ENDOCITOZA, POSREDOVANA Z RECEPTORJI: POSTOPEK IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Receptorja - endocitoza posredovane je celični pojav obsega nadzorovane specifičnih molekul znotraj vnosu v celico. Material, ki ga je treba zaužiti, postopoma obkroža majhen del plazemske membrane, dokler se celotna snov ne pokrije. Nato se ta mehurček odstrani v celico.

Receptorji, ki sodelujejo v tem procesu, se nahajajo na celični površini v regijah, imenovanih "depresije obložene s katrinom".

Vir: Alejandro Porto

Ta vrsta endocitoze daje celici mehanizem za razlikovanje med snovmi, ki vstopajo. Poleg tega povečuje učinkovitost postopka v primerjavi z nediskriminatorno endocitozo.

Nasprotni koncept endocitoze je eksocitoza in obsega sproščanje molekul v zunanje okolje celic.

Kaj je endocitoza?

Evkariontske celice so sposobne zajeti molekule iz zunajceličnega okolja in jih vključiti znotraj s postopkom, imenovanim endocitoza. Izraz je pripisan raziskovalcu Christianu deDuveu. Predlagano je bilo leta 1963 in je vključevalo zaužitje širokega spektra molekul.

Pojav se zgodi na naslednji način: molekula ali material, ki ga je treba vnesti, je obdan z delom citoplazemske membrane, ki se naknadno vdre. Tako nastane vezikul, ki vsebuje molekulo.

Razvrstitev

Glede na vrsto materiala, ki vstopi, se postopek endocitoze razvrsti v fagocitozo in pinocitozo.

Prva, fagocitoza, je sestavljena iz delovanja zaužitih trdnih delcev. Sem spadajo veliki delci, kot so bakterije, druge nepoškodovane celice ali naplavine iz drugih celic. V nasprotju s tem se izraz pinocitoza uporablja za opisovanje zaužite tekočine.

Kaj je receptorjska endocitoza?

Endokitoza, posredovana z receptorji, je celični pojav, za katerega je značilen vnos molekul v celico na selektiven in nadzorovan način. Molekule za vnos so specifične.

Kot navaja ime postopka, se molekula, ki jo je treba vnesti, prepozna po vrsti receptorjev, ki se nahajajo na površini celice. Vendar teh receptorjev ne najdemo naključno po membrani. Nasprotno pa je njegova fizična lega zelo specifična v regijah, imenovanih „vdolbine obložene katrinom“.

Vdolbine tvorijo invaginacijo iz membrane, kar vodi do nastanka klatrin prevlečenih veziklov, ki vsebujejo receptorje in njihove vezane makromolekule. Makromolekula, ki se veže na receptor, se imenuje ligand.

Po nastanku majhnih klatrinskih veziklov se slednji zlijejo s strukturami, imenovanimi zgodnji endosomi. V tem koraku se vsebina notranjosti klarin vezikula porazdeli na različna območja. Eden od njih so lizosomi ali pa jih je mogoče reciklirati v plazemski membrani.

Lastnosti

Tradicionalni postopki pinocitoze in fagocitoze so nediskriminatorni. To pomeni, da bodo vezikuli ujeli katero koli molekulo - trdno ali tekočo -, ki je v zunajceličnem prostoru in se prevaža v celico.

Endokitoza, posredovana z receptorji, celici zagotavlja zelo selektiven mehanizem, ki ji omogoča razlikovanje in povečanje učinkovitosti internalizacije delcev v celično okolje.

Kot bomo videli kasneje, postopek omogoča odvzem zelo pomembnih molekul, kot so holesterol, vitamin B12 in železo. Ti zadnji dve molekuli se uporabljata za sintezo hemoglobina in drugih molekul.

Na žalost je vrsta virusnih delcev izkoristila prisotnost receptorjev, ki posredujejo endocitozo, da vstopijo v celico - na primer virus gripe in HIV.

Proces

Da bi razumeli, kako poteka proces endocitoze, ki ga posreduje receptor, smo uporabili vnos holesterola v celice sesalcev.

Holesterol je lipidu podobna molekula z več funkcijami, kot je spreminjanje pretočnosti v celičnih membranah in predhodnik steroidnih hormonov, povezanih s spolno funkcijo organizmov.

Receptorski model endocitoze: holesterol pri sesalcih

Holesterol je zelo netopna molekula v vodi. Zaradi tega se njegov transport zgodi znotraj krvnega obtoka v obliki lipoproteinskih delcev. Med najpogostejšimi najdemo lipoprotein nizke gostote, ki ga v angleškem lipoproteinu z nizko gostoto v angleščini pogosto skrajšamo kot LDL - akronik.

Zahvaljujoč raziskavam, ki so jih izvedli v laboratoriju, je bilo mogoče sklepati, da se vnos molekule LDL v celico zgodi z vezavo na določen receptor na celični površini, ki se nahaja v depresijah, prevlečenih s katrinom.

Notranjost endosomov z LDL je kisla, kar omogoča disociacijo molekule LDL in njenega receptorja.

Po ločitvi je treba usodo receptorjev reciklirati v plazmatični membrani, medtem ko LDL nadaljuje s transportom zdaj v lizosome. V notranjosti se LDL hidrolizira s specifičnimi encimi, pri čemer nastane kolestarol.

Končno se sprosti holesterol in celica ga lahko sprejme in uporablja pri različnih opravilih, kjer je potreben, kot so membrane.

Kaj se zgodi, ko sistem ne uspe?

Obstaja dedno stanje, imenovano družinska hiperholesterolemija. Eden od simptomov te patologije je visoka raven holesterola. Ta motnja izhaja iz nezmožnosti uvajanja molekule LDL iz zunajceličnih tekočin v celice. Bolniki kažejo majhne mutacije v receptorjih.

Po odkritju bolezni je bilo mogoče ugotoviti, da v zdravih celicah obstaja receptor, ki je odgovoren za posredovanje vstopa LDL, ki se kopiči v specifičnih celičnih depresijah.

V nekaterih primerih so lahko pacienti prepoznali LDL, vendar v depresijah, ki so bile podložene, niso našli njegovih receptorjev. To dejstvo je privedlo do spoznanja pomena obloženih depresij v procesu endocitoze.

Clathrin-neodvisna endocitoza

Celice imajo tudi poti, ki omogočajo, da se endocitoza izvaja brez vključevanja klatrina. Med temi potmi izstopajo molekule, vezane na membrane in tekočine, ki jih kljub odsotnosti klatrina lahko endocitiziramo.

Molekule, ki vstopajo na ta način, prodrejo s pomočjo majhnih invaginacij, imenovanih caveole, ki se nahajajo v plazemski membrani.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Bistvena celična biologija. Garland Science.
2. Cooper, GM in Hausman, RE (2007). Celica: molekularni pristop. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., in Barnes, NS (1994). Povabilo k biologiji. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fiziologija živali. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Celična in molekularna biologija: koncepti in poskusi. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histologija in celična biologija. Elsevier Brazilija.
7. Koolman, J., in Röhm, KH (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, poslanec,… & Matsudaira, P. (2008). Molekularna celična biologija. Macmillan.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.