول به لومن اسیدی لیزوزوم پمپ می­کند، همان­طور که ترانسپورترها، مولکول­های کوچک محلولی که توسط این مسیر حمل می­شوند، شامل آنزیم­های هضم­کننده لیزوزومی از قبیل پروتئازها، گلیکوزیدازها، فسفاتازها و لیپازها می­باشد. ورود به ER معمولاً اولین مرحله از سفر به مقصد دیگر است.
انتقال از ER به گلژی و از دستگاه گلژی به فضاهای دیگر سیستم غشادار، توسط جوانه زدن و ادغام پی در پی وزیکل­های انتقالی انجام می­گیرد. مسیرهای انتقالی توسط وزیکل­های انتقالی، از ER تا غشای پلاسمایی به لیزوزوم را برای ورود شامل می­شود و بنابراین راهی ارتباطی بین درون سلول و محیط اطرافش ایجاد می­کند. شبکه اندوپلاسمی همه سلول­های یوکاریوتی دارای یک شبکه اندوپلاسمی (ER) می­باشند. غشای این اندامک بیش از نیمی از کل غشاهای یک سلول متوسط جانوری را تشکیل می­دهد. ER به شکل شبکه مانند از لوله­های منشعب و کیسه­های تخت است، که در تمام سیتوزول پخش می­شود. این لوله­ها و کیسه­ها به هم متصل بوده و غشای ER در کل، یک فضای درونی یکپارچه را ایجاد می­نماید. این فضای پیچ در پیچ، مجرای داخلی ER (ER lumen)، یا فضای سیسترنی ER (ER cisternal sapace) نامیده می­شود. مجرای ER، 10 درصد حجم سلول را معمولاً اشغال می­کند. ER نقش اساسی در بیوسنتز پروتئین و لیپیدها دارد. غشای این اندامک جایگاه تولید همه پروتئین­های گذرنده از غشاء و لیپیدها برای اندامک­های سلولی است. این اندامک­ها شامل خود ER، بیشتر لیپیدهای غشای پراکسیزوم و میتوکندری می­شود. به علاوه، تقریباً همه پروتئین­هایی که به خارج از سلول ترشح می­شوند، به اضافه آنهایی که در خود ER، دستگاه گلژی، یا لیزوزوم باقی می­مانند؛ در آغاز کار به ER تحویل داده می­شود. شبکه اندوپلاسمی صاف و خشن ER، پروتئین­های گزینش شده­ای را از سیتوزول وارد می­سازد. این ورود در حین سنتز آن پروتئین انجام می­گیرد. این پروتئین­ها دو نوعند: پروتئین­های گذرنده از غشاء (Transmembrane proteins)، که تا حدودی از غشای ER عبور می­کنند و در آنجا مستقر می­شوند و پروتئین­های محلول در آب (Water-soluble proteins)، که کاملاً از غشای ER عبور می­کنند و در مجرای داخلی ER مستقر می­شوند. بعضی از پروتئین­های گذرنده از غشاء، در ER ایفای نقش می­کنند، ولی بیشتر آنها به غشای پلاسمایی یا غشای سایر اندامک­ها تعلق دارند. پروتئین­های محلول در آب به مجرای درونی اندامک تعلق دارند یا برای ترشح اختصاص داده می­شوند. تمامی این پروتئین­ها بدون توجه به سرنوشت آنها، توسط توالی نشانه­ای و مکانیسم مشابهی عبور می­کنند. در سلول­های جانوری، ورود پروتئین به ER پیش از سنتز کامل زنجیره پلی­پپتیدی انجام می­گیرد. به این نوع ورود، فرآیند همراه ترجمه (Co-translational insertion) گفته می­شود. این فرآیند متمایز از ورود پروتئین­ها به میتوکندری،کلروپلاست (در گیاهان) و هسته است. فرآیند ورود به این اندامک­ها پس از ترجمه (Post-translational insertion) نام دارد. از آنجا که یک انتهای پروتئین در حال ورود به ER است، و باقی زنجیره پلی­پپتیدی در حال شکل­گیری می­باشد، لذا پروتئین هیچ­گاه در سیتوزول رها نمی­شود و هرگز در معرض خطر تاخوردگی پیش از موعد قرار ندارند. به این ترتیب پروتئین­های همراه ER برای جلوگیری از تاخوردن پروتئین موردنیاز نیستند. ریبوزوم­های متصل به غشاء سطح ER را پوشانده و شبکه اندوپلاسمی خشن (Rough-ER) را ایجاد می­کنند. مناطقی از ER که عاری از ریبوزوم می­باشند، شبکه اندوپلاسمی صاف (Smooth-ER) نام دارند. در بسیاری از سلول­ها، ER صاف و خشن مختلط هستند و اغلب بخشی صاف و بخشی خشن می­باشد. به ER صاف، ER انتقالی (Transitional ER) نیز گفته می­شود، زیرا خروجی ER است و از آنجا وزیکل­های حاوی پروتئین­ها ولیپیدهای تازه سنتز شده، به غشاء گلژی می­روند. در غشاهای تخصص یافته، ER صاف وظایف دیگری نیز به عهده دارد. سلول­هایی که برای سنتز هورمون­های استروئیدی تخصص یافته­اند، ER صاف و گسترده­ای دارند تا آنزیم­های مورد نیاز تولید کلسترول و تبدیل کلسترول به سایر هورمون­ها را انبار کنند. در سلول­های اصلی کبد (هپاتوسیت­ها)، ER صاف جایگاه اصلی تولید لیپوپروتئین­ها می­باشد (لیپوپروتئین­ها لیپیدها را در خون حمل می­کنند). آنزیم­هایی که اجزای لیپیدی لیپوپروتئین­ها را تولید می­کنند در ER صاف قرار دارند. وظیفه دیگر ER صاف در اغلب سلول­های یوکاریوتی، جمع­آوری Ca2+ از سیتوزول، و جمع­آوری دوباره آن می­باشد. همچنین ER صاف در بسیاری از پاسخ­های سریع به علائم خارج سلولی، ایفای نقش می­کند. در برخی انواع سلول­ها، و احتمالاً اغلب سلول­ها، مناطق به خصوصی از ER، برای ذخیره­سازی Ca2 تخصص یافته است؛ در این حالت به آن شبکه سارکوپلاسمی (Sarcoplasmic reticulum) گفته می­شود. این شبکه با استفاده از یک ATP-ase، Ca2 را به درون خود پمپ می­کند.
