ENDOCYTOS: TYPER OCH DERAS EGENSKAPER, FUNKTIONER, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

Den endocytos inkluderar processer som gör att den effektiva inträde av olika material till cellen cellmembranstrukturen är en ganska strikt kontroll, både ingång och utgång, en mångfald av extracellulära och cytoplasmiska material inklusive material. Tillsammans med andra processer såsom enkel diffusion och osmos integrerar cellen det material som är nödvändigt för korrekt cellfunktion.

När endocytosprocessen inträffar kommer molekyler med stor molekylstorlek, partiklar och till och med blandningar i lösning in. Detta inträffar från invaginationer eller säckar som har sitt ursprung i membranet och kommer in i cytoplasma i form av vesiklar där de kommer att behandlas av den cellulära matsmältningsmaskinen.

Källa: Mariana Ruiz Villarreal derivatverk: Gregor_0492

Processen för endocytos (inträde av material i cellen) såväl som exocytos (process av material som lämnar cellen) är exklusiva i eukaryota organismer.

Den eukaryota cellen har stora energibehov eftersom den är större (i genomsnitt 1000 gånger större) än någon prokaryotisk organisme. Det är av denna anledning som den eukaryota cellen behöver mekanismer som möjliggör inträde av material så att en stor variation av biosyntetiska reaktioner inträffar i den.

Typer och deras egenskaper

Genom endocytosprocessen upprätthåller cellen ett effektivt utbyte med den yttre miljön.

Under denna cellulära mekanism kan ganska olika material komma in i cellen; således kan endocytosprocessen variera beroende på naturen hos materialet som är uppslukat av cellen och om det finns medlar i processen.

De processer där cellen från plasmamembranet omfattar stora partiklar kallas fagocytos. På liknande sätt kan cellen också omfatta molekyler och andra upplösta ämnen och kallar denna typ av endocytos "pinocytos."

Utöver dessa processer kan materialet som kommer in i cellen tidigare väljas i specialiserade regioner i plasmamembranet. I detta fall medieras endocytos av receptorer och materialet som kommer in i cellen kopplas till dessa receptorer för att överföras till cellen inuti speciella vesiklar.

Alla eukaryota celler absorberar vätskor och lösta ämnen genom pinocytos, men endast ett fåtal specialiserade celler utför fagocytosprocessen, som vi kommer att se senare.

-Phagocytosis

fagocytos

Fagocytos är en specialiserad form av endocytos. Vid denna möjlighet intas stora partiklar eller molekyler, som inkluderar avfallsämnen, mikroorganismer och andra celler, genom invaginationer av cellmembranet. På grund av arten av denna process föreslås det som den cellulära verkan av "äta".

Hur uppstår fagocytos?

Partiklar som erkänns vara "konsumerade" binder till (specialiserade) receptorer som känner igen dem på cellytan. Dessa receptorer känner huvudsakligen igen N-acetylglukosamidrester, mannos, förutom många andra proteiner, som utlöser förlängningen av pseudopoder som omger partikeln och uppslukar den.

Rörelsen av dessa pseudopodier bestäms huvudsakligen av verkan av aktin- och myosinfilament på cellytan.

När de fångats i cellmembranet kommer de in i cytosolen i form av stora vesiklar som kallas fagosomer. Dessa kommer att binda till en lysosom (en cellulär organell som innehåller en mängd olika matsmältningsenzymer) för att bilda en vakuol för bearbetning, nedbrytning och nedbrytande material som kallas en fagolysosom.

Fagolysosomer kan vara ganska stora och heterogena eftersom deras storlek och form bestäms av mängden material som smälts.

Inom denna matsmältningsvakuol genererar den enzymatiska aktiviteten en stor mängd viktiga produkter som är tillgängliga för att användas som en energikälla av cellen.

-Pinocytosis

Näring av protosoa. Pinocytos. Bild av: Jacek FH (härledd från Mariana Ruiz Villarreal). Hämtad och redigerad från https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg.

Till skillnad från processen som förklarats ovan är pinocytos ett förfarande där små partiklar kontinuerligt intas, som i de flesta fall är i löslig form. Här smälter cellen små mängder material med bildningen av membranvesiklar som frigörs i cytoplasman.

