FAGOSOM: EGENSKAPER, BILDNING OCH FUNKTIONER - BIOLOGI

En fagosom, även känd som en endocytisk vesikel, är en vesikel bildad som en invagination av plasmamembranet för att omfatta en fagocytisk partikel eller mikroorganism. Fagocytos är den enda matningsmetoden för vissa protister och används också för detta ändamål av vissa lägre metazoner.

I de flesta djur bibehålls emellertid den fagocytiska funktionen hos vissa celler, men de upphör att ha en näringsfunktion för att bli en icke-specifik skyddsmekanism mot patogener, liksom för eliminering av döda eller senescenta celler.

Grundläggande illustration av fagocytos. Hämtad och redigerad från: GrahamColm på engelska Wikipedia.

Fagosomen, bildad under fagocytos, smälter sedan till en lysosom för att ge upphov till en fagolysosom. I detta sker matsmältningen av det intagna materialet. På detta sätt kan kroppen fånga och döda bakterier. Vissa av dessa kan emellertid överleva och till och med blomstra inom fagosomer.

egenskaper

För att fagosomer ska bildas måste patogener eller opsoniner binda till en transmembranreceptor, som är slumpmässigt fördelade på ytan av fagocytceller.

Opsoniner är molekyler som fungerar som etiketter, såsom antikroppar, som binder till patogener och reglerar processen med fagocytos.

Eftersom fagosomen bildas som en invagination av plasmamembranet kommer dess membran att ha samma baskomposition för lipid-tvåskiktet.

Fagosomer har membranbundna proteiner för att rekrytera och smälta samman med lysosomer för att bilda mogna fagolysosomer

Träning

Fagocytos är en sekventiell process som innefattar flera steg såsom: kemotaxi, vidhäftning, endocytos, bildning av fagosomen, bildning av fagolysosomen, försurning av fagolysosomen, bildning av reaktiva syrgasmetaboliter, aktivering av lysosomala hydrolaser, frisättning av det digererade materialet, bildning av reaktivt syremetaboliter restkropp och slutligen exocytos.

Endocytos och fagosom

Endocytos är den mekanism genom vilken partiklar eller mikroorganismer går från utsidan till inuti celler. Denna process kan optimeras genom opsinisering av partiklarna och sker vanligtvis genom receptorer belägna i klathrinbelagda regioner i membranet.

Processen involverar invagination av plasmamembranet, vilket ger upphov till den fagocytiska vakuolen. Vidhäftningen av partiklarna eller mikroorganismerna till membranet orsakar aktinpolymerisation och även bildning av pseudopodia. Dessa pseudopods kommer att omge materialet som ska intas och säkras bakom det.

Under denna process är deltagandet av flera proteiner viktigt, såsom kinas C, fosfoinositid 3-kinas och fosfolipas C. När invaginationen slutar att stängas, bildas en vesikel eller fagosom som separerar från membranet och driver mot inuti cellen.

fagolysosomen

Strax efter bildning av fagosom inträffar F-aktindepolymerisation, vilket initialt är associerat med fagosomen. Membranet i denna cell blir tillgängligt för tidiga endosomer.

Sedan rör sig fagosomen längs mikrotubulorna i cytoskeletten, medan de går igenom en serie fusions- och fissionhändelser, där olika proteiner såsom annexiner och rap7, rap5 och rap1 GTPaser är involverade.

Dessa händelser gör att fagosommembranet och dess innehåll mognar och kan smälta samman med sena endosomer och senare med lysosomer för att bilda fagolysosomen.

Den hastighet med vilken fagosom och lysosom säkring beror på naturen hos den intagna partikeln, men det tar i allmänhet 30 minuter att göra det. Den fusionen kräver inte nödvändigtvis att membranen sammanfaller helt för att fagolysosomen ska bildas.

I vissa fall uppnås övergången mellan fagosomen och lysosomen genom smala vattenhaltiga broar. Dessa broar tillåter endast ett begränsat utbyte av innehållet i båda strukturerna.

Restkropp

När hydrolysen av partikeln eller mikroorganismen har inträffat kommer de resulterande molekylerna att släppas in i cytosolen i cellen och avfallsmaterialet kommer att förbli inuti vesikeln, som blir en restkropp.

Senare kommer detta avfallsmaterial att släppas utanför cellen genom en procedur som kallas exocytos.

Funktioner

Eliminering av patogener

Fagosomer kända som makrofager och neutrofiler kallas professionella fagocyter och är de celler som är ansvariga för större delen av infångning och eliminering av patogener. Dessa två typer av celler har olika metoder för att bryta ner bakterier.

Neutrofiler producerar giftigt syre såväl som kloraderivat för att döda bakterier, samt använda proteaser och antimikrobiella peptider. Makrofager, för sin del, beror mer på försurningen av fagolysosomer, liksom på användningen av proteolytiska och glykolytiska enzymer för att förstöra patogener.

Inflammation

Fagosombildningsprocessen är relaterad till inflammationsprocesser genom vanliga signalmolekyler. PI-3-kinas och fosfolipas C deltar till exempel i bildandet av fagosomer och är också viktiga komponenter i det medfödda immunsvaret.

Dessa proteiner inducerar produktion av pro-inflammatoriska cytokiner i en strikt reglerad process vars inflammatoriska respons beror på typen av partikel som ingår i fagosomen.

Presentation av antigener

Omogna dendritiska celler kan fagocytos av patogena element. Fagosomerna i dessa celler bryter endast delvis de fagocytoserade patogenerna.

Som ett resultat av denna partiella nedbrytning resulterar proteinfragment av adekvat storlek för specifikt bakteriell igenkänning. Dessa fragment är inriktade på det huvudsakliga histokompatibilitetskomplexet och används för att aktivera T-celler för immunsvar.

Näring

Många protister använder fagocytos som utfodringsmekanism. I vissa fall är detta till och med deras enda mekanism för att få näringsämnen. I dessa fall är tiden mellan att bryta upp matpartikeln och smälta den i fagosomen mycket kortare än den som används av professionella fagocyter.

Fagocytosstadierna i Amoeba. Hämtad och redigerad från: Miklos.

Cell eliminering

Fagosomer är ansvariga för eliminering av gamla och apoptotiska celler som en mekanism för att uppnå vävnadshomeostas. Till exempel har röda blodkroppar en av de högsta omsättningshastigheterna i kroppen. Således är senescent erytrocyter fagocytoserade av makrofager belägna i levern och mjälten.

referenser

G. Karp (2008). Cell- och molekylärbiologi. Begrepp och experiment. 5: e upplagan. John Wiley & Sons, Inc.
SL Wolfe (1977). Cellbiologi. Ediciones Omega, SA
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2003). Fagocytos: mekanismer och konsekvenser. Första delen. Biokemi.
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Fagocytos: mekanismer och konsekvenser. Andra delen. Biokemi.
O. Rojas-Espinosa & P. Arce-Paredes (2004). Fagocytos: mekanismer och konsekvenser. Tredje delen. Biokemi.
Fagosomen. På Wikipedia. Återställs från en.wilipedia.org
Fagosom: Vad är det? Bildning, struktur, funktion, mognadsprocess och bakteriell manipulation. Återställs från arribasalud.com

FAGOSOM: EGENSKAPER, BILDNING OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025