رهاسازی و جمع­آوری مجدد Ca2 توسط شبکه سارکوپلاسمی باعث انقباض و استراحت میوفیبریل­ها در سلول­های ماهیچه­ای می­شود. مطالعات جورج پالاد و همکارانش در سال 1960 در ابتدا نشان داد که در طی مسیر ترشحی، پروتئین­ها مطابق ترتیب خاصی از یک اندامک به اندامک دیگر، حرکت می­کند. همچنین در طی این مطالعات اولیه مشخص شد که پروتئین­های ترشحی هرگز به داخل سیتوزول رها نمی­شوند و این اولین نشانه­ای بود که بیان می­کرد پروتئین­های منتقل شونده، همیشه به چندین نوع واسطه غشادار ترکیب می­شوند. در این آزمایشات ترکیب دو روش نشانه گذاری plus-chase و اتورادیوگرافی بود، اسیدهای آمینه نشان­دار شده با رادیواکتیو به پانکراس هامستر تزریق شد. در زمان­های مختلف پس از تزریق، حیوان را می­کشتند و سلول­های پانکراس را از لحاظ شیمیایی تثبیت و قطعه قطعه می­کردند و آن را در معرض اتورادیوگرافی قرار می­دادند تا موقعیت پروتئین­های نشان­دار شده با رادیواکتیو را مشاهده نمایند. به علت اینکه اسیدهای آمینه رادیواکتیو در یک زمان کوتاهی در اختیار سلول قرار می­گرفتند، تنها آن دسته از پروتئین­هایی که بلافاصله پس از تزریق سنتز شده بودند، نشان­دار می­گردیدند و یک گروه مجزا از پروتئین­های نشان­دار را تشکیل می­دادند که انتقال آنها را می­توانستند بررسی کنند. به علاوه به علت اینکه سلول­آسینی پانکراس (ascii cell pancreas)، سلول­های ترشحی اختصاصی هستند، تقریباً همه اسیدهای آمینه نشان­­دار در این سلول­ها در ساختمان پروتئین­های ترشحی شرکت کرده بودند و این امر مشاهده پروتئین­های انتقالی را آسانتر می­نمود. اگرچه امروزه روش اتورادیوگرافی برای موقعیت­یابی پروتئین­ها در سلول، کاربرد کمتری پیدا نموده است ولی این مطالعات اولیه دو نیاز اساسی را در هر نوع سنجشی که انتقالات بین واحدهای مجزا (Intercompartmental) را بررسی می­کند، روشن می­سازد.
اول اینکه لازم است یک دسته از پروتئین­ها را در مراحل اولیه نشان­دار کنیم تا بتوان انتقالات بعدی­شان را به بخش­های دورتر، در طی زمان ردیابی نمود. ثانیاً این عمل راهی برای تشخیص یک بخش توسط پروتئین موجود در آنکه نشان­دار شده است می­باشد. روش­های آزمایشگاهی مدرن برای مشاهده حمل و نقل داخل سلولی یک پروتئین ترشحی در تمام انواع سلول­ها در این روش­ها، یک ژن که تعداد زیادی گلیکوپروتئین غشایی (G پروتئین) را می­سازد از ویروس استوماتیت وزیکولار (VSV) جدا می­شود و توسط ریز تزریق ژن به سلول­های کشت داده شده پستانداران و یا توسط ترانسفکشن (آلودگی باکتری توسط اسید نوکلئیک ویروسی و سپس تولید فاژهای کامل در آنها) و یا حتی به صورت خیلی ساده، آلوده کردن سلول­ها با ویروس، این گلیکوپروتئین را تولید می­کنند. G پروتئین VSV هم در سلول­های تیمار شده و هم آن دسته از سلول­هایی که برای ترشح اختصاص داده نشده­اند، به سرعت و همانند پروتئین­های ترشحی نرمال سلولی روی ER سنتز می­شوند. استفاده از یک جهش یافته که نوعی G پروتئین VSV حساس به حرارت را کد می­کند، به محققان اجازه می­دهد که انتقالات بعدی پروتئین را خاموش و روشن کنند. به این صورت که در دمای محدود کننده 40 درجه سانتیگراد، پروتئین VSV تازه سنتز شده تاخوردگی خود را از دست داده و توسط مکانیسم کنترل کیفیت، درون ER باقی می­ماند، در حالی که در دمای مجاز 32 درجه سانتیگراد، پروتئین به طور صحیح تاخورده و توسط مسیر ترشحی به سطح سلول منتقل می­گردد. در هر دو روش پایه­ای ذکر شده، انتقال G پروتئین VSV توسط تکنیک­های متفاوتی مشخص می­گردد. مطالعات هم از سنجش­های پیشرفته نقل و انتقال و هم از آزمایشات جدید پالاد (اسم دانشمند) بهره می­گیرند که همگی آنها نتیجه یکسانی را مشخص می­کنند:
