Endocytoza, w której pośredniczy proces receptorowy i funkcje



The endocytoza za pośrednictwem receptora jest to zjawisko komórkowe, które obejmuje kontrolowane wejście określonych cząsteczek do komórki. Materiał, który ma być spożyty, jest stopniowo otoczony niewielką częścią błony plazmatycznej, aż cała substancja zostanie pokryta. Potem ten woreczek żółciowy zrywa się w komórce.

Receptory biorące udział w tym procesie znajdują się na powierzchni komórki w regionach zwanych „depresjami pokrytymi klatryną”..

Ten typ endocytozy daje komórce mechanizm rozróżniania substancji, które wchodzą do środka. Ponadto zwiększa skuteczność procesu w porównaniu z niedyskryminacyjną endocytozą.

Przeciwna koncepcja endocytozy jest egzocytozą i obejmuje uwalnianie cząsteczek do zewnętrznego środowiska komórek.

Indeks

  • 1 Czym jest endocytoza?
    • 1.1 Klasyfikacja
  • 2 Czym jest endocytoza za pośrednictwem receptora?
  • 3 funkcje
  • 4 Proces
    • 4.1 Model endocytozy za pośrednictwem receptora: cholesterol u ssaków
    • 4.2 Co się dzieje, gdy system zawiedzie?
  • 5 Endocytoza niezależna od klatriny
  • 6 referencji

Czym jest endocytoza?

Komórki eukariotyczne mają zdolność do wychwytywania cząsteczek ze środowiska zewnątrzkomórkowego i włączania ich do wnętrza poprzez proces zwany endocytozą. Termin ten przypisuje się badaczowi Christianowi deDuve. Zostało to zasugerowane w 1963 r. I obejmowało spożycie szerokiej gamy cząsteczek.

Zjawisko zachodzi w następujący sposób: cząsteczka lub materiał, który ma zostać wprowadzony, jest otoczona przez część błony cytoplazmatycznej, która następnie ulega inwazji. W ten sposób powstaje pęcherzyk zawierający cząsteczkę.

Klasyfikacja

W zależności od rodzaju materiału, który wchodzi, proces endocytozy dzieli się na fagocytozę i pinocytozę..

Pierwsza z nich, fagocytoza, polega na przyjmowaniu cząstek stałych. Obejmuje to duże cząstki, takie jak bakterie, inne nienaruszone komórki lub odpady z innych komórek. W przeciwieństwie do tego, termin pinocytoza jest używany do opisania spożycia płynów.

Czym jest endocytoza za pośrednictwem receptora?

Endocytoza za pośrednictwem receptora jest zjawiskiem komórkowym charakteryzującym się wejściem cząsteczek do komórki w sposób selektywny i kontrolowany. Cząsteczki, które należy wprowadzić, są specyficzne.

Jak wskazuje nazwa procesu, cząsteczka, która ma wejść, jest rozpoznawana przez szereg receptorów znajdujących się na powierzchni komórki. Jednakże receptory te nie są losowo odnajdywane przez błonę. Natomiast jego fizyczne położenie jest bardzo punktowe w regionach zwanych „wgłębieniami pokrytymi klatryną”.

Wgłębienia tworzą inwazję rozpoczynającą się od błony, co prowadzi do tworzenia pęcherzyków pokrytych klatryną, które zawierają receptory i ich odpowiednie związane makrocząsteczki. Makrocząsteczka, która wiąże się z receptorem, nazywana jest ligandem.

Po utworzeniu małych pęcherzyków klatryny dochodzi do fuzji tych ostatnich ze strukturami zwanymi wczesnymi endosomami. W tym etapie zawartość wnętrza pęcherzyka klatryny jest rozprowadzana do różnych regionów. Jednym z nich są lizosomy lub mogą być poddane recyklingowi w błonie plazmatycznej.

Funkcje

Procesy pinocytozy i tradycyjnej fagocytozy są typu niedyskryminującego. Oznacza to, że pęcherzyki zatrzymają każdą cząsteczkę - stałą lub płynną - która znajduje się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej i jest transportowana do komórki.

Endocytoza za pośrednictwem receptora zapewnia komórce bardzo selektywny mechanizm, który umożliwia rozróżnienie i zwiększenie wydajności internalizacji cząstek do pożywki komórkowej.

