ЕНДОЦИТОЗА: ВИДОВЕ И ТЕХНИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На ендоцитозата включва процеси, които позволяват ефективно въвеждане на различни материали с клетъчна структура на клетъчната мембрана е доста строг контрол, вход и изход, различни извънклетъчни и цитоплазмени материал, включително материали. Наред с други процеси като проста дифузия и осмоза, клетката интегрира материала, необходим за правилното функциониране на клетките.

Докато протича процесът на ендоцитоза, влизат молекули с голям молекулен размер, частици и дори смеси в разтвор. Това се получава от инвагинации или торбички, които възникват в мембраната и навлизат в цитоплазмата под формата на везикули, където ще бъдат обработени от клетъчната храносмилателна машина.

Източник: Мариана Руиз Виляреал производна работа: Gregor_0492

Процесът на ендоцитоза (навлизане на материал в клетката), както и екзоцитоза (процес на напускане на материал от клетката) са изключителни при еукариотните организми.

Еукариотичната клетка има големи енергийни нужди, тъй като е по-голяма (средно 1000 пъти по-голяма) от всеки прокариотен организъм. Именно поради тази причина еукариотната клетка се нуждае от механизми, които позволяват навлизането на материали, така че в нея да настъпят голямо разнообразие от биосинтетични реакции.

Видове и техните характеристики

Чрез процеса на ендоцитоза клетката поддържа ефективен обмен с външната среда.

По време на този клетъчен механизъм доста разнообразни материали могат да влязат в клетката; по този начин процесът на ендоцитоза може да варира в зависимост от естеството на материала, който е погълнат от клетката и ако има медиатори в процеса.

Тези процеси, при които клетката от плазмената мембрана обхваща големи частици, се наричат ​​фагоцитоза. По подобен начин клетката може също да обхваща молекули и други разтворени вещества, наричайки този вид ендоцитоза „пиноцитоза“.

В допълнение към тези процеси, материалът, който влиза в клетката, може да бъде предварително избран в специализирани региони на плазмената мембрана. В този случай ендоцитозата се медиира от рецептори и материалът, който влиза в клетката, се свързва с тези рецептори, за да бъде пренесен във вътрешността на клетката в специални везикули.

Всички еукариотни клетки абсорбират течности и разтворими вещества чрез пиноцитоза, но само няколко специализирани клетки извършват процеса на фагоцитоза, както ще видим по-нататък.

-Фагоцитоза

Фагоцитоза

Фагоцитозата е специализирана форма на ендоцитоза. При тази възможност, големи частици или молекули, които включват отпадъчни вещества, микроорганизми и други клетки, се поглъщат чрез инвагинации на клетъчната мембрана. Поради естеството на този процес се предполага като клетъчно действие на „хранене“.

Как протича фагоцитозата?

Частиците, за които е признато, че са "консумирани", се свързват със (специализирани) рецептори, които ги разпознават на клетъчната повърхност. Тези рецептори разпознават главно N-ацетилглюкозамид остатъци, маноза, в допълнение към много други протеини, които задействат разширението на псевдоподи, които обграждат частицата и я поглъщат.

Движението на тези псевдоподии се определя главно от действието на актиновите и миозиновите нишки върху клетъчната повърхност.

Веднъж заловени в клетъчната мембрана, те влизат в цитозола под формата на големи везикули, наречени фагосоми. Те ще се свържат с лизозома (клетъчна органела, която съдържа голямо разнообразие от храносмилателни ензими), за да образуват вакуола за обработка, разграждане и разграждане на материал, наречен фаголизозом.

Фаголизозомите могат да бъдат доста големи и разнородни, тъй като размерът и формата им се определят от количеството материал, който се усвоява.

В рамките на тази храносмилателна вакуола ензимната активност генерира голямо количество основни продукти, които ще бъдат на разположение, за да бъдат използвани като източник на енергия от клетката.

-Pinocytosis

Хранене на Protozoa. Поноцитоза. Изображение на: Jacek FH (произлиза от Mariana Ruiz Villarreal). Взето и редактирано от

За разлика от процеса, обяснен по-горе, пиноцитозата е процес, при който малки частици се поглъщат непрекъснато, които в повечето случаи са в разтворима форма. Тук клетката поглъща малки количества материал с образуването на мембранни везикули, които се отделят в цитоплазмата.