در سلول­های پستانداران، انتقال با واسطه وزیکول یک مولکول پروتئین از جایگاه سنتز آن روی ER خشن تا زمان ورود آن به درون غشای پلاسمایی، 30 تا 60 دقیقه طول می­کشد (8, 12). مکانیسم مولکولی نقل و انتقالات وزیکولی وزیکل­های کوچک غشاداری که پروتئین­ها را از یک اندامک به اندامک دیگر انتقال می­دهند، عناصر مشترک مسیرهای ترشحی و اندوسیتوز می­باشند. این وزیکل­ها از غشای یک اندامک ویژه (دهنده) "والد" جوانه زده و با غشای اندامک ویژه (پذیرنده) "هدف" ادغام می­شود. اگرچه در هر مرحله از مسیرهای ترشحی و اندوسیتوزی انواع متفاوتی از وزیکل­ها به کار گرفته می­شوند، مطالعات مبتنی بر تکنیک­های بیوشیمیایی و ژنتیکی نشان داده­اند که هر کدام از مراحل مختلف انتقال وزیکولی با وجود داشتن تفاوت­هایی با سایرین، دارای زمینه یکسانی هستند. جوانه زدن وزیکل­ها از غشای والدشان در نتیجه پلیمریزاسیون کمپلکس­های پروتئینی محلول به سمت غشاء به منظور تشکیل یک پوشش وزیکولی حاوی پروتئین می­باشد. برهمکنش میان قسمت­های سیتوزولی پروتئین­های سراسری غشاء و پوشش وزیکولی، پروتئین­های کارگو (Cargo) را به منظور تشکیل وزیکل آماده می­کند. بنابراین پوشش، نه تنها سبب انحنای غشاء برای تشکیل یک وزیکل می­شود، بلکه همچنین به عنوان یک فیلتر عمل کرده و مشخص می­کند چه پروتئین­هایی اجازه ورود به درون وزیکل را دارند. پروتئین­های سراسری غشایی موجود در وزیکل در حال جوانه­زنی، پروتئین­های v-SNARE هستند که برای اتصال وزیکل­ با غشای هدف مناسب خود ضروری و حیاتی هستند. مدت زمان کوتاهی پس از آنکه وزیکل به طور کامل توسط v-SNAREهای موجود در غشای خود با t-SNAREهای خویشاوندش در غشای هدف اتصال اختصاصی برقرار کرد، دو غشاء به طور مناسبی به هم نزدیک شده و دو لایه­های دو غشاء با هم ادغام می­شوند. ادغام نیازمند نزدیکی بیشتری می­باشد: دو غشای لیپیدی بایستی به 5/1 نانومتری یکدیگر بیایند، تا بتوانند با هم ادغام شوند. برای رسیدن به این امر، آب بایستی که از سطح آبدوست غشاء تخلیه شود. فرآیندی که از نظر انرژتیک بسیار نامطلوب است؛ و به این دلیل است که همه ادغام­ها در سلول توسط پروتئین­های تخصص یافته­ای تسریع می­شوند. این پروتئین­ها در محل ادغام گرد هم می­آیند و کمپلکسی را می­سازند که ابزار لازم برای عبور از سد انرژی را فراهم می­کند. تعدادی از پروتئین­های سیتوزولی که برای ادغام وزیکلی مورد نیاز هستند، شناسایی شده­اند. اما هنوز چگونگی عمل آنها به طور کامل مشخص نشده است. انتقال غشاء و پروتئین­های محلول توسط وزیکول­های انتقالی جریان انتقال وزیکولی بین فضاهای غشادار درونی به شدت منظم است. یک مسیر ترشحی (Secretory pathway) رو به خارج اصلی، از بیوسنتز پروتئین­ها روی غشای ER شروع می­شود و شامل ورود پروتئین­ها به ER و گذر آنها از دستگاه گلژی و رسیدن آنها به سطح سلول می­شود.
در دستگاه گلژی یک شاخه جانبی توسط اندوزوم­ها به لیزوزوم می­رود. یک مسیر اندوسیتیک (Endocytic pathway) رو به داخل اصلی، از غشای پلاسمایی شروع می­شود، و با گذر از اندوزوم­ها به لیزوزوم­ها می­رسد. این مسیر اصلی مسئول هضم و تخریب مولکول­های خارج سلولی است. برای عملکرد صحیح انتقال وزیکولی، هر وزیکل انتقالی که از یک قسمت جدا می­شود باید فقط پروتئین­های مقصدش را را بردارد. برای مثال یک وزیکل که محموله­ای را از دستگاه گلژی به سمت غشای پلاسمایی حمل می­کند؛ باید از دخول پروتئین­های ساکن جلوگیری کند و تنها باید با غشای پلاسمایی، و نه هیچ اندامک دیگری ادغام شود. در حین مشارکت در این جریان دائم، هر اندامک باید یگانگی خود را حفظ کند. این یگانگی به معنی حفظ اجزای پروتئینی و لیپیدی مختص خود اندامک می­باشد. همه این وقایع تشخیصی، به پروتئین­هایی بستگی دارد که به وزیکل­های انتقالی متصل­اند. انواع متفاوتی از وزیکل­ها بین انواع اندامک­ها در رفت و آمد هستند و هر یک مجموعه متفاوتی از مولکول­ها را حمل می­کنند. جوانه­زنی وزیکل­ها توسط یک پروتئین پوششی وزیکل­هایی که از یک غشاء جوانه می­زنند، معمولاً دارای یک پوشش پروتئینی متمایز در سطح خود هستند که به آن وزیکل پوشش­دار (Coated vesicles) گفته می­شود. پس از آن که جوانه­زنی تکمیل شد، پوشش از بین می­رود و غشای وزیکل می­تواند مستقیماً در تماس با غشایی که ادغام خواهد شد، قرار بگیرد. چندین نوع وزیکل پوشش­دار وجود دارد، که هر یک دارای پوشش پروتئینی متمایزی هستند. به نظر می­رسد که این پوشش حداقل دو عملکرد داشته باشد: غشاء را به شکل جوانه در می­آورد و در فرآیند تسخیر مولکول­ها و حرکت آنها به داخل وزیکل کمک می­کند.
