ENDOCITOZA POSREDOVANA RECEPTORIMA: POSTUPAK I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Receptor - endocitoza je stanični fenomen koji sadrži kontrolirane molekule specifične unutar ulaska u stanicu. Materijal koji se unosi postupno je okružen malim dijelom plazma membrane dok se cijela tvar ne prekriva. Tada se ta vezikula odvaja u stanicu unutrašnjosti.

Receptori koji sudjeluju u ovom procesu nalaze se na staničnoj površini u područjima koja nazivaju "depresije obložene klatrinom".

Izvor: Alejandro Porto

Ova vrsta endocitoze daje stanici mehanizam da razlikuje tvari koje ulaze. Uz to, povećava učinkovitost postupka u usporedbi s nediskriminatornom endocitozom.

Suprotan koncept endocitoze je egzocitoza i uključuje puštanje molekula u vanjsko okruženje stanica.

Što je endocitoza?

Eukariotske stanice imaju sposobnost hvatanja molekula iz izvanćelijskog okruženja i uključuju ih iznutra kroz proces zvan endocitoza. Izraz se pripisuje istraživaču Christianu deDuveu. Predloženo je 1963. godine i uključivalo je unošenje širokog spektra molekula.

Pojava se događa na sljedeći način: molekula ili materijal koji treba unijeti okružen je dijelom citoplazmatske membrane koji se naknadno infinira. Tako nastaje vezikula koja sadrži molekulu.

Klasifikacija

Ovisno o vrsti materijala koji ulazi, postupak endocitoze razvrstava se u fagocitozu i pinocitozu.

Prva, fagocitoza, sastoji se od djelovanja gutanja čvrstih čestica. To uključuje velike čestice poput bakterija, ostalih netaknutih stanica ili krhotina iz drugih stanica. Suprotno tome, izraz pinocitoza korišten za opisivanje gutanja tekućine.

Što je receptorski posredovana endocitoza?

Endokitoza posredovana receptorima je stanični fenomen koji karakterizira ulazak molekula u stanicu na selektivan i kontroliran način. Molekule za ulazak su specifične.

Kao što naziv postupka govori, molekula koju treba unijeti prepoznaje niz receptora smještenih na površini stanice. Međutim, ti se receptori ne nalaze nasumično u membrani. Suprotno tome, njegov fizički položaj je vrlo specifičan u područjima koja se nazivaju „udubljenja obložena klatrinom“.

Depresije formiraju invagaciju iz membrane, što dovodi do stvaranja klatrina obloženih vezikula koji sadrže receptore i njihove vezane makromolekule. Makromolekula koja se veže za receptor naziva se ligandom.

Nakon formiranja malih klatrinskih vezikula, potonji se spajaju sa strukturama koje se nazivaju rani endosomi. U ovom se koraku sadržaj unutrašnjosti klatrinog vezikula distribuira u različita područja. Jedan od njih su lizosomi, ili se mogu reciklirati u plazma membrani.

Značajke

Tradicionalni postupci pinocitoze i fagocitoze su nediskriminirajući. Odnosno, vezikule će zarobiti bilo koju molekulu - čvrstu ili tekuću - koja se nalazi u izvanćelijskom prostoru i prevoze u stanicu.

Ekocitoza posredovana receptorima pruža stanici vrlo selektivan mehanizam koji joj omogućava da diskriminira i poveća učinkovitost internalizacije čestica u staničnoj sredini.

Kao što ćemo vidjeti kasnije, postupak omogućava uzimanje vrlo važnih molekula poput kolesterola, vitamina B12 i željeza. Ove posljednje dvije molekule koriste se za sintezu hemoglobina i drugih molekula.

Na žalost, prisutnost receptora koji posreduju endocitozu iskorištava niz virusnih čestica koje ulaze u stanicu - na primjer virus gripe i HIV.

Postupak

Da bismo razumjeli kako se odvija proces endocitoze posredovanog receptorima, koristilo se unošenje kolesterola u stanicama sisavaca.

Kolesterol je lipidna molekula s više funkcija, poput promjene fluidnosti u staničnim membranama i kao prethodnica steroidnih hormona povezanih sa seksualnom funkcijom organizama.

Model endocitoze posredovan receptorima: kolesterol u sisavaca

Kolesterol je visoko netopljiva molekula u vodi. Iz tog razloga, njegov transport se odvija unutar krvotoka u obliku lipoproteinskih čestica. Među najčešćim nalazimo lipoprotein niske gustoće, koji se obično skraćuje kao LDL - akronik iz njegove kratice u engleskom lipoproteinu niske gustoće.

Zahvaljujući istraživanjima koja su provedena u laboratoriju, bilo je moguće zaključiti da ulazak LDL molekule u stanicu dolazi vezanjem na određeni receptor na staničnoj površini smještenom u depresijama prekrivenim klatrinom.

Unutrašnjost endosoma s LDL je kisela, što omogućava disocijaciju molekule LDL i njenog receptora.

Nakon odvajanja, sudbina receptora će se reciklirati u plazmatičnoj membrani, dok LDL nastavlja s transportom sada u lizosomima. Iznutra se LDL hidrolizira specifičnim enzimima, stvarajući kolestarol.

Konačno, kolesterol se oslobađa i stanica ga može uzimati i koristiti ga u raznim zadacima gdje je potreban, poput membrana.

Što se događa kad sustav ne uspije?

Postoji nasljedno stanje koje se naziva porodična hiperkolesterolemija. Jedan od simptoma ove patologije je visoka razina kolesterola. Ovaj poremećaj nastaje zbog nemogućnosti unošenja LDL molekule iz izvanstanične tekućine u stanice. Pacijenti pokazuju male mutacije u receptorima.

Nakon otkrića bolesti, bilo je moguće utvrditi da u zdravim stanicama postoji receptor odgovoran za posredovanje unosa LDL-a, koji se akumulira u specifičnim staničnim depresijama.

U nekim su slučajevima pacijenti uspjeli prepoznati LDL, ali njegovi receptori nisu pronađeni u depresijama s oblozima. Ova činjenica dovela je do prepoznavanja važnosti obloženih depresija u procesu endocitoze.

Endokitoza neovisna o klatrinu

Stanice također imaju putove koji omogućuju provođenje endocitoze bez sudjelovanja klatrina. Između ovih staza izdvajaju se molekule vezane na membrane i tekućine koje se mogu endocitizirati unatoč odsutnosti klatrina.

Molekule koje uđu na taj način prodiru pomoću malih invaginacija koje se nazivaju caveole smještene u plazma membrani.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… i Walter, P. (2013). Bitna stanična biologija. Garland Science.
2. Cooper, GM i Hausman, RE (2007). Stanica: molekularni pristup. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fiziologija životinja. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Stanična i molekularna biologija: koncepti i eksperimenti. John Wiley & Sinovi.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histologija i stanična biologija. Elsevier Brazil.
7. Koolman, J., i Röhm, KH (2005). Biokemija: tekst i atlas. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, Kalifornija, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molekularna stanična biologija. Macmillan.
9. Voet, D., i Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.