ENDOCITOZA: VRSTE IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Endocitoza vključuje procese, ki omogočajo učinkovito vnos različnih snovi v celico struktura celična membrana je precej strog nadzor, tako vhod in izhod, različne zunajceličnih in citoplazme materiala, vključno z materiali. Skupaj z drugimi postopki, kot sta preprosta difuzija in osmoza, celica integrira material, ki je potreben za pravilno delovanje celic.

Med postopkom endocitoze vstopijo molekule velike molekularne velikosti, delci in celo zmesi v raztopini. Do tega pride zaradi invaginacij ali vrečk, ki izvirajo iz membrane in v citoplazmo vstopijo v obliki veziklov, kjer jih bodo predelali celični prebavni stroji.

Vir: Mariana Ruiz Villarreal izpeljano delo: Gregor_0492

Proces endocitoze (vstop materiala v celico), pa tudi eksocitoza (proces zapusta materiala iz celice) sta pri evkariontskih organizmih izključna.

Evkariontska celica ima velike energijske potrebe, saj je večja (v povprečju 1000-krat večja) kot kateri koli prokariotski organizem. Prav zaradi tega evkariontska celica potrebuje mehanizme, ki omogočajo vstop materialov, tako da se v njej pojavi veliko različnih biosintetskih reakcij.

Vrste in njihove značilnosti

Skozi proces endocitoze celica vzdržuje učinkovito izmenjavo z zunanjim okoljem.

Med tem celičnim mehanizmom lahko v celico vstopijo precej raznoliki materiali; tako se lahko postopek endocitoze razlikuje glede na naravo materiala, ki ga celica zajame in če v tem procesu obstajajo mediatorji.

Tisti procesi, pri katerih celica iz plazemske membrane obsega velike delce, se imenujejo fagocitoza. Podobno lahko celica zajema tudi molekule in druge raztopljene snovi, ki to vrsto endocitoze imenujejo "pinocitoza."

Poleg teh procesov lahko material, ki vstopi v celico, predhodno izberemo v specializiranih območjih plazemske membrane. V tem primeru endocitozo posredujejo receptorji in material, ki vstopi v celico, je povezan s temi receptorji, da se v posebnih mehurčkih prenese v notranjost celice.

Vse evkariontske celice absorbirajo tekočino in topila skozi pinocitozo, vendar le nekaj specializiranih celic izvede postopek fagocitoze, kot bomo videli kasneje.

-Fagocitoza

Fagocitoza

Fagocitoza je specializirana oblika endocitoze. V tej priložnosti se z invazijami celične membrane zaužijejo veliki delci ali molekule, ki vključujejo odpadne snovi, mikroorganizme in druge celice. Zaradi narave tega procesa je predlagano kot celično delovanje "prehranjevanja".

Kako pride do fagocitoze?

Delci, za katere je znano, da jih "zaužijejo", se vežejo na (specializirane) receptorje, ki jih prepoznajo na celični površini. Ti receptorji večinoma prepoznajo ostanke N-acetilglukozamida, manozo, poleg številnih drugih beljakovin, ki sprožijo razširitev psevdopodov, ki delce obdajajo in ga zajamejo.

Gibanje teh psevdopodij je določeno predvsem z delovanjem aktinskih in miozinskih filamentov na površini celice.

Ko so zajeti v celični membrani, vstopijo v citosol v obliki velikih veziklov, imenovanih fagosomi. Te se bodo vezale na lizosome (celični organeli, ki vsebuje najrazličnejše prebavne encime) in tvorijo vakuolo za predelavo, razgradnjo in razgradnjo materiala, ki se imenuje fagolizom.

Fagolizosomi so lahko precej veliki in raznoliki, saj njihova velikost in oblika določata količino materiala, ki se prebavi.

Znotraj te prebavne vakuole encimska aktivnost ustvari veliko količino esencialnih izdelkov, ki jih bo celica lahko uporabljala kot vir energije.

-Pinocitoza

Prehrana Protozoe. Pinocitoza. Slika: Jacek FH (izhaja iz Mariana Ruiz Villarreal). Vzeto in urejeno s https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg.

V nasprotju z zgoraj opisanim postopkom je pinocitoza postopek, v katerem se drobni delci nenehno zaužijejo, ki so v večini primerov topni. Tu celica pogoltne majhne količine materiala s tvorbo membranskih veziklov, ki se sprostijo v citoplazmo.

Proces pinocitoze v osnovi velja za celično delovanje "pitja", saj je večina materiala, ki vstopi v celico, tekoč.

