ENDOKITOZA: VRSTE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE, PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2025

Endocitoza uključuje postupke koji omogućuju djelotvornu unos različitih materijala u stanicu struktura stanične membrane je vrlo stroga kontrola, i ulaz i izlaz, razne ekstracelularne i citoplazmatske materijala, uključujući materijale. Zajedno s drugim procesima kao što su jednostavna difuzija i osmoza, stanica integrira materijal potreban za pravilno funkcioniranje stanica.

Kako se odvija proces endocitoze, ulaze molekule velike molekularne veličine, čestice, pa čak i smjese u otopini. To se događa od invaginacija ili vrećica koje potječu iz membrane i ulaze u citoplazmu u obliku vezikula gdje će ih procesuirati stanični probavni stroj.

Izvor: Mariana Ruiz Villarreal izvedenica: Gregor_0492

Proces endocitoze (ulazak materijala u stanicu), kao i egzocitoza (proces napuštanja materijala iz stanice), isključivi su u eukariotskim organizmima.

Eukariotska stanica ima velike energetske potrebe, jer je veća (u prosjeku 1000 puta veća) od bilo kojeg prokariotskog organizma. Upravo iz tog razloga eukariotskoj ćeliji trebaju mehanizmi koji omogućuju ulazak materijala tako da se u njoj događa velika raznolikost biosintetskih reakcija.

Vrste i njihove karakteristike

Kroz proces endocitoze stanica održava učinkovitu razmjenu s vanjskim okruženjem.

Tijekom ovog staničnog mehanizma, u ćeliju mogu ući prilično raznoliki materijali; prema tome, postupak endocitoze može varirati ovisno o prirodi materijala koji stanica zahvata i ako u tom procesu postoje posrednici.

Oni procesi u kojima stanica iz plazma membrane obuhvaća velike čestice nazivaju se fagocitoza. Slično tome, stanica također može obuhvaćati molekule i druge otopljene tvari, nazivajući ovu vrstu endocitoze "pinocitozom".

Uz ove procese, materijal koji ulazi u stanicu može se prethodno odabrati u specijaliziranim područjima plazma membrane. U ovom slučaju, endocitoza je posredovana receptorima, a materijal koji ulazi u stanicu vezan je s tim receptorima da bi se u posebnim mjehurićima prenio u unutrašnjost stanice.

Sve eukariotske stanice apsorbiraju tekućinu i otapala kroz pinocitozu, međutim, samo nekoliko specijaliziranih stanica provodi proces fagocitoze, kao što ćemo vidjeti kasnije.

-Phagocytosis

fagocitoza

Fagocitoza je specijalizirani oblik endocitoze. U ovoj se mogućnosti velike čestice ili molekule, koje uključuju otpadne tvari, mikroorganizmi i druge stanice, gutaju invazijama stanične membrane. Zbog prirode ovog procesa predlaže se kao stanično djelovanje "jedenja".

Kako nastaje fagocitoza?

Čestice za koje je prepoznato da ih "troše" vežu se za (specijalizirane) receptore koji ih prepoznaju na staničnoj površini. Ovi receptori uglavnom prepoznaju ostatke N-acetilglukozamida, manozu, pored mnogih drugih proteina, koji pokreću širenje pseudopoda koji okružuju česticu i zahvaćaju je.

Kretanje ovih pseudopodija uglavnom je određeno djelovanjem aktinskih i miozinskih filamenata na staničnoj površini.

Jednom zarobljeni u staničnoj membrani ulaze u citosol u obliku velikih vezikula koji se nazivaju fagosomi. Oni će se vezati za lizosom (staničnu organelu koja sadrži širok izbor probavnih enzima) i formirat će vakuolu za obradu, razgradnju i razgradnju materijala koji se naziva fagolizom.

Fagolizosomi mogu biti prilično veliki i heterogeni jer se njihova veličina i oblik određuju količinom materijala koji se kopa.

Unutar ove probavne vakuole enzimska aktivnost stvara veliku količinu esencijalnih proizvoda koje će stanica moći koristiti kao izvor energije.

-Pinocytosis

Prehrana protozoa. Pinocitozu. Slika: Jacek FH (izvedeno iz Mariana Ruiz Villarreal). Preuzeto i uređeno sa

Za razliku od gore opisanog postupka, pinocitoza je proces u kojem se male čestice kontinuirano gutaju, a koje su u većini slučajeva topive. Ovdje ćelija prožima male količine materijala s stvaranjem membranskih vezikula koji se oslobađaju u citoplazmi.

