ENDOCITÓZIS: TÍPUSOK ÉS JELLEMZŐIK, FUNKCIÓK, PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

Az endocitózis olyan folyamatokat foglal magában, amelyek lehetővé teszik a különféle anyagok hatékony bejutását a sejtbe. A sejtmembrán szerkezete meglehetősen szigorúan szabályozza mind bemeneti, mind kimeneti különféle extracelluláris és citoplazmatikus anyagokat, ideértve az anyagokat. Más folyamatokkal, például az egyszerű diffúzióval és az ozmózissal együtt a sejt integrálja a megfelelő sejtműködéshez szükséges anyagot.

Az endocitózis folyamatának bekövetkeztével nagy molekulatömegű molekulák, részecskék és akár oldatban lévő keverékek is belépnek. Ez a membránból származó invaginációkból vagy zsákokból származik, amelyek vezikulák formájában lépnek be a citoplazmába, ahol ezeket a sejt emésztőrendszer dolgozza fel.

Forrás: Mariana Ruiz A Villarreal származékos munkája: Gregor_0492

Az endocitózis (a sejtbe jutó anyag), valamint az exocitózis (a sejtből távozó anyag) folyamata kizárólagos az eukarióta szervezetekben.

Az eukarióta sejtnek nagy energiaigénye van, mivel nagyobb (átlagosan 1000-szer nagyobb), mint bármelyik prokarióta szervezet. Ez az oka annak, hogy az eukarióta sejteknek olyan mechanizmusokra van szükségük, amelyek lehetővé teszik az anyagok bejutását, hogy a bioszintetikus reakciók nagyon sokféle változata bekövetkezzen benne.

Típusok és jellemzőik

Az endocitózis folyamatán keresztül a sejt fenntartja a hatékony környezetet.

Ezen celluláris mechanizmus alatt nagyon sokféle anyag léphet be a cellába; így az endocitózis folyamata változhat az anyag természetétől függően, amelyet a sejt elnyel, és hogy vannak-e mediátorok a folyamatban.

Azokat a folyamatokat, amelyekben a plazmamembránból származó sejt nagy részecskéket foglal magában, fagocitózisnak nevezzük. Hasonlóképpen, a sejt molekulákat és más oldott anyagokat is felölelhet, ezeket az endocitózis típusokat "pinocytosis" -nak nevezik.

Ezen eljárásokon kívül a sejtekbe belépő anyag korábban kiválasztható a plazmamembrán speciális régióiban. Ebben az esetben az endocitózist a receptorok közvetítik, és a sejtekbe belépő anyag ehhez a receptorhoz kapcsolódik, hogy a sejt belsejébe kerüljenek speciális vezikulákban.

Az összes eukarióta sejt felszívja a folyadékokat és az oldott anyagokat pinocitózissal, azonban csak néhány speciális sejt hajtja végre a fagocitózis folyamatát, amint később meglátjuk.

-Phagocytosis

fagocitózis

A fagocitózis az endocitózis speciális formája. Ezzel a lehetőséggel nagy részecskéket vagy molekulákat, amelyek magukban foglalják a hulladék anyagokat, mikroorganizmusokat és más sejteket, a sejtmembrán invaginációja révén veszik be. Ennek a folyamatnak a jellege miatt az „étkezés” celluláris hatásaként javasolják.

Hogyan történik a fagocitózis?

A "fogyasztottnak" tekintett részecskék kötődnek a (speciális) receptorokhoz, amelyek felismerik őket a sejt felszínén. Ezek a receptorok elsősorban az N-acetil-glükozamid-maradékokat, a mannózt, sok más fehérje mellett is felismerik, amelyek kiváltják a részecskét körülvevő és állandósító ál állatok kiterjedését.

Ezen ál állatok mozgását elsősorban az aktin és a miozin filamentumok a sejt felületén történő hatása határozza meg.

Miután elfogták a sejtmembránon, belépnek a citoszolba nagy vezikulák formájában, úgynevezett fagoszómák. Ezek kötődnek egy lizoszómához (egy sejtes organellához, amely nagyon sok emésztési enzimet tartalmaz), és vákuumot képeznek a fagolizoszómának nevezett anyag feldolgozására, lebontására és lebomlására.

A fagolizoszómák lehetnek elég nagyok és heterogének, mivel méretüket és alakjukat az emészthető anyag mennyisége határozza meg.

Ezen emésztő vákuumban az enzimatikus aktivitás nagy mennyiségű alapvető terméket hoz létre, amelyeket a sejt energiaforrásként fog felhasználni.

-Pinocytosis

A protozoa táplálkozása. Pinocitózisa. Kép: Jacek FH (Mariana Ruiz Villarreal származéka). Felvétel és szerkesztés a https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg oldalról.

A fentebb ismertetett eljárással ellentétben a pinocytosis olyan folyamat, amelynek során folyamatosan lenyelik a kis részecskéket, amelyek a legtöbb esetben oldható formában vannak. Itt a sejt kis mennyiségű anyagot elnyel a membrán vezikulák kialakulásával, amelyek felszabadulnak a citoplazmába.