Jak zobaczymy później, proces ten pozwala na pobieranie bardzo ważnych cząsteczek, takich jak cholesterol, witamina B12 i żelazo. Te dwie ostatnie cząsteczki są wykorzystywane do syntezy hemoglobiny i innych cząsteczek

Niestety, obecność receptorów, które pośredniczą w endocytozie, została wykorzystana przez szereg cząstek wirusowych do wejścia do komórki - na przykład wirus grypy i wirusa HIV..

Proces

Aby zrozumieć, w jaki sposób zachodzi proces endocytozy za pośrednictwem receptora, zastosowano wychwyt cholesterolu przez komórki ssaków.

Cholesterol jest cząsteczką natury lipidowej o wielu funkcjach, takich jak modyfikacja płynności błon komórkowych i prekursor hormonów steroidowych związanych z funkcją seksualną organizmów.

Model endocytozy za pośrednictwem receptora: cholesterol u ssaków

Cholesterol jest cząsteczką wysoce nierozpuszczalną w wodzie. Dlatego jego transport zachodzi w krwiobiegu w postaci cząstek lipoprotein. Do najczęstszych należą lipoproteiny o niskiej gęstości, powszechnie określane skrótem LDL - akronim od jego akronimu w języku angielskim lipoproteiny o niskiej gęstości.

Dzięki badaniom przeprowadzonym w laboratorium stwierdzono, że cząsteczka LDL dostaje się do komórki z powodu wiązania się ze specyficznym receptorem powierzchniowym komórki zlokalizowanym w depresjach pokrytych klatryną.

Wnętrze endosomów z LDL jest kwasem, który pozwala na dysocjację cząsteczki LDL i jej receptora.

Po oddzieleniu los receptorów ma być zawrócony do błony plazmatycznej, podczas gdy LDL kontynuuje swój transport teraz w lizosomach. Wewnątrz LDL jest hydrolizowany przez specyficzne enzymy wytwarzające cholestarol.

Wreszcie uwalniany jest cholesterol, a komórka może go przyjąć i wykorzystywać w różnych zadaniach, gdzie jest to wymagane, takich jak membrany.

Co się stanie, gdy system zawiedzie?

Istnieje dziedziczny stan zwany rodzinną hipercholesterolemią. Jednym z objawów tej patologii jest wysoki poziom cholesterolu. Zaburzenie to pojawia się z powodu niezdolności do wprowadzenia cząsteczki LDL z płynów pozakomórkowych do komórek. Pacjenci wykazują małe mutacje w receptorach.

Po odkryciu choroby można było stwierdzić, że w zdrowych komórkach istnieje receptor odpowiedzialny za pośredniczenie w wejściu LDL, który gromadzi się w punktowych depresjach komórkowych.

W niektórych przypadkach pacjenci byli w stanie rozpoznać LDL, ale ich receptorów nie znaleziono w powlekanych depresjach. Fakt ten doprowadził do uznania znaczenia powlekanych depresji w procesie endocytozy.

Endocytoza niezależna od klatryny

Komórki mają również szlaki, które umożliwiają wykonanie endocytozy bez udziału klatriny. Wśród tych ścieżek wyróżniają się cząsteczki związane z błonami i płynami, które mogą być endocytozowane pomimo braku klatryny.

Cząsteczki, które wchodzą w ten sposób, penetrują małe inwazje zwane kaweolami zlokalizowanymi w błonie plazmatycznej.

Referencje

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... i Walter, P. (2013). Niezbędna biologia komórki. Garland Science.
  2. Cooper, G. M. i Hausman, R. E. (2007). Komórka: podejście molekularne. Waszyngton, DC, Sunderland, MA.
  3. Curtis, H. i Barnes, N. S. (1994). Zaproszenie do biologii. Macmillan.
  4. Hill, R.W., Wyse, G.A., Anderson, M. i Anderson, M. (2004). Fizjologia zwierząt. Sinauer Associates.
  5. Karp, G. (2009). Komórka i biologia molekularna: koncepcje i eksperymenty. John Wiley & Sons.
  6. Kierszenbaum, A. L. (2012). Histologia i biologia komórki. Elsevier Brazylia.
  7. Koolman, J. i Röhm, K. H. (2005). Biochemia: tekst i atlas. Ed. Panamericana Medical.
  8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Biologia komórek molekularnych. Macmillan.
  9. Voet, D. i Voet, J. G. (2006). Biochemia. Ed. Panamericana Medical.