بهترین وزیکل­های مطالعه شده، وزیکل­هایی هستند که دارای پوششی از جنس پروتئین کلاترین (Clathrin) می­باشند که به عنوان وزیکل­های پوشش­دار کلاترینی شناخته می­شوند. این وزیکل­ها در مسیر ترشحی رو به خارج، از دستگاه گلژی جوانه می­زنند و در مسیر اندوسیتیک رو به داخل، از غشای پلاسمایی جوانه می­زنند. برای مثال در غشای پلاسمایی، هر وزیکل از یک فرورفتگی پوشش­دار کلاترینی (Clathrin coated pit) منشأ می­گیرد. مولکول­های کلاترین به شکل یک شبکه سبد مانند در کنار هم قرار می­گیرند (در سطح سیتوزولی غشاء) و این فرآیندی است که منجر به شکل­گیری یک وزیکل از غشاء می­شود. ساختمان یک کلاترین از تری­اسکلیون­ها تشکیل شده می­شود. یک پروتئین کوچک متصل به GTP، به نام داینامین (Dynamin)، به صورت یک حلقه به دور گردن هر یک از فرورفتگی­های پوشش­دار، که تا حد زیادی به درون کشیده شده­اند، ایجاد می­گردد. سپس داینامین GTP خود را هیدرولیز می­کند. به نظر می­رسد که این کار باعث انقباض حلقه می­شود و به این ترتیب وزیکل از غشاء جدا می­شود. همچنین سایر انواع وزیکل­های انتقالی، با پوشش پروتئینی متفاوت، در انتقال وزیکولی دخیل می­باشند. این وزیکل­ها به روشی مشابه شکل می­گیرند و مولکول­های ویژه خود را بین ER، دستگاه گلژی و غشای پلاسمایی جابجا می­کنند. اما چگونه یک وزیکل انتقالی محموله خاص خود را انتخاب می­کند؟ این مکانیسم به خوبی در مورد وزیکل­های پوشش­دار کلاترینی شناخته شده است. کلاترین به خودی خود نقشی در دام انداختن مولکول­های مورد نظر انتقال ندارد. این عملکرد دسته­ای دیگر از پروتئین­های پوششی در وزیکل­های پوشش­دار کلاترینی می­باشد، که ادپتین (Adaptin) نام دارند. این پروتئین­ها پوشش را به غشای وزیکل متصل می­کنند و در انتخاب مولکول­های مورد نظر کمک می­کنند. مولکول­هایی که داخل وزیکل می­شوند علائم انتقالی (Transport signal) به خصوصی دارند؛ که توسط گیرنده­های بار (Cargo receptor) موجود در غشاء تشخیص داده می­شوند. ادپتین با به دام انداختن گیرنده بار متصل به مولکول مورد نظر، به انتخاب بار کمک می­کند. به این ترتیب، مجموعه­ای از مولکول­های مورد انتقال به خصوص، به گیرنده­های مخصوص خود متصل می­شوند و در وزیکل­های پوشش­دار کلاترینی انبار می­شوند. حداقل دو نوع ادپتین وجود دارد: آنهایی که به گیرنده­های بار در غشای پلاسمایی متصل می­شوند؛ با آنهایی که به گیرنده­های بار در غشای دستگاه گلژی متصل می­شوند؛ متفاوت هستند. و این نشان دهنده مولکول­های مورد انتقال متفاوت در دستگاه گلژی و غشای پلاسمایی می­باشد. وزیکل­های کلاترین، پروتئین­ها را از غشای پلاسمایی (سطح سلول) و شبکه ترانس گلژی به اندوزوم­های تأخیری منتقل می­کنند.