Процесът на пиноцитоза се счита основно за клетъчното действие на „пиенето“, тъй като по-голямата част от материала, който влиза в клетката, е течен.

Как протича пиноцитозата?

Пиноцитозата може да възникне по два начина; по "течен или прост" или "абсорбиращ" начин.

И двата вида пиноцитоза варират в зависимост от това как веществата в разтвор или малки частици се интернализират. При течна пиноцитоза вещества в разтвор влизат в клетката като функция от концентрационен градиент с извънклетъчната среда и това от своя страна зависи от скоростта, с която се образуват пиноцитни везикули в клетъчната мембрана.

Абсорбтивната пиноцитоза е по-ефективен процес, скоростта на влизане на разтворени вещества в цитоплазмата е 100 до 1000 пъти по-висока, отколкото когато се извършва чрез течна пиноцитоза, представляваща специален процес на рецепторно-медиирана ендоцитоза.

-Рецепторен медиирана ендоцитоза

Рецептор-медиираната ендоцитоза е специализиран процес на пиноцитоза и най-добре проучен от процесите на клетъчна ендоцитоза. В този момент веществата, които влизат в цитозола, влизат в цитозола по избран начин чрез участието на специфични рецептори, които се намират в по-голяма концентрация в малки сектори на плазмената мембрана.

Молекулите често се свързват предварително с рецептори, намиращи се в свити в клетъчната повърхност, наречени „покрити с клатрин депресии“. Тези депресии съдържат в някои случаи повече от 20 рецептора, всеки специфичен за определена макромолекула.

Везикулите, образувани в тези специализирани участъци на мембраната, ще бъдат покрити от протеина на клатрина и ще включват след освобождаване на везикула в цитоплазмата мембранните рецептори (различни видове от тях) и също така ще интернализират малки количества извънклетъчна течност, За разлика от тях, при течна пиноцитоза материалът, който влиза в клетката, не е избран и везикулите, образувани в клетъчната мембрана, не съдържат покритие с клатрин, но по-често от протеини като кавеолин. Този процес се нарича още независима от клатрин ендоцитоза.

Има и някои по-големи вакуоли, които влизат в разтвор на материал в клетката в процес, известен като "макропиноцитоза". По време на този процес няма материална селективност.

Характеристика

Ендоцитозата има голямо разнообразие от функции в клетката, но те варират, ако става въпрос за едноклетъчни или многоклетъчни организми или вида на изискванията, които клетката има в определен момент.

Функции на фагоцитоза

Процесът може да се счита за първичен процес на хранене или метод за защита и обезвреждане на отпадъци. В протозойните и нисшите метазойни организми (напр. Амебите) фагоцитозата е механизъм за улавяне на хранителни частици, независимо дали те са отпадни вещества, бактерии или други протозои.

Тези организми откриват поглъщания материал чрез мембранни рецептори и го обхващат с мембранни проекции, образувайки голям везикул, който ще бъде обработен вътре в организма.

От друга страна, в повечето организми фагоцитозата изпълнява функции, различни от клетъчното хранене. В този случай фагоцитозата се използва от специализирани клетки, наречени "професионални" фагоцити, които ще премахнат както отпадъчните вещества, така и нахлуващите агенти от тялото като защитен механизъм.

Функции на пиноцитозата

Функцията на пиноцитозата е основно да включва материал в разтвор в клетката. Абсорбираните разтвори и метаболити са предназначени за клетъчния метаболизъм, а също така се използват в синтеза на няколко протеина от голям интерес за функционирането на организма.

От друга страна, входящият материал може да бъде избран, за да осигури енергия от първа ръка за клетъчния метаболизъм.

Примери

Ендоцитозата възниква в различни мащаби в рамките на еукариотните организми. Тук ще споменем някои изключителни примери:

Фагоцитоза

При бозайниците, както и други гръбначни животни, има няколко класа клетки, които са част от кръвната тъкан, наречена бели кръвни клетки заедно. Тези клетки действат като професионални фагоцити, което означава, че те са специализирани клетки за поглъщането на материал.

Макрофагите, лимфоцитите и неутрофилите (левкоцитите) са отговорни за елиминирането и поглъщането на инфекциозни микроорганизми от тялото.

Фагоцитите в кръвта обикновено работят най-добре, когато могат да улавят патогена на повърхността, като стената на кръвоносен съд или фибринов съсирек.

