ENDOCYTOSE: TYPER OG DERES EGENSKAPER, FUNKSJONER, EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

Den endocytose omfatter prosesser som gjør den effektive oppføring av ulike materialer til cellen cellemembranstrukturen er en forholdsvis streng kontroll, både input og output, en rekke ekstracellulære og cytoplasmiske materiale innbefattende materialer. Sammen med andre prosesser som enkel diffusjon og osmose, integrerer cellen det materialet som er nødvendig for riktig cellefunksjon.

Når endocytoseprosessen skjer, kommer molekyler med stor molekylstørrelse, partikler og til og med blandinger i oppløsning. Dette oppstår fra invagasjoner eller sekker som har sin opprinnelse i membranen og kommer inn i cytoplasma i form av vesikler der de vil bli behandlet av det cellulære fordøyelsesmaskineriet.

Kilde: Mariana Ruiz Villarreal deriverte arbeid: Gregor_0492

Endocytoseprosessen (materiale som kommer inn i cellen) så vel som eksocytose (materiale som forlater cellen), er eksklusivt i eukaryote organismer.

Den eukaryote cellen har store energibehov, siden den er større (i gjennomsnitt 1000 ganger større) enn noen prokaryot organisme. Det er av denne grunn at den eukaryote cellen trenger mekanismer som tillater inntreden av materialer slik at det forekommer et stort utvalg av biosyntetiske reaksjoner i den.

Typer og deres egenskaper

Gjennom prosessen med endocytose opprettholder cellen en effektiv utveksling med det ytre miljø.

Under denne cellulære mekanismen kan ganske forskjellige materialer komme inn i cellen; endocytoseprosessen kan således variere avhengig av arten av materialet som er oppslukt av cellen og om det er formidlere i prosessen.

De prosessene der cellen fra plasmamembranen omfatter store partikler kalles fagocytose. På samme måte kan cellen også omfatte molekyler og andre oppløste stoffer, og kaller denne typen endocytose "pinocytose."

I tillegg til disse prosessene, kan materialet som kommer inn i cellen, tidligere velges i spesialiserte regioner av plasmamembranen. I dette tilfellet blir endocytose formidlet av reseptorer, og materialet som kommer inn i cellen kobles til disse reseptorene for å bli overført til det indre av cellen i spesielle vesikler.

Alle eukaryote celler absorberer væsker og oppløste stoffer gjennom pinocytose, men bare noen få spesialiserte celler utfører fagocytoseprosessen, som vi vil se senere.

-Phagocytosis

fagocytose

Fagocytose er en spesialisert form for endocytose. I denne muligheten blir store partikler eller molekyler, som inkluderer avfallsstoffer, mikroorganismer og andre celler, inntatt gjennom invagasjoner av cellemembranen. På grunn av arten av denne prosessen foreslås det som den cellulære handlingen av å "spise".

Hvordan oppstår fagocytose?

Partikler som er anerkjent for å bli "konsumert" binder seg til (spesialiserte) reseptorer som gjenkjenner dem på celleoverflaten. Disse reseptorene gjenkjenner hovedsakelig N-acetylglukosamidrester, mannose, i tillegg til mange andre proteiner, som utløser utvidelsen av pseudopoder som omgir partikkelen og oppsluker den.

Bevegelsen av disse pseudopodiene bestemmes hovedsakelig av virkningen av actin og myosinfilamenter på celleoverflaten.

Når de er fanget i cellemembranen, kommer de inn i cytosolen i form av store vesikler kalt fagosomer. Disse vil binde seg til et lysosom (en cellulær organell som inneholder et stort utvalg av fordøyelsesenzymer) for å danne en vakuol for prosessering, nedbrytning og nedbrytende materiale som kalles et fagolysosom.

Fagolysosomer kan være ganske store og heterogene siden deres størrelse og form bestemmes av mengden materiale som blir fordøyd.

Innenfor denne fordøyelsesvakuolen genererer den enzymatiske aktiviteten en stor mengde essensielle produkter som vil være tilgjengelige for å brukes som energikilde av cellen.

-Pinocytosis

Ernæring av protosoer. Pinocytosis. Bilde av: Jacek FH (avledet fra Mariana Ruiz Villarreal). Tatt og redigert fra https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg.

I motsetning til prosessen som er forklart ovenfor, er pinocytosis en prosess der små partikler kontinuerlig blir inntatt, som i de fleste tilfeller er i løselig form. Her oppslukker cellen små mengder materiale med dannelse av membranvesikler som frigjøres til cytoplasma.