Proces pinocitoze u osnovi se smatra staničnim djelovanjem "pijenja", jer je većina materijala koji ulazi u stanicu tečna.

Kako nastaje pinocitoza?

Pinocitoza se može pojaviti na dva načina; na "fluidan ili jednostavan" način ili na "upijajući" način.

Obje vrste pinocitoze razlikuju se ovisno o internalizaciji tvari u otopini ili sitnih čestica. U tekućoj pinocitozi, tvari u otopini ulaze u stanicu kao funkcija gradijenta koncentracije s izvanstaničnim medijem, a to zauzvrat ovisi o brzini kojom se u staničnoj membrani formiraju pinocitni vezikuli.

Apsorptivna pinocitoza je učinkovitiji proces, brzina unosa rastvora u citoplazmu je 100 do 1000 puta veća nego kada se izvodi tekućom pinocitozom, što predstavlja poseban postupak endocitoze posredovane receptorima.

-Endocitoza posredovana receptorima

Endokitoza posredovana receptorima je specijalizirani proces pinocitoze i najbolje proučen u staničnoj endocitozi. U ovom trenutku, tvari koje uđu u citosol izaberu citosol odabranim putem sudjelovanjem specifičnih receptora koji se nalaze u većoj koncentraciji u malim sektorima plazma membrane.

Molekule se često unaprijed povezuju s receptorima koji se nalaze u zglobima stanične površine koji se nazivaju "depresijama prekrivenim klatrinom". Ove depresije sadrže u nekim slučajevima više od 20 receptora, od kojih je svaki specifičan za određenu makromolekulu.

Vezikule formirane u tim specijaliziranim područjima membrane, obložit će se proteinom klatrina i uključivat će se nakon puštanja vezikula u citoplazmu membranskih receptora (različitih vrsta), te će također internalizirati male količine izvanstanične tekućine, Suprotno tome, u tekućoj pinocitozi materijal koji ulazi u ćeliju nije odabran, a vezikule formirane u staničnoj membrani ne sadrže nikakvu prevlaku katrina, već češće od proteina poput kavelolina. Taj se proces naziva i endocitoza neovisna o klatrinu.

Postoje i neke veće vakuole koje unose otopinu u stanicu u procesu poznatom kao "makropinocitoza". Tijekom ovog postupka ne postoji materijalna selektivnost.

Značajke

Endocitoza ima široku paletu funkcija unutar stanice, ali one se razlikuju ako su to jednoćelijski ili višećelijski organizmi ili vrsta zahtjeva koje ova stanica ima u određenom vremenu.

Funkcije fagocitoze

Proces se može smatrati primarnim postupkom hranjenja ili metodom obrane i odlaganja otpada. U organizmima protozoa i nižih metazoja (npr. Amebe) fagocitoza je mehanizam za hvatanje čestica hrane, bilo da su to otpadne tvari, bakterije ili drugi protozoi.

Ti organizmi detektiraju materijal koji se može progutati kroz membranske receptore i obuhvaćaju ih membranskim izbočenjem, tvoreći veliku vezikulu koja će se obrađivati ​​unutar organizma.

S druge strane, u većini organizama fagocitoza ispunjava druge funkcije osim stanične ishrane. U ovom slučaju fagocitozu koriste specijalizirane stanice zvane "profesionalni" fagociti, koji će eliminirati i otpadne tvari i invazivne agense iz tijela kao obrambeni mehanizam.

Funkcije pinocitoze

Funkcija pinocitoze je u osnovi uključivanje materijala u otopini u stanicu. Apsorbirani soluti i metaboliti namijenjeni su staničnom metabolizmu, a koriste se i u sintezi nekoliko proteina od velikog interesa za funkcioniranje organizma.

S druge strane, dolazni materijal može se odabrati tako da osigura energiju iz prve ruke za stanični metabolizam.

Primjeri

Endocitoza se javlja u različitim ljestvicama unutar eukariotskih organizama. Ovdje ćemo spomenuti nekoliko izvanrednih primjera:

fagocitoza

U sisavaca, kao i kod drugih kralježnjaka, postoji nekoliko klasa stanica koje su dio krvnog tkiva koji se zajedno nazivaju bijele krvne stanice. Te stanice djeluju poput profesionalnih fagocita, što znači da su specijalizirane stanice za skupljanje materijala.

Makrofagi, limfociti i neutrofili (leukociti) odgovorni su za uklanjanje i gutanje zaraznih mikroorganizama iz tijela.