Kako nastane pinocitoza?

Pinocitoza se lahko pojavi na dva načina; na "tekoč ali preprost" način ali na "absorbirajoč" način.

Obe vrsti pinocitoze se razlikujeta glede na to, kako se snovi v raztopini ali majhni delci ponotranjijo. Pri tekoči pinocitozi snovi v raztopini vstopijo v celico kot funkcijski koncentracijski gradient z zunajceličnim medijem in je odvisen od hitrosti tvorbe pinocitnih veziklov v celični membrani.

Absorptivna pinocitoza je učinkovitejši postopek, vhodna količina topljenih snovi v citoplazmo je 100 do 1000-krat večja, kot če jo izvajamo s tekočinsko pinocitozo, ki predstavlja poseben postopek endocitoze, ki jo posreduje receptor.

-Receptorno posredovana endocitoza

Endocitoza, posredovana z receptorji, je specializiran postopek pinocitoze in najbolje preučen postopek celične endocitoze. Na tej točki snovi, ki vstopijo v citosol, na izbran način vstopijo v citosol s sodelovanjem posebnih receptorjev, ki se nahajajo v večji koncentraciji v majhnih sektorjih plazemske membrane.

Molekule se pogosto vnaprej povežejo z receptorji, ki jih najdemo v zvitjih celične površine, imenovanih "depresije, prevlečene s katrinom." Te depresije vsebujejo v nekaterih primerih več kot 20 receptorjev, vsak posebej za določeno makromolekula.

Vezikli, ki nastanejo v teh specializiranih predelih membrane, bodo prevlečeni s proteinom klatrina in bodo vključeni, ko se vezikul sprosti v citoplazmi, membranski receptorji (različne vrste le-teh) in bodo tudi internalizirali majhne količine zunajcelične tekočine .

Nasprotno pri pinocitozi s tekočino material, ki vstopi v celico, ni izbran in vezikli, ki so nastali v celični membrani, ne vsebujejo klatrinske prevleke, temveč pogosteje beljakovine, kot je kavelolin. Ta proces imenujemo tudi klatrin neodvisna endocitoza.

Obstaja tudi nekaj večjih vakuolov, ki v raztopino v celico vstopijo material v raztopini, imenovan "makropinocitoza". Med tem postopkom ni materialne selektivnosti.

Lastnosti

Endocitoza ima v celici najrazličnejše funkcije, vendar se te razlikujejo, če gre za enocelične ali večcelične organizme ali vrsto potreb, ki jih ima celica v določenem času.

Funkcije fagocitoze

Postopek se lahko šteje za primarni postopek hranjenja ali način obrambe in odstranjevanja odpadkov. V protozojih in nižjih metazojskih organizmih (npr. Amebe) je fagocitoza mehanizem zajemanja delcev hrane, ne glede na to, ali gre za odpadne snovi, bakterije ali druge protozoe.

Ti organizmi zaznajo material, ki ga zaužijejo prek membranskih receptorjev in ga zajamejo z membranskimi izboklinami, tako da tvorijo velik mehurček, ki bo predelan znotraj organizma.

Po drugi strani pa v večini organizmov fagocitoza izpolnjuje druge funkcije, razen celične prehrane. V tem primeru fagocitozo uporabljajo specializirane celice, imenovane "profesionalni" fagociti, ki bodo iz obrambnega mehanizma izločile tako odpadne snovi kot vdorne snovi iz telesa.

Funkcije pinocitoze

Funkcija pinocitoze je v bistvu vključitev materiala v raztopini v celico. Absorbirani topili in presnovki so namenjeni celični presnovi in ​​se uporabljajo tudi pri sintezi več beljakovin, ki so zelo pomembne za delovanje organizma.

Po drugi strani lahko vhodni material izberemo tako, da zagotovi energijo iz prve roke za celični metabolizem.

Primeri

Endocitoza se pojavlja na različnih lestvicah znotraj evkariontskih organizmov. Tu bomo omenili nekaj izjemnih primerov:

Fagocitoza

Pri sesalcih in drugih vretenčarjih obstaja več razredov celic, ki so del krvnega tkiva, ki se skupaj imenujejo bele krvne celice. Te celice delujejo kot profesionalni fagociti, kar pomeni, da so specializirane celice, ki golijo material.

Makrofagi, limfociti in nevtrofilci (levkociti) so odgovorni za odstranjevanje in zaužitje nalezljivih mikroorganizmov iz telesa.