Prosessen med pinocytose er i utgangspunktet ansett som den cellulære virkningen av å "drikke", siden det meste av materialet som kommer inn i cellen er flytende.

Hvordan oppstår pinocytose?

Pinocytosis kan oppstå på to måter; på en "flytende eller enkel" måte eller på en "absorberende" måte.

Begge typer pinocytose varierer avhengig av hvordan stoffer i løsning eller små partikler blir internalisert. Ved væske-pinocytose kommer stoffer i oppløsning inn i cellen som en funksjon av en konsentrasjonsgradient med det ekstracellulære mediet, og det avhenger igjen av hastigheten som pinocytiske vesikler dannes i cellemembranen.

Absorptiv pinocytose er en mer effektiv prosess, inngangsraten for oppløste stoffer i cytoplasma er 100 til 1000 ganger høyere enn når den utføres ved væske-pinocytose, og utgjør en spesiell prosess med reseptormediert endocytose.

-Reseptormediert endocytose

Reseptormediert endocytose er en spesialisert pinocytoseprosess og den best studerte av cellulære endocytoseprosesser. På dette tidspunktet kommer stoffene som kommer inn i cytosolen inn i cytosolen på en valgt måte gjennom deltakelse av spesifikke reseptorer som finnes i større konsentrasjon i små sektorer av plasmamembranen.

Ofte assosieres molekylene på forhånd med reseptorer som finnes i viklinger av celleoverflaten kalt "klatrinbelagte depresjoner." Disse depresjonene inneholder i noen tilfeller mer enn 20 reseptorer, hver og en spesifikk for et bestemt makromolekyl.

Vesiklene dannet i disse spesialiserte områdene av membranen, vil bli belagt av clathrinproteinet, og vil omfatte når vesikelen er frigjort i cytoplasma membranreseptorene (forskjellige typer av dem), og vil også internalisere små mengder ekstracellulær væske .

I kontrast, i fluid pinocytose blir ikke materialet som kommer inn i cellen valgt, og vesiklene dannet i cellemembranen gir ikke noe belegg med clathrin, men oftere av proteiner som caveolin. Denne prosessen kalles også clathrin-uavhengig endocytose.

Det er også noen større vakuoler som legger materiale i løsning inn i cellen i en prosess kjent som "makropinocytose." Under denne prosessen er det ingen materiell selektivitet.

Egenskaper

Endocytose har et stort utvalg av funksjoner i cellen, men disse varierer hvis det er encellede eller flercellede organismer eller typen krav som cellen har i et bestemt øyeblikk.

Fagocytosefunksjoner

Prosessen kan betraktes som en primær fôringsprosess eller en forsvars- og avfallsmetode. I protosoiske og lavere metazoanske organismer (f.eks. Amøber) er fagocytose en mekanisme for å fange opp matpartikler, enten de er avfallsstoffer, bakterier eller andre protosoer.

Disse organismer oppdager materialet som skal inntas gjennom membranreseptorer og omgir det med membranfremspring, og danner en stor vesikkel som vil bli behandlet inne i organismen.

På den annen side fyller fagocytose i de fleste organismer andre funksjoner enn cellulær ernæring. I dette tilfellet brukes fagocytose av spesialiserte celler kalt "profesjonelle" fagocytter, som vil eliminere både avfallsstoffer og invaderende midler fra kroppen som en forsvarsmekanisme.

Funksjoner av pinocytosis

Funksjonen til pinocytose er i utgangspunktet å inkludere materiale i oppløsning i cellen. De absorberte oppløste stoffene og metabolittene er beregnet på cellulær metabolisme og brukes også i syntesen av flere proteiner av stor interesse for organismenes funksjon.

På den annen side kan det innkommende materialet velges for å gi førstehåndsenergi for cellulær metabolisme.

eksempler

Endocytose forekommer på forskjellige skalaer innen eukaryote organismer. Her vil vi nevne noen fremragende eksempler:

fagocytose

Hos pattedyr så vel som andre virveldyr er det flere klasser av celler som er en del av blodvevet som kalles hvite blodlegemer sammen. Disse cellene fungerer som profesjonelle fagocytter, noe som betyr at de er spesialiserte celler i å gabbere opp materiale.

Makrofager, lymfocytter og nøytrofiler (leukocytter) er ansvarlige for å eliminere og innta smittsomme mikroorganismer fra kroppen.