دسته­ ای متفاوت از وزیکل­های پوشش­دار، به نام وزیکل­های پوشش­دار COP (COP-coated vesicle) در انتقال مولکول­ها بین ER و دستگاه گلژی، و بین یک بخش از دستگاه گلژی و بخش دیگری از آن، ایفای نقش می­کنند. یکی از این وزیکل­ها، وزیکل­های COP II می­باشد که پروتئین­ها را از ER خشن به گلژی منتقل می­کنند. اما وزیکل­های COP I اساساً پروتئین­ها را به صورت رتروگراد میان سیسترنای گلژی منتقل کرده و از سیس گلژی به ER خشن برمی­گردانند. انتقال وزیکولی محدود به درون سلول نمی­شود. بلکه به غشای پلاسمایی نیز گسترش می­یابد. پروتئین­های تازه تولید شده، لیپیدها، و کربوهیدرات­ها از ER توسط دستگاه گلژی، به سطح سلول فرستاده می­شوند. این کار توسط وزیکل­های انتقالی که با غشای پلاسمایی ادغام می­شوند، انجام می­گیرند؛ این فرآیند اگزوسیتوز (Exocytosis) نام دارد. هر مولکولی که از این مسیر عبور می­کند از یک سری فضاهای غشاءدار عبور می­کند و در این بین دچار تغییرات شیمیایی می­شود. ابقاء خروج و کنترل کیفیت پروتئین­ها در ER بعضی پروتئین­هایی که در ER ساخته می­شوند، برای ایفای نقش در ER اختصاص داده می­شوند. این پروتئین­ها توسط یک توالی آمینواسیدی در انتهای کربوکسیل، به نام توالی ابقاء در ER (ER retention signal)، به ER باز می­گردند. بدین صورت که این پروتئین­ها پس از خروج از دستگاه گلژی به ER باز می­گردند. توالی نشانه­ای ابقاء در ER توسط یک گیرنده متصل به غشاء، در دستگاه گلژی شناسایی می­شود. بهترین علامتی که مورد اکتشاف قرار گرفته، از دو لایزین به علاوه دو آمینواسید دیگر تشکیل شده است، که به آن توالی KKXX (KKXX sequence) گفته می­شود. پروتئین­های محلول ساکن ER نیز دارای یک توالی ابقاء در ER هستند، که توالی KDEL (KDEL sequence) نام دارد. از پروتئین­های ساکن ER می­توان PDI (Polymerase Disulfide Isomerase) را نام برد، که باعث اکسایش SH سیستئین­ها، و تشکیل پیوند دی­سولفیدی در پروتئین­ها می­شود. اما اغلب پروتئین­هایی که وارد ER می­شوند، برای مسیرهای دیگری در نظر گرفته می­شوند (3, 8, 11, 12, 13). این پروتئین­ها به شکل وزیکل­های انتقالی بسته­بندی می­شوند و با دستگاه گلژی ادغام می­شوند. انتقال از ER به دستگاه گلژی توسط خوشه­های لوله­ای وزیکولی (Vesicular tubular cluster) انجام می­شود (شکل 11). خروج از ER بسیار انتخابی است. پروتئین­هایی که ناصحیح تاخورده­اند، و پروتئین­های دایمری یا چند مونومری، که درست به هم متصل نشده­اند، توسط پروتئین­های همراه مقیم در ER فعالانه بازداشت می­شوند. کانکسین و کالرتیکولین مثالی از این پروتئین­های همراه هستند تا تاخوردن صحیح، پروتئین را در ER نگاه دارد. برای مثال مولکول­های آنتی­بادی از چهار زنجیره پلی­پپتیدی تشکیل می­شوند. این چهار زنجیره در ER به آنتی­بادی کامل تبدیل می­شوند. آنتی­بادی­های نیمه کامل، تا همه چهار زنجیره پپتیدیشان به هم متصل شود، در ER می­مانند. هر مولکول آنتی­بادی که نتواند درست تا بخورد، در نهایت تخریب می­شود. به این ترتیب، ER کیفیت پروتئین­هایی که به دستگاه گلژی فرستاده می­شوند را کنترل می­کند. ولی گاهی اوقات، این مکانیسم کنترلی می­تواند برای ارگانیسم مضر باشد. برای مثال، بر اثر جهش­های غالبی که باعث بیماری ژنتیکی سیستیک فیبروزیس می­شود، یک پروتئین ناقل غشایی جهش یافته تولید می­شود، که اندکی بد تاخورده است. حتی مولکول­های جهش یافته اگر به غشای پلاسمایی برسند می­توانند کاملاً عادی عمل کنند. ولی در ER باقی می­مانند و عواقب وحشتناکی را ایجاد می­کنند. این بیماری خطرناک به دلیل عدم فعالیت یک پروتئین مهم ایجاد نمی­شود. بلکه پروتئین­های فعال توسط سلول دور ریخته می­شوند؛ پیش از آن که به آنها فرصت عمل داده شود. تغییر و ارسال پروتئین­ها در دستگاه گلژی دستگاه گلژی معمولاً در نزدیکی هسته سلول واقع شده است، و در سلول­های جانوری معمولاً در نزدیکی سنتروزوم یا مرکز سلول قرار دارد. دستگاه گلژی تشکیل شده است از چندین کیسه غشادار صاف، که شبیه به توده­ای از صفحات روی هم قرار گرفته می­باشند. به هر یک از این صفحات، یک سیسترن گفته می­شود؛ و به مجموعه آنها توده گلژی (Golgi stack) می­گویند. تعداد توده­های گلژی در سلول­ها بسیار متنوع است و به نوع سلول بستگی دارد: بعضی سلول­ها دارای یک توده بزرگ هستند، در حالی که بقیه دارای صدها دستگاه گلژی کوچک می­باشند. هر گلژی دو سطح مشخص دارد: سطح ورودی، یا سطح سیس (Cis surface) و یک سطح خروجی یا سطح ترانس (Trans surface). سطح سیس به سمت ER قرار دارد، در حالی که سطح ترانس به سمت غشای پلاسمایی نشانه رفته است. ب
