Plik endocytoza Obejmuje procesy, które pozwalają na efektywne wejście różnych materiałów do komórki Błona komórkowa jest dość ścisłą strukturą kontrolującą zarówno wchodzenie, jak i wychodzenie bardzo różnorodnego materiału zewnątrzkomórkowego, a nawet materiału cytoplazmatycznego. Wraz z innymi procesami, takimi jak prosta dyfuzja i osmoza, komórka integruje materiał niezbędny do prawidłowego funkcjonowania komórki.
Gdy zachodzi proces endocytozy, wchodzą do niego cząsteczki o dużych rozmiarach molekularnych, cząstki, a nawet mieszaniny w roztworze. Dzieje się tak z wgłębień lub worków, które powstają w błonie i dostają się do cytoplazmy w postaci pęcherzyków, gdzie będą przetwarzane przez komórkową maszynerię trawienną..
Proces endocytozy (wejście materiału do komórki), jak również egzocytoza (proces wyjścia materiału z komórki), występują wyłącznie w organizmach eukariotycznych.
Komórka eukariotyczna ma duże zapotrzebowanie na energię, ponieważ jest większa (średnio 1000 razy większa) niż jakikolwiek organizm prokariotyczny. Z tego powodu komórka eukariotyczna potrzebuje mechanizmów, które pozwalają na wejście materiałów, tak aby zachodziły w niej różne reakcje biosyntezy..
Indeks artykułów
Poprzez proces endocytozy komórka utrzymuje efektywną wymianę ze środowiskiem zewnętrznym.
Podczas tego mechanizmu komórkowego do komórki mogą dostać się dość różnorodne materiały; W ten sposób proces endocytozy może się różnić w zależności od natury materiału wchłanianego przez komórkę i od tego, czy w procesie występują mediatory..
Te procesy, w których komórka błony komórkowej obejmuje duże cząsteczki, nazywane są fagocytozą. W ten sam sposób komórka może również zawierać cząsteczki i inne rozpuszczone substancje, nazywając ten typ endocytozy „pinocytozą”.
Oprócz tych procesów materiał, który dostaje się do komórki, można wcześniej wyselekcjonować w wyspecjalizowanych obszarach błony plazmatycznej. W tym przypadku w endocytozie pośredniczą receptory, a materiał, który dostaje się do komórki, jest sprzężony z tymi receptorami w celu przeniesienia do wnętrza komórki w specjalnych pęcherzykach..
Wszystkie komórki eukariotyczne wchłaniają płyny i substancje rozpuszczone poprzez pinocytozę, jednak tylko kilka wyspecjalizowanych komórek przeprowadza proces fagocytozy, jak zobaczymy później..
Fagocytoza to wyspecjalizowana postać endocytozy. Przy tej okazji duże cząsteczki lub cząsteczki, które zawierają substancje odpadowe, mikroorganizmy i inne komórki, są wchłaniane przez wgłębienia błony komórkowej. Ze względu na charakter tego procesu sugeruje się jako komórkowe działanie „jedzenia”.
Cząsteczki, które są rozpoznawane jako „konsumowane”, wiążą się z (wyspecjalizowanymi) receptorami, które rozpoznają je na powierzchni komórki. Receptory te rozpoznają głównie reszty N-acetyloglukozamidu, mannozy, oprócz wielu innych białek, które wyzwalają rozszerzenie pseudopodów, które otaczają cząstkę i ją pochłaniają..
Ruch tych pseudopodiów jest głównie zdeterminowany działaniem filamentów aktyny i miozyny na powierzchni komórki..
Po zatrzymaniu w błonie komórkowej przedostają się do cytozolu w postaci dużych pęcherzyków zwanych fagosomami. Będą one wiązać się z lizosomem (organellą komórkową zawierającą szeroką gamę enzymów trawiennych), tworząc wakuolę do przetwarzania, rozkładania i degradacji materiału zwanego fagolizosomem..
Fagolizosomy mogą być dość duże i niejednorodne, ponieważ o ich wielkości i kształcie decyduje ilość trawionego materiału..
W tej wakuoli trawiennej aktywność enzymatyczna generuje dużą ilość niezbędnych produktów, które będą dostępne do wykorzystania jako źródło energii przez komórkę..
W przeciwieństwie do procesu wyjaśnionego powyżej, pinocytoza jest procesem, w którym stale wchłaniane są małe cząsteczki, które w większości przypadków mają postać rozpuszczalną. W tym przypadku komórka pochłania niewielkie ilości materiału, tworząc pęcherzyki błonowe, które są uwalniane do cytoplazmy..