Fagocytter i blodet fungerer vanligvis best når de kan fange patogenet på en overflate, for eksempel veggen i et blodkar eller en fibrinpropp.

Disse cellene deltar i spesifikke og ikke-spesifikke immunfunksjoner, det er til og med fagocytter som er spesialiserte i å presentere antigener for å utløse immunresponsen

I tillegg til dette er makrofager "hovedsakelig" ansvarlige for å oppslukke og eliminere omtrent 10 ¹¹ røde blodlegemer fra blodet, så vel som andre gamle celler og avfallsstoffer, for å opprettholde en prosess med kontinuerlig cellefornyelse. Sammen med lymfocytter opererer de i ødeleggelse av de fleste patogener i kroppen.

pinocytosis

Pinocytoseprosessen er vanligvis ganske effektiv når det gjelder å inkorporere ekstracellulært materiale. Ved absorpsjon pinocytose kan reseptorer lokalisert på clathrinbelagte membranfossa vesikler gjenkjenne vekstfaktorer, forskjellige hormoner, bærerproteiner, så vel som lipoproteiner og andre proteiner.

Et klassisk eksempel på denne prosessen er fangst av kolesterol fra reseptorer på membranen. Kolesterol blir transportert til blodomløpet i form av lipoproteiner, hvor det mest mobiliserte er LDC eller lipoproteiner med lav tetthet.

Imidlertid blir et stort utvalg av metabolitter som vitamin B12 og til og med jern også fanget i prosessen, materialer som cellen ikke kan internalisere gjennom aktive transportprosesser. Begge bestemmer metabolitter i syntesen av hemoglobin, et protein spesialisert på transport av oksygen i blodet.

På den annen side er materiale også integrert i cellen effektivt, gjennom væske-pinocytose. I endotelceller i blodkar transporterer vesiklene en stor mengde løste stoffer og væsker fra blodstrømmen til det intracellulære rom.

Endocytose, "en storstilt prosess"

Endocytose er en veldig vanlig prosess i eukaryote celler, der materialet er integrert både i løsning og i form av makromolekyler og til og med hele celler og mikroorganismer.

Når det gjelder reseptormediert endocytose, opptar klathrinbelagte depresjoner omtrent 2% av den totale overflaten av cellemembranen. Hver av disse depresjonene har en halveringstid på to minutter, noe som gjør at hele cellemembranen blir internalisert i løpet av en periode på 1 til 2 timer.

Dette betyr at 3 til 5% av membranen blir internalisert hvert minutt i gjennomsnitt, noe som gir oss en idé om størrelsen på prosessen og den kontinuerlige fornyelsen som cellemembranen gjennomgår.

Makrofager til stede i blodvev, for eksempel "oppsluker" opptil 35% av deres cytoplasmatiske volum i løpet av en time, 3% av plasmamembranen hvert minutt og 100% på omtrent en halv time.

Ulempen med endocytose

Selv om det er en essensiell prosess for cellulær ernæring, absorpsjon av avfallsstoffer og fangst av eksterne mikroorganismer, under prosesser som reseptormediert endocytose, kommer mange virus og patogener inn i cellen. Influensa og HIV følger denne ruten som en direkte måte å komme inn i cellen på.

Hva skjer etter endocytose?

Vesiklene som frigjøres til cytoplasmaet og materialet som er omsluttet av dem blir behandlet av lysosomene. I lysosomer er det et kraftig enzymatisk batteri der stoffene som er tilstede i vesiklene nedbrytes til brukbare produkter ved cellulær metabolisme.

I nedbrytningsprosessen utvinnes imidlertid forskjellige komponenter i plasmamembranen. De spesifikke reseptorene for depresjonene belagt med clathrin og andre materialer slik som forskjellige membranproteiner, blir sendt til Golgi-apparatet eller til celleoverflaten for å bli integrert i det i resirkuleringsvesikler.

Denne resirkuleringsprosessen er veldig praktisk og skjer med samme hastighet som vesiklene dannes, siden cellemembranen bare syntetiserer 5% av overflaten hver time.

referanser

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Quick Review Microbiology. Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Essensiell cellebiologi. New York: Garland Science. 2. utgave
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Biologi av mikroorganismer. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. (s. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerte zoologiske prinsipper. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Mexico. Redaksjonell Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Color Atlas of Cytology and Histology (11. utg.) Madrid, Spania: Redaksjonell Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Mekanismen for reseptormediert endocytose. Eur. J. Biochem. 202: 689-699.