یرونی­ترین سیسترن در هر سطح، به شبکه­ای از غشاهای لوله­ای و وزیکل­های تو در تو، تبدیل می­شود که شبکه گلژی (Golgi network) نام دارد. ساختمان یکپارچه دستگاه گلژی، هم به ریزلوله­چه­های اسکلت سلولی و هم به پروتئین­های زمینه گلژی بستگی دارد. این پروتئین­ها داربستی بین سیسترن­های مجاور ایجاد می­کنند و باعث یکپارچگی دستگاه گلژی می­شوند. بعضی پروتئین­های زمینه­ای، افسارهای رشته­ای و بلندی ایجاد می­کنند، که به انتقالات وزیکولی دستگاه گلژی کمک می­کنند. هنگام تقسیم میتوز، کینازها پروتئین­های زمینه­ای گلژی را فسفریله می­کنند، و باعث تکه تکه شدن دستگاه گلژی در سیتوزول می­شوند. در این هنگام آنزیم­های گلژی به ER باز می­گردند و تکه­های گلژی بین دو سلول خواهری تقسیم می­گردند. سپس، پروتئین­های زمینه­ای دفسفریله می­شوند و دستگاه گلژی دوباره شکل می­گیرد. پروتئین­های محلول و غشاها توسط وزیکل­های انتقالی وارد شبکه گلژی می­شود. پروتئین­ها در سیسترن­ها به صورت متوالی حرکت می­کنند. گذر از دستگاه گلژی یا با انتقال وزیکولی یا با تکامل سیسترنی (Cisternal maturation ) صورت می­گیرد. احتمالاً حرکت رو به جلو در دستگاه شامل هر دو حالت است: در مدل انتقال وزیکلی، دستگاه وزیکولی ثابت است و دارای آنزیم­های ساکن در گلژی می­باشد. عبور مولکول­ها از دستگاه گلژی توسط حرکت رو به جلوی وزیکل­های انتقالی انجام می­شود. این وزیکل­ها از یک سیسترن جوانه می­زنند و با انجام سیسترن بعدی ادغام می­شوند. این کار در مسیر سیس به ترانس انجام می­شود. حرکت رو به جلو توسط وزیکل­های پوشش­دار به COP II انجام می­گیرد و حرکت رو به عقب توسط CPO I انجام می­شود. اما در مدل تکامل سیسترنایی: هر سیسترن گلژی هنگام حرکت رو به خارج تکامل می­یابد. در هر مرحله آنزیم­های ساکن دستگاه گلژی توسط وزیکل­های پوشش­دار COP I به سیسترن عقبی برمی­گردند. برای مثال هنگامی که سیسترن جدید به موقعیت میانی رسید، آنزیم­های بخش سیس گلژی از آن خارج شده و به یک سیسترن سیس جدید باز می­گردند. همچنین، آنزیم­های بخش میانی با انتقال رو به عقب وزیکل­ها از سیسترن جلویی حاصل می­آیند. به این ترتیب یک سیسترن سیس به یک سیسترن میانی تکامل می­یابد. درنهایت پروتئین­ها از شبکه گلژی ترانس خارج می­شوند. هم شبکه گلژی ترانس و هم شبکه سیس برای ارسال پروتئین­ها مهم هستند: پروتئین­هایی که وارد سطح شبکه گلژی سیس می­شوند می­توانند در توده گلژی حرکت کنند، یا اگر نشانه ابقاء در ER داشته باشند به ER باز گردند. پروتئین­هایی که از شبکه گلژی ترانس خارج می­شوند، یا به لیزوزوم می­روند، یا برای سطح سلول ارسال می­شوند.
تقسیم­بندی عملکردی دستگاه گلژی در شکل بعدی جایگاه هر مرحله از فرآیند پردازش توسط ترکیبی از تکنیک­ها نشان داده شده است. این تکنیک­ها شامل خرد کردن بیوشیمیایی غشای دستگاه گلژی و رنگ­آمیزی با آنتی­بادی­های مخصوص آنزیم­های پردازش کننده، می­باشد. جایگاه بسیاری از واکنش­های پردازشی هنوز مشخص نشده است. اگرچه فقط سه بخش سیسترنی قابل تمایز تاکنون تشخیص داده شده است، اما هر یک از آنها بعضاً از یک گروه یا تعداد بیشتری سیسترن متوالی تشکیل شده­اند. این نشان می­دهد که هر آنزیم پردازشی تنها به یک سیسترن به خصوص محدود نیست، اما انتشار آن در کل توده طبقه­بندی شده است. بدین ترتیب آنزیم­هایی که در اغاز امر، عمل می­کنند در سیسترن­های سیس قرار دارند و آنهایی که در انتها عمل می­کنند، در سیسترن­های ترانس گلژی مستقرند. دستگاه گلژی شدیدترین گلیکوزیلاسیون را روی بخش پروتئینی پروتئوگلیگان­ها انجام می­دهد. بدین ترتیب پروتئوگلیکان­ها (Proteosglycans) تولید می­شوند. در دستگاه گلژی قندهای به کار رفته در گلیکوزآمینوگلیکان­ها به شدت سولفاته می­شوند. گلیکوزیله شدن پروتئین­ها در مجرای داخلی ER و دستگاه گلژی صورت می­گیرد گلیکوزیله شدن پروتئین­ها در درون لومن شبکه اندپلاسمی و دستگاه گلژی صورت می­گیرد؛ این اجزای سلولی، نقش­های عمده­ای در تردد پروتئین­ها ایفاء می­کنند. یکی از این گلیکوپروتئین­ها آنزیم پروتئولیزی الاستاز است. این آنزیم توسط پانکراس به صورت زیموژن ترشح می­شود. این پروتئین توسط ریبوزوم­های چسبنده به سطح سیتوپلاسمی غشاء شبکه اندوپلاسمی ساخته می­شود و زنجیره پپتیدی در حین رشد به