A pinocytosis folyamatát alapvetően az „ivás” celluláris hatásának tekintik, mivel a sejtbe jutó anyag nagy része folyékony.

Hogyan történik a pinocytosis?

A pinocytosis kétféle módon fordulhat elő; „folyékony vagy egyszerű” vagy „abszorbeáló” módon.

A pinocytosis mindkét típusa attól függ, hogy az oldatban lévő anyagok vagy a kis részecskék hogyan kerülnek internalizálásra. Folyékony pinocitózis esetén az oldatban levő anyagok az extracelluláris tápközeg koncentrációgradiensének függvényében kerülnek a sejtekbe, és ez viszont attól függ, hogy a pinocytic hólyagok milyen mértékben képesek kialakulni a sejtmembránban.

Az abszorpciós pinocytosis hatékonyabb folyamat, az oldott anyag bejutási sebessége a citoplazmában 100-1000-szer nagyobb, mint amikor folyékony pinocytosisban hajtják végre, ami a receptor által közvetített endocytosis speciális folyamatát képezi.

-Receptor által közvetített endocytosis

A receptor-mediált endocytosis egy speciális pinocytosis folyamat, és a celluláris endocytosis folyamatok közül a legjobban tanulmányozott. Ezen a ponton a citoszolba belépő anyagok kiválasztott módon lépnek be a citoszolba olyan specifikus receptorok részvételével, amelyek nagyobb koncentrációban találhatók a plazmamembrán kis részeiben.

A molekulák gyakran előre kapcsolódnak olyan receptorokhoz, amelyek a sejtfelület konvolúcióiban találhatók, az úgynevezett "clathrin-bevonatú depressziónak". Ezek a depressziók bizonyos esetekben több mint 20 receptort tartalmaznak, amelyek mindegyike egy adott makromolekulára jellemző.

A membrán ezen speciális régióiban képződött vezikulumok be vannak burkolva a clathrin fehérjével, és magukban foglalják a membrán receptorokat (különféle típusúak), amint a vezikulum a citoplazmában felszabadul, valamint kis mennyiségű extracelluláris folyadékot internalizálnak..

Ezzel szemben a folyékony pinocitózisban a sejtekbe belépő anyagot nem választják ki, és a sejtmembránban képződött vezikulumok nem tartalmaznak clathrin bevonatot, hanem gyakrabban olyan fehérjék, mint a caveolin által. Ezt a folyamatot clathrin-független endocitózisnak is nevezik.

Vannak néhány nagyobb vákuum is, amelyek az oldott anyagot juttatják a sejtekbe egy "makropinocitózisnak" nevezett eljárás során. E folyamat során nincs anyag szelektivitás.

Jellemzők

Az endocitózisnak a sejtben sokféle funkciója van, azonban ezek változnak, ha egysejtű vagy többsejtű organizmusok, vagy azok a követelmények jellege, amelyek a sejtnek egy adott időben fennállnak.

Phagocytosis funkciók

A folyamat elsődleges takarmányozási folyamatnak vagy védelmi és hulladékártalmatlanítási módszernek tekinthető. A protozoákban és az alacsonyabb szintű metazoán szervezetekben (pl. Amebák) a fagocitózis mechanizmus az élelmiszer-részecskék befogására, függetlenül attól, hogy hulladékanyagok, baktériumok vagy más protozoák.

Ezek az organizmusok felismerik a membránreceptorokon keresztül felszívódó anyagot, és membránkiütésgel borítják azt, és egy nagy vezikulát képeznek, amelyet a szervezetben dolgoznak fel.

Másrészt, a legtöbb szervezetben a fagocitózis a sejtek táplálkozásától eltérő funkciókat is ellát. Ebben az esetben a fagocitózist a "professzionális" fagocitáknak nevezett speciális sejtek használják, amelyek védelmi mechanizmusként mind a hulladékanyagokat, mind az inváziós ágenseket eltávolítják a testből.

A pinocytosis funkciói

A pinocytosis célja alapvetõen az oldatban lévõ anyag bevonása a sejtbe. Az abszorbeált oldott anyagok és metabolitok a sejtek anyagcseréjére irányulnak, és számos olyan fehérje szintézisében is felhasználhatók, amelyek a szervezet működése szempontjából nagy jelentőséggel bírnak.

Másrészt, a bejövő anyag megválasztható úgy, hogy első kézből nyújtson energiát a sejtek anyagcseréjéhez.

Példák

Az endocitózis az eukarióta szervezetekben különféle léptékűek. Itt említünk néhány kiváló példát:

fagocitózis

Az emlősökben és más gerinces állatokban számos olyan sejtosztály létezik, amelyek együtt vannak a vérszövetnek, úgynevezett fehérvérsejteknek. Ezek a sejtek úgy viselkednek, mint a professzionális fagociták, ami azt jelenti, hogy speciális sejtek az anyag felszaporodásában.

A makrofágok, a limfociták és a neutrofilek (leukociták) felelősek a fertőző mikroorganizmusok eltávolításáért és bejuttatásáért a testből.

