FAGOSOM: ZNAČILNOSTI, TVORBA IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2024

Phagosome, znan tudi kot endocytic mehurčka, je vezikularni tvorjen kot invagination na plazemski membrani zaobjeti fagocitna delec ali mikroorganizem. Fagocitoza je edini način prehranjevanja pri nekaterih protitistih in jih v ta namen uporabljajo tudi nekateri nižji metazoji.

Pri večini živali se sicer ohrani fagocitno delovanje nekaterih celic, vendar prenehajo imeti prehransko funkcijo, da postanejo nespecifični zaščitni mehanizem pred patogeni, pa tudi za izločanje odmrlih ali starih celic.

Osnovna ponazoritev fagocitoze. Vzeto in urejeno iz: GrahamColm na angleški Wikipediji.

Fagozom, ki nastane med fagocitozo, se bo nato zlil na lizosom, da bo nastajal fagolizom. Pri tem poteka prebava zaužitega materiala. Na ta način telo lahko zajame in ubije bakterije. Vendar so nekatere od njih sposobne preživeti in celo uspevati znotraj fagosomov.

značilnosti

Da se tvorijo fagosomi, se morajo patogeni ali opsonini vezati na transmembranski receptor, ki se naključno porazdeli na površini fagocitnih celic.

Opsonini so molekule, ki služijo kot oznake, kot so protitelesa, ki se bodo vezivale na patogene in uravnavale proces fagocitoze.

Ker je fagosom oblikovan kot invaginacija plazemske membrane, bo njegova membrana imela enako osnovno sestavo lipidnega dvosloja.

Phagosomi imajo na membrano vezane beljakovine, da se pridobivajo in se zlivajo z lizosomi, da nastanejo zreli fagolizomi

Usposabljanje

Fagocitoza je zaporedni postopek, ki vključuje več stopenj, kot so: hemotaksija, adhezija, endocitoza, tvorba fagosoma, tvorba fagolizoma, zakiselitev fagolizoma, tvorba reaktivnih kisikovih presnovkov, sproščanje prebavljenega materiala, nastanek zaostalo telo in končno eksocitoza.

Endocitoza in fagosom

Endocitoza je mehanizem, s katerim delci ali mikroorganizmi gredo od zunaj v celice. Ta postopek je mogoče optimizirati z opsinizacijo delcev in se na splošno odvija prek receptorjev, ki se nahajajo v predelih membrane s katrinom.

Proces vključuje invaginacijo plazemske membrane, kar povzroči fagocitno vakuolo. Adhezija delcev ali mikroorganizmov na membrano povzroči polimerizacijo aktina in tudi nastanek psevdopodije. Ti psevdopodi bodo obkrožili material, ki ga je treba zaužiti, in se za njim zliti.

Med tem postopkom je pomembno sodelovanje več beljakovin, kot so kinaza C, fosfoinozidna 3-kinaza in fosfolipaza C. Ko se invaginacija konča, se tvori vezikul ali fagosom, ki se loči od membrane in odteče proti znotraj celice.

Fagolizom

Kmalu po tvorbi fagosomov pride do depolimerizacije F-aktina, ki je sprva povezana s fagosomom. Membrana te celice postane dostopna zgodnjim endosomom.

Nato se fagozom pomakne vzdolž mikrotubul citoskeleta, hkrati pa gre skozi vrsto dogodkov fuzije in fisije, v katerih sodelujejo različni proteini, kot so aneksini in GTPaze rap7, rap5 in rap1, GP1.

Zaradi teh dogodkov je fagosomska membrana in njena vsebina zrela in se lahko zlijeta s poznimi endosomi in kasneje z lizosomi, da tvorijo fagolizom.

Hitrost zlivanja fagosomov in lizozomov je odvisna od narave zaužitih delcev, vendar na splošno traja 30 minut. Ta fuzija ne potrebuje nujno, da se membrane popolnoma sestavijo, da se lahko tvori fagolizom.