داخل لومن شبکه اندوپلاسمی منتقل می­گردد. ترادف نشانه 29 آمینواسیدی در انتهای آمینی پپتیدها به داخل لومن شبکه اندوپلاسمی می­شود. این ترادف نشانه، که پروتئین را از میان کانالی در غشای شبکه اندو پلاسمی هذایت می­کند، در حین مراحل انتقال به شبکه اندوپلاسمی، از پروتئین جدا می­شود. پس از این که پروتئین وارد شبکه اندوپلاسمی شد؛ مراحل گلیکوزیلاسیون شروع می­شود. گلیکوزیله شدن به واسطه-N در شبکه اندوپلاسمی شروع می­شود و در دستگاه گلژی ادامه پیدا می­کند، در حالی که گلیکوزیله شدن به واسطه-O منحصراً در دستگاه گلژی صورت می­گیرد. گلیکوپروتئین­ها به واسطه N، قندهای اولیه را از دهنده دولیکول در شبکه اندوپلاسمی به دست می­آورند هر الیگوساکارید بزرگ جهت اتصال به آسپارژین در پروتئین­ها ابتدا بایستی به دولیکول فسفات (dolichol phosphate) متصل گردد. دولیکول فسفات مولکول لیپیدی ویژه­ای است که از 20 واحد ایزوپرن (C50) تشکیل شده است. گروه فسفات انتهایی جایگاه اتصال الیگوساکارید فعال شده است که متعاقباً به پروتئین پذیرنده منتقل می­شود. دولیکول فسفات در غشای شبکه اندوپلاسمی طوری قرار گرفته که انتهای فسفات آن در سطح سیتوپلاسمی واقع می­شود. فرآیند تجمع در سه مرحله انجام می­گیرد. اول دو مولکول N- استیل گلوگزآمین و پنج مولکول مانوز به دولیکول فسفات متصل می­شوند. این عمل از طریق تعدادی از آنزیم­های سیتوپلاسمی که مسئول انتقال مونوساکاریدها از نوکلئوتیدهای قندی به دولیکول فسفات هستند، کاتالیز می­شود. سپس از طریق فرآیند دیگری (که هنوز چگونگی آن به خوبی درک نشده است) این ساختار بزرگ از میان غشای شبکه اندوپلاسمی به درون لومن انتقال می­یابند. درنهایت سیر قندها به وسیله آنزیم­های درون لومن شبکه اندوپلاسمی، اضافه می­شوند، در این مرحله از مونوساکاریدهایی که به وسیله اتصال به دولیکول فسفات فعال شده­اند، استفاده می­شود. این فرآیند با تشکیل الیگوساکارید 14 قندی که به دولیکول فسفات متصل می­باشد به پایان می­رسد. سپس پیش­ساز 14 قندی که به دولیکول فسفات متصل است به آسپاراژین ویژه­ای در زنجیره پلی­پپتیدی در حال رشد منتقل می­شود. مثلاً در مورد الاستاز الیگوساکاریدها در ترادف­های Asn109-Gly-Ser و Asn159-Val-Thr به آسپاراژین متصل می­شوند (هم قندهای فعال شده و هم کمپلکس آنزیمی جهت انتقال الیگوساکاریدها به پروتئین­هایی که در شبکه اندوپلاسمی قرار گرفته­اند با این مسیر گلیکوزیله نمی­شوند). قبل از ترک گلیکوپروتئین از لومن شبکه اندوپلاسمی، سه مولکول گلوکز از الیگوساکارید 14 قندی حذف می­شود. حذف این مولکول­های گلوکز، یک مرحله کنترل کیفی است و تنها گلیکوپروتئینی که به طور مناسب تاخورده است بقیه مراحل را انجام خواهد داد. دولیکول پیروفسفات در حین انتقال الیگوساکارید به پروتئین آزاد شده و به کمک عمل فسفاتاز مجدداً به دولیکول فسفات تبدیل می­شود. این هیدرولیز توسط آنتی­بیوتیک باسیتراسین (Bacitracin) متوقف می­شود. آنتی­بیوتیک جالب توجه دیگری که گلیکوزیله شدن نوع N را مهار می­کند تونیکامایسین (Tunicamycin) است. این آنتی­بیوتیک آنالوگ آب­گریز نوکلئوتید قندی اوریدین دی­فسفات- N- استیل گلوکزآمین می­باشد. این قند به عنوان سوبسترا برای آنزیم به کار می­رود و واحد الیگوساکاریدی روی دولیکول فسفات سنتز می­شود. تونیکامایسین از اضافه شدن N- استیل گلوکزآمین به دولیکول فسفات، که اولین مرحله تشکیل هسته الیگوساکاریدی می­باشد، جلوگیری می­کند. درنهایت وزیکل­های ناقل به منظور گلیکوزیله شدن بیشتر و بسته­بندی، پروتئین­ها را از شبکه اندوپلاسمی به دستگاه گلژی حمل می­کنند. در دستگاه گلژی واحدهای کربوهیدراتی گلیکوپروتئین­ها به دقت تغییر داده می­شوند. واحدهای قندی به واسطه O در آنجا درست می­شوند و قندهای به واسطه N که از شبکه اندوپلاسمی می­رسند، به عنوان اجزای تشکیل دهنده گلیکوپروتئین­ها به طرق مختلفی دچار تغییر و تحول می­گردند. در نهایت پروتئین­ها از دستگاه گلژی به سمت لیزوزوم­ها، که گرانول­های ترشحی هستند (همچنان که در مورد زیموژن الاستاز دیده می­شود) و یا غشای پلاسمایی می­روند. این انتقال به سیگنال­های آمینواسیدی موجود در ساختار یک بعدی و سه بعدی بستگی دارد. واحد­های کربوهیدراتی به واسطه N در هر یک از قسمت­های دستگاه گلژی دچار تغییراتی می­شوند. در قسمت سیس گلژی، سه مانوز از زنجیره الیگوساکاریدی پروتئین برداشته شده و سرنوشت آن برای ترشح یا نفوذ به غشای پلاسمایی مشخص