ЕНДОЦИТОЗА: ВРСТЕ И ЊИХОВЕ КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФУНКЦИЈЕ, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Ендоцитоза укључује процесе који омогућавају ефикасну унос различитих материјала у ћелију се ћелијска мембрана структури је прилично строга контрола, и улаз и излаз, разне екстрацелуларне и цитоплазми материјалних укључујући материјале. Упоредо са другим процесима као што су једноставна дифузија и осмоза, ћелија интегрише материјал неопходан за правилно функционисање ћелије.

Како се одвија процес ендоцитозе, улазе молекули велике молекуларне величине, честице, па чак и смеше у раствору. То се дешава због инвагација или врећица које потичу из мембране и улазе у цитоплазму у облику везикула где ће их процесуирати ћелијска дигестивна машина.

Извор: Мариана Руиз Вилларреал дериват дјела: Грегор_0492

Процес ендоцитозе (улазак материјала у ћелију), као и егзоцитоза (процес напуштања материјала из ћелије), искључиви су у еукариотским организмима.

Еукариотска ћелија има велике енергетске потребе, пошто је већа (у просеку 1000 пута већа) од било којег организма прокариота. Управо из тог разлога, еукариотској ћелији су потребни механизми који омогућавају улазак материјала, тако да се у њој дешава велики број биосинтетских реакција.

Врсте и њихове карактеристике

Кроз процес ендоцитозе ћелија одржава ефикасну размену са спољашњим окружењем.

Током овог ћелијског механизма, у ћелију могу ући прилично различити материјали; према томе, процес ендоцитозе може да варира у зависности од природе материјала који ћелија захвата и ако у том процесу постоје посредници.

Они процеси у којима ћелија из плазма мембране обухвата велике честице називају се фагоцитоза. Слично томе, ћелија такође може да обухвата молекуле и друге растворене супстанце, називајући ову врсту ендоцитозе „пиноцитозом“.

Поред ових процеса, материјал који улази у ћелију може се претходно изабрати у специјализованим областима плазма мембране. У овом случају, ендоцитоза је посредована рецепторима и материјал који улази у ћелију повезан је са тим рецепторима да би се пренио у унутрашњост ћелије у посебним везикулама.

Све еукариотске ћелије апсорбују течност и раствараче кроз пиноцитозу, међутим, само неколико специјализованих ћелија изводи процес фагоцитозе, као што ћемо видети касније.

-Фагоцитоза

Пхагоцитосис

Фагоцитоза је специјализовани облик ендоцитозе. У овој прилици, велике честице или молекули, који укључују отпадне материје, микроорганизме и друге ћелије, гутају се путем инвагација ћелијске мембране. Због природе овог процеса, предлаже се као ћелијско деловање „једења“.

Како настаје фагоцитоза?

Честице за које је препознато да их „троше“ везују се за (специјализоване) рецепторе који их препознају на ћелијској површини. Ови рецептори углавном препознају остатке Н-ацетилглукозамида, манозу, поред многих других протеина, који покрећу ширење псеудопода који окружују честицу и захватају је.

Кретање ових псеудоподија углавном је одређено дејством актинских и миозинских филамената на ћелијску површину.

Једном заробљени у ћелијској мембрани улазе у цитосол у облику великих везикула који се зову фагосоми. Они ће се везати за лизосоме (ћелијску органелу која садржи широк спектар пробавних ензима) и формираће вакуолу за прерадбу, разградњу и разградњу материјала који се назива фаголизом.

Фаголизосоми могу бити прилично велики и хетерогени јер се њихова величина и облик одређују количином материјала који се копа.

Унутар ове пробавне вакуоле, ензимска активност ствара велику количину есенцијалних производа који ће ћелија бити на располагању да би их користила као извор енергије.

-Пиноцитоза

Прехрана протозоа. Пиноцитоза. Слика: Јацек ФХ (изведено из Мариана Руиз Вилларреал). Преузето и измењено са хттпс://цоммонс.викимедиа.орг/вики/Филе:Пиноцитосис.свг.

За разлику од горе описаног процеса, пиноцитоза је процес у коме се мале честице непрестано гутају, које су у већини случајева у растворљивом облику. Овде ћелија прожима мале количине материјала са стварањем мембранских везикула који се ослобађају у цитоплазми.

Процес пиноцитозе у основи се сматра ћелијским деловањем „пијења“, пошто је већина материјала који улази у ћелију течна.

Како настаје пиноцитоза?

