PINOCYTOSIS: PROSESS, FUNKSJONER OG FORSKJELL MED FAGOCYTOSE - BIOLOGI - 2025

Den pinocytose er en cellulær prosess med inntak av medium partikler, som regel små og i oppløselig form gjennom dannelse av små blærer i plasmamembranen av cellen. Denne prosessen er i utgangspunktet betraktet som den cellulære virkningen av å "drikke". Vesiklene frigjøres etter en prosess med invaginasjon av cellemembranen i den.

Denne fangstprosessen for flytende materiale inkluderer oppløste molekyler eller suspenderte mikropartikler. Det er et av de forskjellige virkemidlene for å inkorporere ekstracellulært materiale eller endocytose, som cellen bruker til sitt energibehold.

Kilde: Mariana Ruiz Villarreal deriverte arbeid: Gregor_0492

Andre prosesser der cellen transporterer ekstracellulært materiale inkluderer bruk av transportørproteiner og kanalproteiner over fosfolipid-dobbeltlaget i den cytoplasmatiske membranen. Imidlertid er det fangede materialet ved pinocytose omringet av en del av membranen.

Typer pinocytose

Denne endocytoseprosessen kan genereres på to forskjellige måter: "fluid pinocytosis" og "adsorptive pinocytosis". Begge skiller seg på måten partiklene eller stoffene i suspensjon blir inkorporert i cytoplasmaet.

Ved væske-pinocytose blir stoffene absorbert oppløselig i væsken. Innføringshastigheten for disse oppløste stoffer i cellen er proporsjonal med deres konsentrasjon i det ekstracellulære miljøet og avhenger også av cellenes kapasitet til å danne pinocytiske vesikler.

I motsetning til dette blir hastigheten for inntreden av et "molekyl" ved absorpsjon pinocytose gitt av konsentrasjonen av molekylet i det ytre miljø, så vel som antall, affinitet og funksjon av reseptorene til nevnte molekyler plassert på overflaten av cellemembranen. Den siste prosessen er i samsvar med Michaelis-Menten enzymkinetikk.

Alt i det samme (konsentrasjon av molekylene som skal absorberes), ville absorpsjon pinositosis være 100 til 1000 ganger raskere enn væske, og også mer effektiv til å absorbere væsker (mindre mengde).

Prosess

Pinocytosis er en veldig vanlig prosess i eukaryote celler. Den består av bevegelse av partikler fra utsiden av cellen gjennom dannelsen av en pinocytisk vesikkel, en invaginasjon av cellemembranen, som ender med å bli løsrevet fra sistnevnte, for å utgjøre en del av cytoplasma.

Generelt følger de fleste endocytiske vesikler som stammer fra cellemembranen ruten for pinocytose. Disse vesiklene er først og fremst bestemt for endosomer som deretter vil bli overført til lysosomer, cellulære organeller som er ansvarlige for cellulær fordøyelse.

Reseptormediert endocytose eller absorberende pinocytose

Det er den best studerte formen for pinocytose. I dette tilfellet tillater mekanismen selektiv innføring av definerte makromolekyler. Makromolekyler som finnes i det ekstracellulære miljøet vil som standard binde seg til spesifikke reseptorer på plasmamembranen.

Generelt blir spesialiserte reseptorer funnet gruppert i sektorer av membranen kjent som "klathrinbelagte depresjoner." På dette tidspunktet vil de pinocytiske vesikler dannet i disse regionene ha et belegg av dette proteinet (clathrin) og vil også inneholde reseptoren og liganden (vanligvis lipoproteiner).

Når de belagte vesiklene allerede er i cytoplasma, smelter de sammen med de tidlige endosomene, det vil si de som er nærmest cellemembranen.

Fra dette tidspunktet kan flere komplekse prosesser oppstå, inkludert utløpet av resirkuleringsvesikler mot cellemembranen og Golgi-apparatet (som bærer membranreseptorer og andre materialer) eller vesikler eller multivesikulære legemer som følger prosess for transport av materiale til lysosomene.

Hvor mange mottakere er det?

Det er mer enn 20 forskjellige reseptorer som selektivt introduserer makromolekyler i cellen. Under denne prosessen blir ikke annet væske enn det cytoplasmatiske mediet inkorporert ikke-selektivt, som kalles "fluid fase endocytose".

I hver klathrinforet depresjon eller hulrom som er tilstede i cellemembranen, er det ikke en eneste type reseptor; i stedet er det forskjellige reseptorer som samtidig blir internalisert i cellen med dannelse av en enkelt vesikkel.

I denne prosessen og i dannelsen av resirkuleringsvesikler som går tilbake til membranen som skal integreres, påvirker tilstedeværelsen av et reseptorkompleks eller dets ligander (mottatte molekyler) på en måte tilstedeværelsen av andre reseptorer og molekyler.

Væske pinocytose

I dette tilfellet er det en ikke-selektiv prosess, der molekylene eller partiklene blir fanget aktivt. Vesikler dannet fra celleveggen er ikke belagt av clathrin, men av proteiner som caveolin. I noen tilfeller er denne prosessen kjent som potocytose.