می­گردد. واحدهای کربوهیدراتی گلیکوپروتئین­هایی که به داخل لومن لیزوزوم­ها انتقال پید می­کنند دچار تغییرات بیشتری می­گردند. در قسمت­های میانی گلژی برخی سلول­ها، دو یا چند مانوز برداشته شده و دو عدد N- استیل گلوکزآمین و یک فوکوز به آن اضافه می­گردد. در نهایت در قسمت ترانس گلژی N- استیل گلوکزآمین به همراه گالاکتوز و اسید سیالیک اضافه می­شود و کمپلکس الیگوساکاریدی به وجود می­آید. ترادف واحدهای الیگوساکاریدی به واسطه N در گلیکوپروتئین­ها توسط این عوامل مشخص می­شود: 1) ترادف و ساختار فضایی پروتئینی که گلیکوزیله می­شود و 2) حضور گلیکوزیل ترانسفرازها در دستگاه گلژی. علی­رغم تمام این مراحل تغییر، پروتئین­هایی که N- گلیکوزیله شده­اند دارای هسته پنتاساکاریدی مشترکی می­باشند. به تغییرات کربوهیدراتی در دستگاه گلژی گلیکوزیله شدن انتهایی گفته می­شود؛ در صورتی که به این تغییرات در شبکه اندوپلاسمی، گلیکوزیله شدن مرکزی گویند. تنوع ساختاری در مراحل گلیکوزیله شدن انتهایی به وجود می­آید. مانوز 6-فسفات آنزیم­های لیزوزومی را به مقصدشان راهنمایی می­کند یک نشانگر کربوهیدراتی، پروتئین­های ویژه­ای را از دستگاه گلژی به لیزوزوم­ها هدایت می­کند. با تجزیه و تحلیل بیماری سلولی-I (یا موکولیپیدوز II) که نوعی بیماری ذخیره­ای لیزوزومی است؛ اهمیت این نشان­گر تشخیص داده می­شود. لیزوزوم­ها اجزاء سلولی تخریب شده یا مواد اندوسیتوز شده را تجزیه می­کنند. افراد مبتلا به بیماری سلولی-I از عقب­ماندگی ذهنی و ناهنجاری­های اسکلتی رنج می­برند. لیزوزوم­های آنها دارای توده بزرگی (Inclusion) از گلیکوزآمینوگلیکان­های هضم نشده و گلیکولیپید می­باشد. به همین علت به نام بیماری "I" خوانده می­شود. علت وجود این توده، کمبود حداقل هشت هیدرولاز اسیدی لازم جهت تجزیه آن در این لیزوزوم­ها است. در عوض سطح این آنزیم­ها در خون و ادرار بالاست. بنابراین آنزیم­های فعال ساخته می­شوند؛ اما آنها به جای این که به لیزوزوم بروند به خارج سلول ترشح می­شوند. به عبارت دیگر در بیماری سلولی I سری کاملی از آنزیم­ها دچار جایابی اشتباهی می­شوند. در حالت طبیعی این آنزیم­ها دارای مانوز 6-فسفات هستند. اما در بیماری سلولی-I مانوز متصل شده دچار تغییرات لازم نمی­گردد. در حقیقت مانوز 6-فسفات نشان­گری است که به طور طبیعی خیلی از آنزیم­های هیدرولیزی را از دستگاه گلژی به لیزوزوم­ها هدایت می­کند.
افراد مبتلا به بیماری سلولی- I کمبود فسفوترانسفرازی دارند که اولین مرحله در افزودن گروه فسفات را کاتالیز می­کند. پیامد آن هدف­یابی غلط هشت آنزیم ضروری است. مراحل هدف­یابی وزیکل­های انتقالی به سمت غشای هدف بر طبق یک مدل پروتئین­های Rab روی وزیکل و غشای هدف در فراخوانی پروتئین­های تترین (Tetherin) که تماس اولیه بین دو غشاء را واسطه­گری می­کند، درگیر هستند. دو نوع از پروتئین­های تترین نشان داده شده است: پروتئین­های فیبروس (Fibrous) شدیداً دراز (به عنوان مثال: p115 و EEA1) کمپلکس­های چند پروتئینی (به عنوان مثال: اگزوسیت و TRAPPI). در طول مرحله لنگراندازی (Docking) که منجر به ادغام دو غشاء می­شود یک v-SNARE در غشای وزیکل با t-SNARE در غشای هدف برهمکنش می­دهند و باعث نزدیکی دو غشاء می­گردند. تترین که همچنین به آنتی­ژن استرومایی مغز استخوان (Bone marrow Stromal Antigen 2) معروف است، در انسان توسط ژن BST2 رمز می­گردد. تترین جزء پروتئین غشایی اینتگرال تیپ 2 می­باشد (انتهای آمینی به سمت سیتوزول و انتهای کربوکسیلی به سمت فضای خارج سلول می­باشد) که یک بار عرض غشاء را طی کرده و از ناحیه انتهای کربوکسیل به گلیکوفسفاتیدیل اینوزیتول به غشای سلول لنگر انداخته است (شکل 14) (27, 28). یافته­های اخیر نشان داده­اند که پروتئین تترین جوانه زدن ویروس نقص ایمنی انسان (HIV) را مهار می­کند. در حالت عادی ویریون HIV-1 با به دست آوردن غشای انولپ از سطح سلول جوانه می­زند. با توجه به اینکه تترین از سمت فضای خارج سلولی به غشاء لنگر انداخته است (از طریق GPI) حدس زده می­شود برهمکنش بین تترین و ویریون HIV-1 مانع از جوانه زدن ویروس می­گردد. همچنین پیشنهاد شده است که ویروس دوباره توسط سلول بلعیده می­شود و توسط ماشین اندوسیتیک از بین می­رود. یکی از پروتئین­های فرعی HIV به نام vif می­تواند به ناحیه N-ترمینال تترین متصل شود و باعث تجزیه پروتئازومی (و یا تجزیه لیزوزومی) آن گردد و در نتیجه باعث جوانه زدن ویروس از سطح سلول می­گردد.