Proces pinocytozy jest zasadniczo uważany za komórkowe działanie „picia”, ponieważ większość materiału, który dostaje się do komórki, jest płynna..
Pinocytoza może wystąpić na dwa sposoby; w sposób „płynny lub prosty” lub w sposób „chłonny”.
Oba typy pinocytozy różnią się w zależności od sposobu internalizacji substancji w roztworze lub małych cząstek. W pinocytozie płynnej substancje w roztworze dostają się do komórki w funkcji gradientu stężeń w środowisku zewnątrzkomórkowym, co z kolei zależy od szybkości, z jaką w błonie komórkowej tworzą się pęcherzyki pinocytarne..
Pinocytoza absorpcyjna jest procesem bardziej wydajnym, szybkość wnikania substancji rozpuszczonych do cytoplazmy jest od 100 do 1000 razy większa niż w przypadku pinocytozy płynnej, stanowiąc specjalny proces endocytozy zależnej od receptorów.
Endocytoza zależna od receptorów jest wyspecjalizowanym procesem pinocytozy i najlepiej zbadanym procesem endocytozy komórkowej. W tym miejscu substancje, które dostają się do cytozolu, wchodzą w wybrany sposób poprzez udział specyficznych receptorów, które znajdują się w większym stężeniu w małych odcinkach błony komórkowej..
Cząsteczki często wiążą się z wyprzedzeniem z receptorami znajdującymi się w zwojach na powierzchni komórki zwanych „zagłębieniami pokrytymi klatriną”. Te zagłębienia zawierają w niektórych przypadkach ponad 20 receptorów, z których każdy jest specyficzny dla określonej makrocząsteczki..
Pęcherzyki utworzone w tych wyspecjalizowanych obszarach błony zostaną pokryte białkiem klatriny i po uwolnieniu pęcherzyka w cytoplazmie będą zawierać receptory błonowe (ich różne typy), a także będą internalizować niewielkie ilości płynu zewnątrzkomórkowego..
W przeciwieństwie do pinocytozy płynnej materiał, który dostaje się do komórki nie jest selekcjonowany, a pęcherzyki utworzone w błonie komórkowej nie mają powłoki klatrynowej, ale częściej przez białka, takie jak kaweolina. Proces ten nazywany jest również endocytozą niezależną od klatriny..
Istnieją również większe wakuole, które dostają się do materiału w roztworze do komórki w procesie znanym jako „makropinocytoza”. Podczas tego procesu nie ma materialnej selektywności.
Endocytoza ma bardzo różnorodne biura w komórce, jednak różnią się one, jeśli są to organizmy jednokomórkowe lub wielokomórkowe lub rodzaj wymagań, które ma komórka w danym momencie.
Proces można uznać za podstawowy proces karmienia lub metodę obrony i usuwania odpadów. W pierwotniakach i organizmach niższych metazoan (na przykład w amebach) fagocytoza jest mechanizmem wychwytywania cząstek pokarmu, niezależnie od tego, czy są to substancje odpadowe, bakterie, czy inne pierwotniaki..
Organizmy te wykrywają materiał przeznaczony do spożycia przez receptory błonowe i otaczają go wypustkami błonowymi, tworząc duży pęcherzyk, który będzie przetwarzany wewnątrz organizmu..
Z drugiej strony w większości organizmów fagocytoza pełni inne funkcje niż odżywianie komórkowe. W tym przypadku fagocytoza jest wykorzystywana przez wyspecjalizowane komórki zwane „profesjonalnymi” fagocytami, które jako mechanizm obronny eliminują z organizmu zarówno substancje odpadowe, jak i czynniki inwazyjne..
Funkcją pinocytozy jest zasadniczo włączenie materiału w roztworze do komórki. Wchłonięte substancje rozpuszczone i metabolity są przeznaczone do metabolizmu komórkowego, a także są wykorzystywane do syntezy kilku białek o dużym znaczeniu dla funkcjonowania organizmu..
Z drugiej strony, przychodzący materiał można tak dobrać, aby dostarczał energię z pierwszej ręki do metabolizmu komórkowego..
Endocytoza występuje w różnych skalach w organizmach eukariotycznych. Tutaj wymienimy kilka wybitnych przykładów:
U ssaków i innych kręgowców istnieje kilka klas komórek, które razem tworzą część tkanki krwi zwanej białymi krwinkami. Te komórki działają jak profesjonalne fagocyty, co oznacza, że są wyspecjalizowanymi komórkami w pochłanianiu materiału..