Тези клетки участват в специфични и неспецифични имунни функции, има дори фагоцити, специализирани в представянето на антигени за задействане на имунния отговор

В допълнение към това макрофагите "главно" са отговорни за поглъщането и елиминирането на приблизително 10 ¹¹ червени кръвни клетки от кръвта, както и други стари клетки и отпадни вещества, за да поддържат процес на непрекъснато обновяване на клетките. Заедно с лимфоцитите те действат при унищожаването на повечето патогени в организма.

поноцитоза

Процесът на пиноцитоза обикновено е доста ефективен при включването на извънклетъчен материал. При абсорбционната пиноцитоза рецепторите, разположени върху мембранните фосфални мембрани, покрити с клатрин, могат да разпознават растежни фактори, различни хормони, протеини-носители, както и липопротеини и други протеини.

Класически пример за този процес е улавянето на холестерола от рецепторите на мембраната. Холестеролът се транспортира в кръвния поток под формата на липопротеини, като най-често се мобилизира LDC или липопротеини с ниска плътност.

Въпреки това, голямо разнообразие от метаболити като витамин В12 и дори желязо също се улавят в процеса, материали, които клетката не може да интернализира чрез активни транспортни процеси. И двата определящи метаболити в синтеза на хемоглобин, протеин, специализиран в транспорта на кислород в кръвта.

От друга страна, материалът също е интегриран в клетката ефективно, чрез течна пиноцитоза. В ендотелните клетки на кръвоносните съдове везикулите транспортират голямо количество разтворени вещества и течности от кръвния поток в междуклетъчното пространство.

Ендоцитоза, "мащабен процес"

Ендоцитозата е много често срещан процес в еукариотните клетки, при който материалът се интегрира както в разтвор, така и под формата на макромолекули и дори цели клетки и микроорганизми.

В случай на рецепто-медиирана ендоцитоза, покрити с клатрин депресии заемат около 2% от общата повърхност на клетъчната мембрана. Всяка от тези депресии има период на полуразпад от две минути, поради което цялата клетъчна мембрана се интернализира в период между 1 и 2 часа.

Това означава, че 3 до 5% от мембраната се интернализира средно всяка минута, което ни дава представа за мащаба на процеса и непрекъснатото обновяване, на което се подлага клетъчната мембрана.

Макрофагите, присъстващи в кръвната тъкан, например „поглъщат“ до 35% от цитоплазмения си обем за около час, 3% от плазмената мембрана всяка минута и 100% за около половин час.

Недостатък на ендоцитозата

Въпреки че това е съществен процес за клетъчното хранене, усвояването на отпадъчните вещества и улавянето на външни микроорганизми, по време на процеси като ендоцитоза, медиирана от рецептори, много вируси и патогени навлизат в клетката. Грипът и ХИВ следват този път като директен начин да влязат в клетката.

Какво се случва след ендоцитоза?

Везикулите, които се отделят в цитоплазмата, и материалът, обхванат от тях, се обработват от лизозомите. В лизозомите има мощна ензимна батерия, при която веществата, присъстващи във везикулите, се разграждат до използваеми продукти чрез клетъчен метаболизъм.

Въпреки това в процеса на разграждане се възстановяват различни компоненти на плазмената мембрана. Специфичните рецептори на депресиите, покрити с клатрин и други материали, като различни мембранни протеини, се изпращат в апарата Голджи или клетъчната повърхност, за да бъдат реинтегрирани в него в рециклиращи везикули.

Този процес на рециклиране е много удобен и протича със същата скорост, с която се образуват везикулите, тъй като клетъчната мембрана синтезира само 5% от повърхността си на всеки час.

Препратки

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Quick Review Microbiology. Wiley Publishing, Inc., Ню Йорк, Ню Йорк.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Ню Йорк: Garland Science. 2-ро издание
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Брук: Биология на микроорганизмите. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Клетката. (с. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Интегрирани принципи на зоологията. Ню Йорк: McGraw-Hill. 14 ^-то издание.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Lasios. (2003 г.). Клетъчна и молекулярна биология. Мексико. Редакционно образование Pearson.
7. Kühnel, W. (2005). Цветен атлас на цитологията и хистологията (11-то издание) Мадрид, Испания: редакция Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Механизмът на рецепторно-медиираната ендоцитоза. Е. J. Biochem. 202: 689-699.