A vér fagocitái általában akkor működnek a legjobban, ha csapdába ejtik a kórokozót egy felületen, például egy erek falán vagy egy fibrinrögön.

Ezek a sejtek részt vesznek a specifikus és nem specifikus immunfunkciókban, vannak olyan fagociták is, amelyek antigének bemutatására szakosodtak, hogy kiváltják az immunválaszt

Ezen túlmenően a "főként" makrofágok felelősek mintegy 10 ¹¹ vörösvérsejt, valamint egyéb régi sejtek és hulladékanyagok felszívásáért és eltávolításáért a vérből a folyamatos sejtmegújulási folyamat fenntartása érdekében. A limfocitákkal együtt a test legtöbb kórokozójának megsemmisítésében működnek.

pinocitózisa

A pinocytosisos eljárás általában elég hatékony az extracelluláris anyag beépítésében. Az abszorpciós pinocitózis során a clathrin-bevonatú membrán fossa vezikulákon található receptorok felismerik a növekedési faktorokat, a különféle hormonokat, a hordozófehérjéket, valamint a lipoproteineket és más fehérjéket.

Ennek a folyamatnak a klasszikus példája a koleszterin elfogása a membránon lévő receptorokból. A koleszterint lipoproteinek formájában szállítják a véráramba, a leggyakrabban mobilizáltak az LDC vagy az alacsony sűrűségű lipoproteinek.

Ugyanakkor a metabolitok sokféleségét is befogják a folyamatba, például B12-vitamint és még vasat is, olyan anyagokat, amelyeket a sejt nem képes internalizálni aktív szállítási folyamatok révén. Mindkettő meghatározza a metabolitokat a hemoglobin szintézisében, amely fehérje a vér oxigén szállítására szakosodott.

Másrészt az anyag hatékonyan integrálódik a sejtekbe, folyékony pinocytosis révén. Az erek endotélsejtjeiben a vezikulák nagy mennyiségű oldott anyagot és folyadékot szállítanak a véráramból az intracelluláris térbe.

Endocitózis, "nagyszabású folyamat"

Az endocitózis nagyon gyakori folyamat az eukarióta sejtekben, amikor az anyag oldatban és makromolekulák formájában, sőt egész sejtek és mikroorganizmusok formájában van integrálva.

Receptor-közvetített endocytosis esetén a clathrin-bevonatú depressziók a sejtmembrán teljes felületének körülbelül 2% -át foglalják el. Ezen depressziók mindegyikének felezési ideje két perc, ami az egész sejtmembrán 1 és 2 óra közötti internalizálódását okozza.

Ez azt jelenti, hogy a membrán átlagosan percenként 3-5% -át internalizálják, ami képet ad a folyamat nagyságáról és a sejtmembrán folyamatos megújulásáról.

Például a vérszövetben található makrofágok kb. Egy órán belül citoplazmatikus térfogatának 35% -át, percenként a plazmamembrán 3% -át, körülbelül fél óra alatt pedig 100% -át elnyelik.

Az endocitózis hátránya

Noha ez a sejttáplálás alapvető folyamata, a hulladékanyagok felszívódása és a külső mikroorganizmusok elfogása, olyan folyamatok során, mint például a receptor által közvetített endocitózis, sok vírus és kórokozó bekerül a sejtbe. Az influenza és a HIV ezt a módot követi, mint a sejtbe jutás közvetlen módját.

Mi történik az endocitózis után?

A citoplazmában felszabaduló vezikulumokat és az azokat körülvevő anyagot a lizoszómák dolgozzák fel. A lizoszómákban erőteljes enzimatikus elem található, amelyben a vezikulumokban levő anyagok a sejtek metabolizmusa során felhasználható termékekké bomlanak le.

A lebomlás során azonban a plazmamembrán különféle alkotóelemeit visszanyerik. A klatrinnal és más anyagokkal, például különféle membránfehérjékkel bevont depressziók specifikus receptorait a Golgi készülékbe vagy a sejtek felületére továbbítják, hogy azokba újrahasznosítsák a vezikulákat.

Ez az újrahasznosítási eljárás nagyon kényelmes és ugyanolyan sebességgel zajlik, amellyel a vezikulák képződnek, mivel a sejtmembrán óránként csak felületének 5% -át szintetizálja.

Irodalom

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Quick Review Microbiology. Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. és Walter, P. (2004). Alapvető sejtbiológia. New York: Garland Science. 2. kiadás
3. Madigan, MT, Martinko, JM és Parker, J. (2004). Brook: A mikroorganizmusok biológiája. Pearson oktatás.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). A sejt. (397-402. oldal). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. és Eisenhour, DJ (2008). Az állattan integrált alapelvei. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J és H. Merchand Larios. (2003). Sejtes és molekuláris biológia. Mexikó. Szerkesztői Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Citológia és szövettan színes atlasz (11. kiadás), Madrid, Spanyolország: Szerkesztő Médica Panamericana.
8. Smythe, E. és Warren, G. (1991). A receptor által közvetített endocitózis mechanizmusa. Eur. J. Biochem. 202: 689-699.