Fagociti v krvi na splošno najbolje delujejo, kadar lahko patogen ujamejo na površino, kot je stena krvne žile ali fibrinski strdek.

Te celice sodelujejo v specifičnih in nespecifičnih imunskih funkcijah, obstajajo celo fagociti, specializirani za predstavitev antigenov, ki sprožijo imunski odziv

Poleg tega so makrofagi "v glavnem" odgovorni za zajezitev in odstranjevanje približno 10 ¹¹ rdečih krvnih celic iz krvi ter drugih starih celic in odpadnih snovi za vzdrževanje procesa nenehne obnove celic. Skupaj z limfociti delujejo pri uničevanju večine patogenov v telesu.

Pinocitoza

Proces pinocitoze je običajno precej učinkovit pri vključevanju zunajceličnega materiala. Pri absorpcijski pinocitozi lahko receptorji, ki se nahajajo na membranskih foslih obloženih s katrinom, prepoznajo rastne dejavnike, različne hormone, nosilne beljakovine, pa tudi lipoproteine ​​in druge proteine.

Klasičen primer tega procesa je zajem holesterola iz receptorjev na membrani. Holesterol se v krvni obtok prenaša v obliki lipoproteinov, najpogosteje se jih mobilizira LDC ali lipoproteini z nizko gostoto.

Vendar pa se v tem procesu zajame tudi veliko različnih presnovkov, kot so vitamin B12 in celo železo, materiali, ki jih celica ne more ponotranjiti z aktivnimi transportnimi procesi. Oba določata presnovke v sintezi hemoglobina, beljakovine, specializirane za transport kisika v krvi.

Po drugi strani se material tudi v tekočino pinocitozo učinkovito vgradi v celico. V endotelijskih celicah krvnih žil vezikule prenašajo veliko količino topljencev in tekočin iz krvnega obtoka v medcelični prostor.

Endocitoza, "obsežen proces"

Endocitoza je zelo pogost proces v evkariontskih celicah, pri katerem se material vgradi tako v raztopino kot v obliki makromolekule in celo celih celic in mikroorganizmov.

V primeru endocitoze, ki jo posreduje receptor, depresije obložene s katrinom zavzemajo približno 2% celotne površine celične membrane. Vsaka od teh depresij ima razpolovno dobo dveh minut, zaradi česar se celotna celična membrana ponotrani v obdobju med 1 in 2 uro.

To pomeni, da se v povprečju vsako minuto internalizira 3 do 5% membrane, kar nam daje predstavo o obsegu procesa in o nenehnem obnavljanju, ki ga podleži celična membrana.

Makrofagi, ki so prisotni v krvnem tkivu, na primer "zajamejo" do 35% svojega citoplazemskega volumna v približno eni uri, 3% plazemske membrane vsako minuto in 100% v približno pol ure.

Pomanjkljivost endocitoze

Čeprav gre za nujen postopek za celično prehrano, absorpcijo odpadnih snovi in ​​zajemanje zunanjih mikroorganizmov, med postopki, kot je endocitoza, ki jih posreduje receptor, v celico vstopi veliko virusov in patogenov. Gripa in HIV sledita tej poti kot neposreden način za vstop v celico.

Kaj se zgodi po endocitozi?

Vezikle, ki se sprostijo v citoplazmo, in material, ki ga zajema, predelajo lizosomi. V lizosomih je močna encimska baterija, kjer snovi, prisotne v mehurčkih, razgradijo na uporabne produkte s celičnim metabolizmom.

Vendar se v procesu razgradnje pridobivajo različne komponente plazemske membrane. Specifični receptorji depresije, prevlečeni s katrinom in drugimi materiali, kot so različni membranski proteini, se pošljejo v Golgijev aparat ali na celično površino, da se vanj ponovno vključijo v vezikle za recikliranje.

Ta postopek recikliranja je zelo priročen in poteka z isto hitrostjo, s katero se tvorijo vezikli, saj celična membrana vsako uro sintetizira le 5% njene površine.

Reference

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Hitri pregled mikrobiologija. 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). Bistvena celična biologija. New York: Garland Science. 2. izdaja
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Biologija mikroorganizmov. Pearsonova vzgoja.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Celica. (str. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrirana načela zoologije. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Celična in molekularna biologija. Mehika. Uredništvo Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Barvni atlas citologije in histologije (11. izd.) Madrid, Španija: Uredništvo Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Mehanizem receptorjsko posredovane endocitoze. J. Biochem. 202: 689-699.