V nekaterih primerih se stik med fagosomom in lizosomom doseže z ozkimi vodnimi mostovi. Ti mostovi omogočajo le omejeno izmenjavo vsebine obeh struktur.

Preostalo telo

Ko pride do hidrolize delca ali mikroorganizma, se nastale molekule sprostijo v citosol celice in odpadni material ostane v notranjosti vezikla, ki postane ostankov telesa.

Kasneje se bo ta odpadna snov sprostila zunaj celice s postopkom, imenovanim eksocitoza.

Lastnosti

Odprava patogenov

Phagosomi, znani kot makrofagi in nevtrofili, se imenujejo profesionalni fagociti in so celice, ki so odgovorne za večino zajemanja in izločanja patogenov. Ti dve vrsti celic imata različne metode razgradnje bakterij.

Nevtrofili proizvajajo strupeni kisik, pa tudi klor derivate za ubijanje bakterij, pa tudi z uporabo proteaz in protimikrobnih peptidov. Makrofagi pa so bolj odvisni od zakisanosti fagolizomov, pa tudi od uporabe proteolitičnih in glikolitičnih encimov za uničenje patogenov.

Vnetje

Proces tvorjenja fagosomov je povezan z vnetnimi procesi s pomočjo skupnih signalnih molekul. Na primer, kinaza PI-3 in fosfolipaza C sodelujeta pri tvorbi fagosomov in sta tudi pomembna sestavina prirojenega imunskega odziva.

Ti proteini inducirajo proizvodnjo protivnetnih citokinov v strogo reguliranem postopku, katerega vnetni odziv bo odvisen od vrste delcev, ki so zajeti v fagosomu.

Predstavitev antigenov

Nezrele dendritične celice so sposobne fagocitoze patogenih elementov. Fagosomi teh celic samo delno razgradijo fagocitozne patogene.

Kot rezultat delne razgradnje nastanejo beljakovinski delci ustrezne velikosti za specifično prepoznavanje bakterij. Ti fragmenti so usmerjeni v glavni kompleks histokompatibilnosti in se uporabljajo za aktiviranje T celic za imunski odziv.

Prehrana

Številni protetiki uporabljajo fagocitozo kot mehanizem hranjenja. V nekaterih primerih je to celo njihov edini mehanizem za pridobivanje hranil. V teh primerih je čas med zaužitjem delca hrane in prebavo znotraj fagosoma veliko krajši od tistega, ki ga uporabljajo profesionalni fagociti.

Faze fagocitoze v Amebi. Vzeto in urejeno iz: Miklos.

Izločanje celic

Phagosomi so odgovorni za izločanje starih in apoptotičnih celic kot mehanizma za doseganje homeostaze tkiv. Na primer, rdeče krvne celice imajo eno najvišjih hitrosti prometa v telesu. Tako staroskočni eritrociti fagocitozirajo makrofage, ki se nahajajo v jetrih in vranici.

Reference

1. G. Karp (2008). Celična in molekularna biologija. Koncepti in poskusi. 5. izdaja John Wiley & Sons, Inc.
2. SL Wolfe (1977). Celična biologija. Ediciones Omega, SA
3. O. Rojas-Espinosa in P. Arce-Paredes (2003). Fagocitoza: mehanizmi in posledice. Prvi del. Biokemija.
4. O. Rojas-Espinosa in P. Arce-Paredes (2004). Fagocitoza: mehanizmi in posledice. Drugi del. Biokemija.
5. O. Rojas-Espinosa in P. Arce-Paredes (2004). Fagocitoza: mehanizmi in posledice. Tretji del. Biokemija.
6. Fagozom. Na Wikipediji. Pridobljeno s strani en.wilipedia.org
7. Fagosom: Kaj je to? Oblikovanje, struktura, delovanje, postopek dozorevanja in bakterijska manipulacija. Pozdravljeno na spletnem mestu arrivalbasalud.com