RECEPTORMEDIERAD ENDOCYTOS: PROCESS OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den receptormedierade endocytosen är ett cellulärt fenomen som innefattar kontrollerade specifika molekyler inuti cellinträdet. Materialet som ska intas omges gradvis av en liten del av plasmamembranet tills hela substansen har täckts. Sedan lösgörs denna vesikel i cellens inre.

Receptorerna som deltar i denna process är belägna på cellytan i regioner som kallas "klatrinbelagda fördjupningar."

Källa: Alejandro Porto

Denna typ av endocytos ger cellen en mekanism för att skilja mellan ämnen som kommer in. Dessutom ökar det effektiviteten i processen jämfört med icke-diskriminerande endocytos.

Det motsatta begreppet endocytos är exocytos och innefattar frisättning av molekyler till den yttre miljön hos celler.

Vad är endocytos?

Eukaryota celler har förmågan att fånga molekyler från den extracellulära miljön och inkludera dem inuti en process som kallas endocytos. Termen tillskrivs forskaren Christian deDuve. Det föreslogs 1963 och inkluderade intag av ett brett spektrum av molekyler.

Fenomenet inträffar enligt följande: molekylen eller materialet som ska matas in omges av en del av det cytoplasmiska membranet som därefter invagineras. Således bildas en vesikel som innehåller molekylen.

Klassificering

Beroende på vilken typ av material som kommer in klassificeras endocytosprocessen i fagocytos och pinocytos.

Den första, fagocytos, består av verkan av att föra in fasta partiklar. Detta inkluderar stora partiklar som bakterier, andra intakta celler eller skräp från andra celler. Däremot används uttrycket pinocytos för att beskriva förtäring av vätskor.

Vad är receptormedierad endocytos?

Receptormedierad endocytos är ett cellulärt fenomen som kännetecknas av inträde av molekyler i cellen på ett selektivt och kontrollerat sätt. Molekylerna som ska komma in är specifika.

Som namnet på processen indikerar igenkänns molekylen som ska matas in av en serie receptorer belägna på cellens yta. Dessa receptorer hittas emellertid inte slumpmässigt över membranet. Däremot är dess fysiska placering mycket specifik i regioner som kallas ”klathrinfodrade depressioner”.

Fördjupningarna bildar en invagination från membranet, vilket leder till bildningen av klatrinbelagda vesiklar som innehåller receptorerna och deras respektive bundna makromolekyler. Makromolekylen som binder till receptorn kallas en ligand.

Efter bildandet av de små clathrinvesiklarna smälter de senare med strukturer som kallas tidiga endosomer. I detta steg fördelas innehållet i det inre av clathrinvesikeln till olika regioner. En av dem är lysosomer, eller så kan de återvinnas i plasmamembranet.

Funktioner

De traditionella pinocytos- och fagocytosprocesserna är av den icke-diskriminerande typen. Det vill säga, vesiklarna kommer att fånga alla molekyler - fast eller flytande - som finns i det extracellulära utrymmet och transporteras till cellen.

Receptormedierad endocytos ger cellen en mycket selektiv mekanism som gör att den kan särskilja och öka effektiviteten för internalisering av partiklar i cellmiljön.

Som vi kommer att se senare tillåter processen att man tar mycket viktiga molekyler som kolesterol, vitamin B12 och järn. Dessa två sista molekyler används för syntes av hemoglobin och andra molekyler.

Tyvärr har närvaron av receptorer som medierar endocytos utnyttjats av en serie viruspartiklar för att komma in i cellen - till exempel influensavirus och HIV.

Bearbeta

För att förstå hur den receptormedierade endocytosprocessen sker har upptag av kolesterol från däggdjursceller använts.

Kolesterol är en lipidliknande molekyl med flera funktioner, såsom att modifiera fluiditeten i cellmembranen och som en föregångare för steroidhormoner relaterade till organismernas sexuella funktion.

Receptormedierad endocytosmodell: kolesterol hos däggdjur

Kolesterol är en mycket olöslig molekyl i vatten. Av denna anledning sker dess transport inuti blodomloppet i form av lipoproteinpartiklar. Bland de vanligaste hittar vi lågdensitet lipoprotein, ofta förkortat som LDL - acronic från dess förkortning på engelska lågdensitet lipoprotein.

Tack vare studier utförda i laboratoriet var det möjligt att dra slutsatsen att inträde av LDL-molekylen i cellen sker genom att binda till en specifik receptor på cellytan belägen i klathrinbelagda fördjupningar.

Det inre av endosomer med LDL är surt, vilket möjliggör dissociation av LDL-molekylen och dess receptor.

Efter att ha separerats ska receptorernas öde återvinnas i det plasmatiska membranet, medan LDL fortsätter med sin transport nu i lysosomerna. Inuti hydrolyseras LDL av specifika enzymer, vilket alstrar kolestarol.

Slutligen släpps kolesterol och cellen kan ta det och använda det i olika uppgifter där det krävs, såsom membran.

Vad händer när systemet misslyckas?

Det finns ett ärftligt tillstånd som kallas familjär hyperkolesterolemi. Ett av symtomen på denna patologi är höga kolesterolnivåer. Denna störning uppstår genom en oförmåga att införa LDL-molekylen från extracellulära vätskor i celler. Patienter uppvisar små mutationer i receptorerna.

Efter upptäckten av sjukdomen var det möjligt att identifiera att i friska celler fanns en receptor som var ansvarig för att medla inträde av LDL, som ackumuleras i specifika cellulära depressioner.

I vissa fall kunde patienter känna igen LDL, men dess receptorer hittades inte i fodrade depressioner. Detta faktum ledde till erkännandet av vikten av fodrade depressioner i endocytosprocessen.

Clathrin-oberoende endocytos

Celler har också vägar som gör det möjligt att utföra endocytos utan involvering av clathrin. Bland dessa vägar skiljer sig molekyler bundna till membran och vätskor som kan endocytiseras trots frånvaron av clathrin.

Molekyler som kommer in på detta sätt penetrerar med hjälp av små invaginationer som kallas caveolae belägna i plasmamembranet.

referenser

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Cellen: en molekylär strategi. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Inbjudan till biologi. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Djurfysiologi. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Cell- och molekylärbiologi: begrepp och experiment. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histologi och cellbiologi. Elsevier Brasilien.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokemi: text och atlas. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, … & Matsudaira, P. (2008). Molekylär cellbiologi. Macmillan.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokemi. Panamerican Medical Ed.