Makrofagi, limfocyty i neutrofile (leukocyty) są odpowiedzialne za eliminację i połykanie zakaźnych mikroorganizmów z organizmu.
Fagocyty we krwi ogólnie działają najlepiej, gdy mogą uwięzić patogen na powierzchni, takiej jak ściana naczynia krwionośnego lub skrzep fibrynowy..
Komórki te uczestniczą w specyficznych i niespecyficznych funkcjach odpornościowych, istnieją nawet fagocyty wyspecjalizowane w prezentowaniu antygenów wywołujących odpowiedź immunologiczną
Oprócz tego makrofagi „głównie” są odpowiedzialne za pochłanianie i eliminowanie około 10jedenaście czerwone krwinki, oprócz innych starych krwinek i substancji odpadowych, w celu utrzymania procesu ciągłej odnowy komórek. Wraz z limfocytami działają w procesie niszczenia większości patogenów w organizmie.
Proces pinocytozy jest zwykle dość skuteczny we wprowadzaniu materiału zewnątrzkomórkowego. W pinocytozie wchłanialnej receptory zlokalizowane w pęcherzykach błony komórkowej pokrytej klatriną mogą rozpoznawać czynniki wzrostu, różne hormony, białka nośnikowe, a także lipoproteiny i inne białka..
Klasycznym przykładem tego procesu jest wychwytywanie cholesterolu z receptorów na błonie. Cholesterol jest transportowany do krwiobiegu w postaci lipoprotein, z których najczęściej mobilizowane są LDC lub lipoproteiny o małej gęstości..
Jednak w procesie tym wychwytywanych jest również wiele różnych metabolitów, takich jak witamina B12, a nawet żelazo, materiały, których komórka nie może internalizować w procesie aktywnego transportu. Oba determinujące metabolity w syntezie hemoglobiny, białka wyspecjalizowanego w transporcie tlenu we krwi.
Z drugiej strony materiał jest również efektywnie integrowany z komórką poprzez płynną pinocytozę. W komórkach śródbłonka naczyń krwionośnych pęcherzyki transportują dużą ilość substancji rozpuszczonych i płynów z krwiobiegu do przestrzeni wewnątrzkomórkowej..
Endocytoza jest bardzo powszechnym procesem w komórkach eukariotycznych, w którym materiał jest integrowany zarówno w roztworze, jak iw postaci makrocząsteczek, a nawet całych komórek i mikroorganizmów..
W przypadku endocytozy zależnej od receptorów, wgłębienia pokryte klatriną zajmują około 2% całkowitej powierzchni błony komórkowej. Każde z tych zagłębień ma okres półtrwania wynoszący dwie minuty, co powoduje internalizację całej błony komórkowej w okresie od 1 do 2 godzin..
Oznacza to, że średnio 3 do 5% błony ulega internalizacji co minutę, co daje nam wyobrażenie o wielkości tego procesu i ciągłej odnowie, której podlega błona komórkowa..
Na przykład makrofagi obecne w tkance krwi „pochłaniają” do 35% swojej objętości cytoplazmatycznej w ciągu około godziny, 3% błony komórkowej co minutę i 100% w ciągu około pół godziny..
Chociaż jest to proces niezbędny do odżywiania komórek, wchłaniania substancji odpadowych i wychwytywania mikroorganizmów zewnętrznych, podczas procesów takich jak endocytoza za pośrednictwem receptorów do komórki dostaje się wiele wirusów i patogenów. Grypa i HIV podążają tą drogą jako bezpośrednie wejście do wnętrza komórki.
Pęcherzyki uwolnione do cytoplazmy i zawarty w nich materiał są przetwarzane przez lizosomy. W lizosomach istnieje potężna bateria enzymatyczna, w której substancje obecne w pęcherzykach są rozkładane na użyteczne produkty w wyniku metabolizmu komórkowego..
Jednak w procesie degradacji odzyskuje się różne składniki błony komórkowej. Specyficzne receptory zagłębień pokrytych klatriną i innymi materiałami, takimi jak różne białka błonowe, są wysyłane do aparatu Golgiego lub na powierzchnię komórki w celu ponownego włączenia do niego w recyklingu pęcherzyków.
Ten proces recyklingu jest bardzo wygodny i przebiega z taką samą szybkością, z jaką tworzą się pęcherzyki, ponieważ błona komórkowa co godzinę ponownie syntetyzuje tylko 5% swojej powierzchni..
Jeszcze bez komentarzy