FAGOSOM: KJENNETEGN, FORMASJON OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

Et fagosom, også kjent som en endocytisk vesikkel, er en vesikkel dannet som en invaginasjon av plasmamembranen for å omfatte en fagocytisk partikkel eller mikroorganisme. Fagocytose er den eneste fôringsmetoden for noen protister, og brukes også til dette formålet av noen lavere metazoans.

Hos de fleste dyr opprettholdes den fagocytiske funksjonen til noen celler, men de slutter å ha en ernæringsfunksjon for å bli en ikke-spesifikk beskyttelsesmekanisme mot patogener, samt for eliminering av døde eller senescentceller.

Grunnleggende illustrasjon av fagocytose. Tatt og redigert fra: GrahamColm på engelsk Wikipedia.

Fagosomet, dannet under fagocytose, vil deretter smelte sammen til et lysosom for å gi opphav til et fagolysosom. I dette foregår fordøyelsen av det inntatte materialet. På denne måten kan kroppen fange og drepe bakterier. Noen av disse er imidlertid i stand til å overleve, og til og med trives innenfor fagosomer.

kjennetegn

For at fagosomer skal dannes, må patogener eller opsoniner binde seg til en transmembranreseptor, som er tilfeldig fordelt på overflaten av fagocyttceller.

Opsoniner er molekyler som fungerer som markører, for eksempel antistoffer, som vil binde seg til patogener og regulere prosessen med fagocytose.

Fordi fagosomet dannes som en invaginasjon av plasmamembranen, vil membranen ha den samme basiske sammensetningen av lipid-dobbeltlaget.

Fagosomer har membranbundne proteiner for å rekruttere og smelte sammen med lysosomer for å danne modne fagolysosomer

Opplæring

Fagocytose er en sekvensiell prosess som inkluderer flere stadier som: cellegift, vedheft, endocytose, dannelse av fagosom, dannelse av fagolysosom, forsuring av fagolysosomet, dannelse av reaktive oksygenmetabolitter, aktivering av lysosomale hydrolaser, frigjøring av fordøyd materiale, dannelse av resterende kropp og til slutt eksocytose.

Endocytose og fagosom

Endocytose er mekanismen som partikler eller mikroorganismer går fra utenfor til inne i celler. Denne prosessen kan optimaliseres ved opsinisering av partiklene og skjer vanligvis gjennom reseptorer lokalisert i clathrinbelagte regioner av membranen.

Prosessen innebærer invaginasjon av plasmamembranen, noe som gir opphav til den fagocytiske vakuolen. Vedheftingen av partiklene eller mikroorganismer til membranen forårsaker actinpolymerisasjon og også dannelse av pseudopodia. Disse pseudopodene vil omgi materialet som skal inntas og smeltes bak det.

Under denne prosessen er deltakelse av flere proteiner viktig, for eksempel kinase C, fosfoinositid 3-kinase og fosfolipase C. Når invaginasjonen ender med å lukke, dannes en vesikkel eller fagosom som skiller seg fra membranen og skyver mot inne i cellen.

Phagolysosome

Kort tid etter dannelse av fagosom skjer F-aktindepolymerisering, som i utgangspunktet er assosiert med fagosomet. Membranen til denne cellen blir tilgjengelig for tidlige endosomer.

Deretter beveger fagosomet seg langs mikrotubulene i cytoskjelettet, mens de går gjennom en serie fusjons- og fisjonshendelser, der forskjellige proteiner som annexiner og rap7, rap5 og rap1 GTPaser er involvert.

Disse hendelsene gjør at fagosommembranen og innholdet blir modent og kan smelte sammen med sene endosomer og senere med lysosomer for å danne fagolysosomet.

Hastigheten som fagosom og lysosom sikring avhenger av arten av den inntatte partikkel, men det tar vanligvis 30 minutter å gjøre det. Den fusjonen krever ikke nødvendigvis at membranene samles fullstendig for at fagolysosomet dannes.