Пиноцитоза се може јавити на два начина; на „течан или једноставан“ начин или на „апсорптивни“ начин.

Обе врсте пиноцитозе варирају у зависности од интернализације супстанци из раствора или ситних честица. Код течне пиноцитозе, супстанце у раствору улазе у ћелију у зависности од градијента концентрације са ванћелијским медијумом, а то заузврат зависи од брзине којом се пиноцитни везикули формирају у ћелијској мембрани.

Апсорптивна пиноцитоза је ефикаснији процес, брзина уноса раствора у цитоплазму је 100 до 1000 пута већа него када се изводи течном пиноцитозом, што представља посебан процес ендоцитозе посредоване рецепторима.

-Ендоцитоза посредована рецепторима

Екоцитоза посредована рецепторима је специјализовани процес пиноцитозе и најбоље проучен процес ћелијске ендоцитозе. У овом тренутку, супстанце које уђу у цитосол изаберу у цитосол изабраним путем учешћем специфичних рецептора који се налазе у већој концентрацији у малим секторима плазма мембране.

Молекули се често повезују унапред са рецепторима који се налазе у намотима ћелијске површине који се називају "депресије превучене клатрином". Ове депресије садрже у неким случајевима више од 20 рецептора, од којих је сваки специфичан за одређену макромолекулу.

Везикли формирани у овим специјализованим областима мембране, биће обложени протеином клатрина и укључиваће се након што се везикуло ослободи у цитоплазми мембранских рецептора (различитих врста њих), а такође ће интернализовати мале количине ванћелијске течности .

Супротно томе, код течне пиноцитозе, материјал који улази у ћелију није одабран, а везикуле формиране у ћелијској мембрани не садрже никакву превлаку катрина, већ чешће од протеина попут кавелолина. Овај процес се назива и ендоцитоза независна од клатрина.

Постоје и неке веће вакуоле које уносе материјал у раствору у ћелију у процесу познатом као "макропиноцитоза". Током овог процеса не постоји материјална селективност.

Карактеристике

Ендоцитоза има широку палету функција унутар ћелије, али оне се разликују ако су то једноћелијски или вишећелијски организми или врста захтева коју ћелија има у одређено време.

Функције фагоцитозе

Процес се може сматрати примарним поступком храњења или методом одбране и одлагања отпада. У организмима протозоа и нижих метазоа (нпр. Амебе) фагоцитоза је механизам за хватање честица хране, било да су то отпадне материје, бактерије или други протозои.

Ови организми детектују материјал који се гута кроз мембранске рецепторе и обухватају их мембранским избочењем, формирајући велику везикулу која ће се прерадити у организму.

С друге стране, у већини организама фагоцитоза испуњава функције које нису ћелијска исхрана. У овом случају фагоцитозу користе специјализоване ћелије зване "професионални" фагоцити, који ће елиминисати и отпадне материје и инвазивне агенсе из тела као одбрамбени механизам.

Функције пиноцитозе

Функција пиноцитозе је у основи да укључује материјал у раствору у ћелију. Апсорбовани раствори и метаболити намењени су ћелијском метаболизму и такође се користе у синтези неколико протеина од великог интереса за функционисање организма.

С друге стране, улазни материјал се може изабрати да обезбеди енергију из прве руке за ћелијски метаболизам.

Примери

Ендоцитоза се јавља на различитим нивоима унутар еукариотских организама. Овде ћемо поменути неколико изванредних примера:

Пхагоцитосис

Код сисара као и код других кичмењака, постоји неколико класа ћелија које су део крвног ткива које се заједно називају бела крвна зрнца. Ове ћелије делују попут професионалних фагоцита, што значи да су специјализоване ћелије за гутање материјала.

Макрофаги, лимфоцити и неутрофили (леукоцити) одговорни су за елиминацију и гутање заразних микроорганизама из тела.

Фагоцити у крви углавном најбоље делују када могу заробити патоген на површини, као што је зид крвне жиле или фибрински угрушак.

Ове ћелије учествују у специфичним и неспецифичним имунолошким функцијама, постоје чак и фагоцити специјализовани за представљање антигена да активирају имуни одговор

Поред тога, макрофаги "углавном" су одговорни за Енгулфинг и елиминацију око 10 ¹¹ црвених крвних зрнаца из крви, као и осталих старих ћелија и отпадних материја, одржавање процес обнове континуираног ћелија. Заједно са лимфоцитима делују на уништавање већине патогена у телу.