Pinocytosprocessen anses i grund och botten vara den cellulära effekten av att "dricka", eftersom det mesta av materialet som kommer in i cellen är flytande.

Hur uppstår pinocytos?

Pinocytos kan uppstå på två sätt; på ett "flytande eller enkelt" sätt eller på ett "absorberande" sätt.

Båda typerna av pinocytos varierar beroende på hur ämnen i lösning eller små partiklar internaliseras. Vid vätskepinocytos kommer substanser i lösning in i cellen som en funktion av en koncentrationsgradient med det extracellulära mediet, och det beror i sin tur på hastigheten med vilken pinocytiska vesiklar bildas i cellmembranet.

Absorptiv pinocytos är en mer effektiv process, inträdeshastigheten för lösta ämnen i cytoplasma är 100 till 1000 gånger högre än när den utförs genom fluid pinocytos, vilket utgör en speciell process av receptormedierad endocytos.

-Receptormedierad endocytos

Receptormedierad endocytos är en specialiserad pinocytosprocess och den bäst studerade av cellulära endocytosprocesser. Vid denna punkt kommer substanserna som kommer in i cytosolen in i cytosolen på ett valt sätt genom deltagande av specifika receptorer som finns i större koncentration i små sektorer av plasmamembranet.

Molekylerna associerar ofta i förväg med receptorer som finns i invändningar av cellytan som kallas "klatrinbelagda fördjupningar." Dessa depressioner innehåller i vissa fall mer än 20 receptorer, var och en specifik för en viss makromolekyl.

Vesiklarna som bildas i dessa specialiserade regioner i membranet kommer att beläggas av clathrinproteinet och kommer att inkludera när vesikeln släpps i cytoplasma membranreceptorerna (olika typer av dem), och kommer även att internalisera små mängder extracellulär vätska .

Däremot väljs inte materialet som kommer in i cellen i vätskepinocytos och vesiklarna som bildas i cellmembranet uppvisar ingen klatrinbeläggning, utan oftare av proteiner såsom caveolin. Denna process kallas också clathrinoberoende endocytos.

Det finns också några större vakuoler som kommer in i cellen i lösningsmaterial i en process som kallas "makropinocytos." Under denna process finns det ingen materialselektivitet.

Funktioner

Endocytos har en mängd olika funktioner i cellen, men dessa varierar om det är unicellulära eller multicellulära organismer eller vilken typ av krav som cellen har vid en viss tidpunkt.

Fagocytosfunktioner

Processen kan betraktas som en primär utfodringsprocess eller en metod för försvar och avfallshantering. I protozoer och lägre metazoanorganismer (t.ex. amöber) är fagocytos en mekanism för att fånga upp matpartiklar, oavsett om de är avfallsämnen, bakterier eller andra protozoa

Dessa organismer upptäcker materialet som ska intas genom membranreceptorer och omfattar det med membranutsprång och bildar en stor vesikel som kommer att bearbetas inuti organismen.

Å andra sidan uppfyller fagocytos i de flesta organismer andra funktioner än cellnäring. I detta fall används fagocytos av specialiserade celler som kallas "professionella" fagocyter, vilket kommer att eliminera både avfall och invaderande ämnen från kroppen som en försvarsmekanism.

Funktioner av pinocytos

Pinocytos funktion är i princip att inkludera material i lösning i cellen. De absorberade lösta ämnena och metaboliterna är avsedda för cellulär metabolism och används också i syntesen av flera proteiner av stort intresse för organismens funktion.

Å andra sidan kan det inkommande materialet väljas för att tillhandahålla förstahandsenergi för cellulär metabolism.

exempel

Endocytos förekommer i olika skalor inom eukaryota organismer. Här kommer vi att nämna några enastående exempel:

fagocytos

Hos däggdjur såväl som andra ryggradsdjur finns det flera klasser av celler som är en del av blodvävnaden som kallas vita blodkroppar tillsammans. Dessa celler fungerar som professionella fagocyter, vilket innebär att de är specialiserade celler för att gabba upp material.

Makrofager, lymfocyter och neutrofiler (leukocyter) är ansvariga för att eliminera och intagande infektiösa mikroorganismer från kroppen.

Fagocyter som finns i blodet fungerar i allmänhet bäst när de kan fånga patogenen på en yta, såsom väggen i ett blodkärl eller en fibrinpropp.