I noen tilfeller oppnås krysset mellom fagosomet og lysosomet gjennom trange vandige broer. Disse broene tillater bare begrenset utveksling av innholdet i begge strukturer.

Restkropp

Når hydrolysen av partikkelen eller mikroorganismen har skjedd, vil de resulterende molekylene bli frigjort i cytosolen til cellen og avfallsmaterialet vil forbli inneholdt i vesikelen, som blir en gjenværende kropp.

Senere vil dette avfallsmaterialet bli frigitt utenfor cellen gjennom en prosedyre som kalles eksocytose.

Egenskaper

Eliminering av patogener

Fagosomer kjent som makrofager og nøytrofiler kalles profesjonelle fagocytter og er cellene som er ansvarlige for det meste av fangst og eliminering av patogener. Disse to celletyper har forskjellige metoder for å bryte ned bakterier.

Neutrofiler produserer giftig oksygen, så vel som klorederivater for å drepe bakterier, samt å bruke proteaser og antimikrobielle peptider. Makrofager er på sin side mer avhengige av forsuring av fagolysosomer, samt av bruken av proteolytiske og glykolytiske enzymer for å ødelegge patogener.

Betennelse

Fagosomdannelsesprosessen er relatert til betennelsesprosesser gjennom vanlige signalmolekyler. PI-3-kinase og fosfolipase C deltar for eksempel i dannelsen av fagosomer og er også viktige komponenter i det medfødte immunresponset.

Disse proteiner induserer produksjonen av pro-inflammatoriske cytokiner i en strengt regulert prosess hvis inflammatoriske respons vil avhenge av typen partikkel som er omfattet i fagosomet.

Presentasjon av antigener

Umodne dendritiske celler er i stand til fagocytose av sykdomsfremkallende elementer. Fagosomene i disse cellene ødelegger bare delvis de fagocytoserte patogener.

Som et resultat av denne delvise nedbrytningen resulterer proteinfragmenter med tilstrekkelig størrelse for spesifikk bakteriell gjenkjennelse. Disse fragmentene er målrettet mot det viktigste histokompatibilitetskomplekset og brukes til å aktivere T-celler for immunrespons.

Ernæring

Mange protister bruker fagocytose som fôringsmekanisme. I noen tilfeller er dette til og med deres eneste mekanisme for å skaffe næringsstoffer. I disse tilfellene er tiden mellom å sive inn matpartikkelen og fordøye den i fagosomet mye kortere enn den som brukes av profesjonelle fagocytter.

Stadier av fagocytose i Amoeba. Tatt og redigert fra: Miklos.

Cell eliminering

Fagosomer er ansvarlige for eliminering av gamle og apoptotiske celler som en mekanisme for å oppnå vevshomeostase. For eksempel har røde blodlegemer en av de høyeste omsetningshastighetene i kroppen. Således blir senescent erytrocytter phagocytosert av makrofager lokalisert i leveren og milten.

referanser

1. G. Karp (2008). Celle- og molekylærbiologi. Konsepter og eksperimenter. 5. utgave. John Wiley & Sons, Inc.
2. SL Wolfe (1977). Cellebiologi. Ediciones Omega, SA
3. O. Rojas-Espinosa & P. ​​Arce-Paredes (2003). Fagocytose: mekanismer og konsekvenser. Første del. Biokjemi.
4. O. Rojas-Espinosa & P. ​​Arce-Paredes (2004). Fagocytose: mekanismer og konsekvenser. Andre del. Biokjemi.
5. O. Rojas-Espinosa & P. ​​Arce-Paredes (2004). Fagocytose: mekanismer og konsekvenser. Tredjepart. Biokjemi.
6. Fagosomet. På Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wilipedia.org
7. Fagosom: Hva er det? Dannelse, struktur, funksjon, modningsprosess og bakteriell manipulasjon. Gjenopprettet fra arribasalud.com