Fagociti u krvi općenito najbolje djeluju kada mogu zarobiti patogen na površini, poput zida krvne žile ili fibrinog ugruška.

Te stanice sudjeluju u specifičnim i nespecifičnim imunološkim funkcijama, postoje čak i fagociti specijalizirani za predstavljanje antigena koji aktiviraju imunološki odgovor

Pored navedenog, makrofazi su "uglavnom" odgovorni za upijanje i uklanjanje otprilike 10 ¹¹ crvenih krvnih zrnaca iz krvi, kao i drugih starih stanica i otpadnih tvari, za održavanje procesa kontinuirane obnove stanica. Zajedno s limfocitima djeluju na uništavanje većine patogena u tijelu.

pinocitozu

Proces pinocitoze obično je prilično učinkovit u uključivanju izvanstanične tvari. U apsorpcijskoj pinocitozi receptori smješteni na membranskim fosilima prekrivenim klatrinom mogu prepoznati faktore rasta, razne hormone, proteinske nosače, kao i lipoproteine ​​i druge proteine.

Klasičan primjer ovog postupka je hvatanje kolesterola iz receptora na membrani. Kolesterol se prenosi u krvotok u obliku lipoproteina, od kojih su najčešće mobilizirani LDC ili lipoproteini niske gustoće.

Međutim, u postupak je zarobljena i velika količina metabolita, poput vitamina B12, pa čak i željeza, materijala koji stanica ne može internalizirati aktivnim transportnim procesima. Oba su određivanje metabolita u sintezi hemoglobina, proteina specijaliziranog za transport kisika u krvi.

S druge strane, materijal se također učinkovito integrira u stanicu, pomoću tekuće pinocitoze. U endotelnim stanicama krvnih žila, vezikule prevoze veliku količinu otapala i tekućine iz krvotoka u unutarćelijski prostor.

Endocitoza, "proces velikog obima"

Endocitoza je vrlo čest proces u eukariotskim stanicama, u kojem se materijal integrira i u otopinu i u obliku makromolekula, pa čak i cijelih stanica i mikroorganizama.

U slučaju endocitoze posredovane receptorima, depresije obložene klatrinom zauzimaju oko 2% ukupne površine stanične membrane. Svaka od ovih depresija ima poluživot od dvije minute, zbog čega se cijela stanična membrana internalizira u razdoblju između 1 i 2 sata.

To znači da se prosječno svake minute internalizira 3 do 5% membrane, što nam daje ideju o veličini procesa i kontinuiranoj obnovi kojoj stanična membrana prolazi.

Makrofagi prisutni u krvnom tkivu, na primjer, "zahvataju" do 35% svog citoplazmatskog volumena u oko sat vremena, 3% plazma membrane svake minute i 100% u oko pola sata.

Nedostatak endocitoze

Iako je bitan proces za staničnu ishranu, apsorpciju otpadnih tvari i hvatanje vanjskih mikroorganizama, tijekom procesa poput endocitoze posredovane receptorima, mnogi virusi i patogeni ulaze u stanicu. Gripa i HIV slijede ovu rutu kao izravni način ulaska u ćeliju.

Što se događa nakon endocitoze?

Vezikule koje se puštaju u citoplazmu i materijal koji ih obuhvaća obrađuju lizosomi. U lizosomima postoji snažna enzimatska baterija u kojoj se tvari staničnih metabolizma razgrađuju do upotrebljivih proizvoda.

Međutim, u procesu razgradnje dobivaju se različite komponente plazma membrane. Specifični receptori depresije obloženi katrinom i drugim materijalima poput raznih membranskih proteina šalju se u Golgijev aparat ili na staničnu površinu kako bi se u njega ponovo integrirali u vezikule za recikliranje.

Taj je postupak recikliranja vrlo prikladan i odvija se istom brzinom kojom nastaju vezikule, jer stanična membrana svakih sat vremena sintetizira 5% površine.

Reference

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Brzi pregled mikrobiologija. Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2004). Bitna stanična biologija. New York: Garland Science. 2. izdanje
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Biologija mikroorganizama. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Stanica. (str. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. i Eisenhour, DJ (2008). Integrirani principi zoologije. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J i H. Merchand Larios. (2003). Stanična i molekularna biologija. Meksiko. Uredništvo Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Citološki i histološki atlas u boji (11. izd.) Madrid, Španjolska: Uredništvo Médica Panamericana.
8. Smythe, E. i Warren, G. (1991). Mehanizam endocitoze posredovane receptorima. J. Biochem. 202: 689-699.