Пиноцитоза

Процес пиноцитозе је обично прилично ефикасан у уграђивању ванћелијског материјала. У апсорпцијској пиноцитози рецептори смештени на мембранским фосилима прекривеним катрином могу препознати факторе раста, разне хормоне, протеинске носаче, као и липопротеине и друге протеине.

Класичан пример овог процеса је хватање холестерола из рецептора на мембрани. Холестерол се преноси у крвоток у облику липопротеина, а најчешће се мобилизирају ЛДЦ или липопротеини ниске густине.

Међутим, у процесу се заробљава и велики број метаболита као што су витамин Б12, па чак и гвожђе, материјали које ћелија не може да интернализује активним транспортним процесима. Обоје одређују метаболите у синтези хемоглобина, протеина специјализованог за транспорт кисеоника у крви.

С друге стране, материјал се такође ефикасно интегрише у ћелију, помоћу течне пиноцитозе. У ендотелним ћелијама крвних судова, везикуле превозе велику количину раствора и течности из крвотока у интраћелијски простор.

Ендоцитоза, "процес великог обима"

Ендоцитоза је врло чест процес у еукариотским ћелијама, у којем се материјал интегрише и у раствор и у облику макромолекула, па чак и целих ћелија и микроорганизама.

У случају ендоцитозе посредоване рецепторима, депресије обложене катрином заузимају око 2% укупне површине ћелијске мембране. Свака од ових депресија има полуживот од две минуте, због чега се цела ћелијска мембрана интернализује у периоду између 1 и 2 сата.

То значи да се у минуту у просеку интерналише 3 до 5% мембране, што нам даје представу о величини процеса и сталној обнови којој ћелијска мембрана пролази.

На пример, макрофаги у крвном ткиву „захватају“ до 35% цитоплазматске запремине у око сат времена, 3% плазма мембране сваког минута и 100% у око пола сата.

Недостатак ендоцитозе

Иако је важан процес за ћелијску исхрану, апсорпцију отпадних материја и хватање спољашњих микроорганизама, током процеса као што је ендоцитоза посредована рецепторима, многи вируси и патогени улазе у ћелију. Грипа и ХИВ следе овај пут као директан пут за улазак у ћелију.

Шта се дешава након ендоцитозе?

Везикуле које се ослобађају у цитоплазми и материјал који их обухвата обрађују лизосоми. У лизосомима постоји моћна ензиматска батерија у којој се ћелије присутне у везикулама ћелијским метаболизмом разграђују до употребљивих производа.

Међутим, у процесу разградње, обнављају се различите компоненте плазма мембране. Специфични рецептори депресије обложени катрином и другим материјалима, попут различитих мембранских протеина, шаљу се на Голгијев апарат или на ћелијску површину како би се у њега поново интегрисали у везикуле за рециклирање.

Овај поступак рециклирања је веома погодан и одвија се истом брзином којом настају везикуле, јер ћелијска мембрана само сат времена синтетише 5% површине.

Референце

1. Алцамо, ИЕ (1996) Цлиффс Брзи преглед микробиологије. Вилеи Публисхинг, Инц., Њујорк, Њујорк.
2. Албертс, Б., Браи, Д., Хопкин, К., Јохнсон, А., Левис, Ј., Рафф, М., Робертс, К. и Валтер, П. (2004). Битна ћелијска биологија. Нев Иорк: Гарланд Сциенце. 2нд Едитион
3. Мадиган, МТ, Мартинко, ЈМ и Паркер, Ј. (2004). Броок: Биологија микроорганизама. Пеарсон Едуцатион.
4. Цоопер, ГМ, Хаусман, РЕ и Вригхт, Н. (2010). Ћелија. (стр. 397-402). Марбан.
5. Хицкман, Ц. П, Робертс, ЛС, Кеен, СЛ, Ларсон, А., И´Ансон, Х. и Еисенхоур, ДЈ (2008). Интегрисани принципи зоологије. Нев Иорк: МцГрав-Хилл. 14 ^-ог Едитион.
6. Јименез Гарциа, Л. Ј и Х. Мерцханд Лариос. (2003). Ћелијска и молекуларна биологија. Мексико. Редакција Пеарсон Едуцатион.
7. Кухнел, В. (2005). Цитолошки и хистолошки атлас у боји (11. изд.) Мадрид, Шпанија: Уредништво Медица Панамерицана.
8. Смитхе, Е. и Варрен, Г. (1991). Механизам ендоцитозе посредоване рецепторима. Ј. Биоцхем. 202: 689-699.