Dessa celler deltar i specifika och icke-specifika immunfunktioner, det finns till och med fagocyter specialiserade på att presentera antigen för att utlösa immunresponsen

Utöver detta är makrofager "huvudsakligen" ansvariga för att bryta och eliminera cirka 10 ¹¹ röda blodkroppar från blodet, liksom andra gamla celler och avfallsämnen, för att upprätthålla en process med kontinuerlig cellförnyelse. Tillsammans med lymfocyter fungerar de i förstörelse av de flesta patogener i kroppen.

pinocytos

Pinocytosprocessen är vanligtvis ganska effektiv när det gäller att införliva extracellulärt material. Vid absorberande pinocytos kan receptorer belägna på klatrinbelagda membranfossa-vesiklar känna igen tillväxtfaktorer, olika hormoner, bärarproteiner samt lipoproteiner och andra proteiner.

Ett klassiskt exempel på denna process är fångst av kolesterol från receptorer på membranet. Kolesterol transporteras till blodomloppet i form av lipoproteiner, varvid det vanligaste mobiliseras är LDC eller lågdensitet lipoproteiner.

Men en stor variation av metaboliter fångas också i processen, såsom vitamin B12 och till och med järn, material som cellen inte kan internalisera genom aktiva transportprocesser. Båda bestämmer metaboliter i syntesen av hemoglobin, ett protein specialiserat på transport av syre i blodet.

Å andra sidan är material också integrerat i cellen effektivt genom vätske-pinocytos. I endotelceller i blodkärl transporterar vesiklarna en stor mängd lösta ämnen och vätskor från blodomloppet till det intracellulära utrymmet.

Endocytos, "en storskalig process"

Endocytos är en mycket vanlig process i eukaryota celler, där materialet är integrerat både i lösning och i form av makromolekyler och till och med hela celler och mikroorganismer.

När det gäller receptormedierad endocytos upptar klathrinbelagda fördjupningar cirka 2% av cellmembranets totala yta. Var och en av dessa fördjupningar har en halveringstid på två minuter, vilket gör att hela cellmembranet internaliseras under en period av mellan 1 och 2 timmar.

Detta innebär att 3 till 5% av membranet internaliseras varje minut i genomsnitt, vilket ger oss en uppfattning om processens storlek och den kontinuerliga förnyelsen som cellmembranet genomgår.

Makrofager som finns i blodvävnad, till exempel, "upptäcker" upp till 35% av deras cytoplasmatiska volym på ungefär en timme, 3% av plasmamembranet varje minut och 100% på ungefär en halvtimme.

Nackdel med endocytos

Även om det är en väsentlig process för cellnäring, absorption av avfallsämnen och infångning av externa mikroorganismer, under processer såsom receptormedierad endocytos kommer många virus och patogener in i cellen. Influensa och HIV följer denna väg som ett direkt sätt att komma in i cellen.

Vad händer efter endocytos?

Vesiklarna som frigörs i cytoplasma och materialet som omfattas av dem bearbetas av lysosomerna. I lysosomer finns ett kraftfullt enzymatiskt batteri där ämnena som finns i vesiklarna bryts ned till användbara produkter genom cellulär metabolism.

I nedbrytningsprocessen utvinns emellertid olika komponenter i plasmamembranet. De specifika receptorerna för fördjupningarna belagda med clathrin och andra material, såsom olika membranproteiner, skickas till Golgi-apparaten eller till cellytan för att återintegreras i den i återvinningsvesiklar.

Denna återvinningsprocess är mycket bekväm och sker med samma hastighet som vesiklarna bildas, eftersom cellmembranet bara syntetiserar 5% av dess yta varje timme.

referenser

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. & Walter, P. (2004). Väsentlig cellbiologi. New York: Garland Science. 2: a upplagan
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Biologi av mikroorganismer. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Cellen. (sid. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integrerade zoologiska principer. New York: McGraw-Hill. 14: ^e upplagan.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Cellulär och molekylärbiologi. Mexico. Redaktionell Pearson utbildning.
7. Kühnel, W. (2005). Färgatlas av cytologi och histologi (11: e upplagan) Madrid, Spanien: Redaktion Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Mekanismen för receptormedierad endocytos. Eur. J. Biochem. 202: 689-699.