Egenskaper

Under prosessen blir mange materialer inkorporert i cellen, enten selektivt med dannelse av klathrinbelagte vesikler eller ikke-selektivt gjennom ikke-belagte vesikler.

Absorptiv Pinocytocis

Ulike reseptorer som gjenkjenner hormoner, vekstfaktorer, bærerproteiner, så vel som andre proteiner og lipoproteiner, kan akkumuleres i klathrinbelagte hulninger i plasmamembranen.

En av de best evaluerte prosessene er fangst av kolesterol i pattedyrceller, som er formidlet av tilstedeværelsen av spesifikke reseptorer på cellemembranen.

Kolesterol blir vanligvis ført i blodomløpet i form av lipoproteiner, det vanligste er lipoprotein med lav tetthet (LDL).

Når den belagte vesikelen er i cytoplasma, resirkuleres reseptorene tilbake til membranen, og kolesterolet i form av LDC blir transportert til lysosomene som skal behandles og brukes av cellen.

Andre metabolitter fanget i absorberende pinocytter

Denne prosessen brukes også til å fange opp en serie metabolitter av stor betydning i cellulær aktivitet. Noen av dem er vitamin B12 og jern som cellen ikke kan oppnå gjennom aktive transportprosesser gjennom membranen.

Disse to metabolittene er essensielle i syntesen av hemoglobin, som er det viktigste proteinet som er tilstede i røde blodlegemer i blodet.

På den annen side blir mange av reseptorene som er til stede i cellemembranen som ikke resirkuleres, absorbert på denne måten og fraktet til lysosomene for å bli fordøyd med et stort utvalg av enzymer.

Dessverre, gjennom denne stien (reseptormediert pinocytose), kommer mange virus som influensa og HIV inn i cellen.

Pinocytose av vesikler som ikke er dekket av clathrin

Når pinocytose forekommer ved andre veier der klatrinbelagte vesikler ikke dannes, viser prosessen seg å være spesielt dynamisk og svært effektiv.

For eksempel, i endotelceller som er en del av blodkar, må de dannede vesiklene mobilisere store mengder oppløste stoffer fra blodstrømmen til det intracellulære rom.

Pinocytosis skala

Clathrinbelagte depresjoner opptar for eksempel ca. 2% av overflaten av plasmamembranen, og har en tilnærmet levetid på opptil to minutter.

I denne forstand får absorpsjon pinocytose hele cellemembranen til å bli internalisert i cellen gjennom dannelse av belagte vesikler i løpet av en til to timer, som gjennomsnitt mellom 3 og 5% av membranen plasma for hvert minutt.

En makrofag er for eksempel i stand til å integrere omtrent 35% av volumet av cytoplasma på omtrent en time. Mengden oppløste stoffer og molekyler påvirker ikke på noe tidspunkt hastigheten på dannelse av vesikler og internalisering av disse.

Forskjell med fagocytose

Fagocytose og pinocytose er lignende prosesser der cellen internaliserer ekstracellulært materiale som skal behandles; begge er prosesser som trenger energi, så de regnes som aktive transportmekanismer. I motsetning til pinocytose, er fagocytose bokstavelig talt slik cellen "spiser".

Fagocytose er preget av "inntak" av store partikler, inkludert bakterier, forskjellige cellulære rusk og til og med intakte celler. Partikkelen som skal fagocytoseres, binder seg til reseptorer lokalisert på overflaten av cellemembranen (som gjenkjenner rester av mannose, N-aceltiglucosamid, blant andre) som utløser utvidelsen av pseudopoder som omgir partikkelen.

Når membranen smelter rundt den, dannes en stor vesikkel (i motsetning til de som genereres i prosessen med pinocytose) kalt et fagosom som frigjøres til cytoplasma. Dette er når fagosomet binder seg til et lysosom for å danne et fagolysosom.

Innenfor fagolysosomet skjer fordøyelsen av materialet takket være den enzymatiske aktiviteten til lysosomal syrehydrolaser. I denne prosessen resirkuleres også reseptorer og en del av de internaliserte membranene, som kommer tilbake i form av resirkuleringsvesikler til celleoverflaten.

Hvor forekommer fagocytose?

Det er en veldig vanlig prosess der organismer som protozoer og lavere metazoans mater. Videre gir fagocytose i flercellede organismer en første forsvarslinje mot utenlandske midler.

Måten spesialiserte celler, inkludert forskjellige typer leukocytter (makrofager og nøytrofiler), ødelegger eksterne mikroorganismer og inntar cellulære rusk, er avgjørende for å opprettholde kroppens system.

referanser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Essensiell cellebiologi. New York: Garland Science.
2. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. (s. 397-402). Marban.
3. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerte zoologiske prinsipper. New York: McGraw-Hill.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulær og molekylærbiologi. Mexico. Redaksjonell Pearson Education.
5. Kühnel, W. (2005). Color Atlas of Cytology and Histology. Madrid, Spania: Redaksjonell Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerd Dyrefysiologi: Mekanismer og tilpasninger. Spania: McGraw-Hill.