Proces pinocytozy, funkcje i różnica z fagocytozą



The pinocytoza jest to proces komórkowy, który polega na spożyciu cząstek pożywki, zazwyczaj o małych rozmiarach i w postaci rozpuszczalnej, poprzez tworzenie małych pęcherzyków w błonie plazmatycznej komórki. Ten proces jest zasadniczo uważany za komórkową akcję „picia”. Pęcherzyki zostaną uwolnione po procesie inwazji błony komórkowej w tym samym.

Ten proces wychwytywania ciekłego materiału obejmuje rozpuszczone cząsteczki lub zawieszone mikrocząstki. Jest to jeden z różnorodnych sposobów włączania materiału pozakomórkowego lub endocytozy, którego komórka używa do utrzymania energii.

Inne procesy, w których komórka przenosi materiał zewnątrzkomórkowy, obejmują zastosowanie białek transporterowych i białek kanałowych przez dwuwarstwę fosfolipidową błony cytoplazmatycznej. Jednakże w pinocytozie uwięziony materiał jest otoczony przez część membrany.

Indeks

  • 1 Rodzaje pinocytozy
  • 2 Proces
    • 2.1 Endocytoza, w której pośredniczą receptory lub pinocytoza absorpcyjna
    • 2.2 Ile jest odbiorników?
    • 2.3 Pitocytoza płynna
  • 3 funkcje
    • 3.1 Pinocytoza absorpcyjna
    • 3.2 Inne metabolity uwięzione w chłonnych pinocytach
    • 3.3 Pinocytoza pęcherzyków nieobjęta klatryną
  • 4 Skala pinocytozy
  • 5 Różnica w fagocytozie
    • 5.1 Gdzie występuje fagocytoza??
  • 6 referencji

Rodzaje pinocytozy

Ten proces endocytozy może być generowany na dwa różne sposoby: „pinocytoza płynna” i „pinocytoza adsorpcyjna”. Obie różnią się sposobem wprowadzania cząstek lub substancji w zawiesinie do cytoplazmy.

W pinocytozie płynnej substancje są absorbowane rozpuszczalne w płynie. Szybkość wprowadzania tych substancji rozpuszczonych do komórki jest proporcjonalna do ich stężenia w środowisku pozakomórkowym i zależy również od zdolności komórki do tworzenia pęcherzyków pinocytowych.

W przeciwieństwie do tego, szybkość wprowadzania „cząsteczki” przez chłonną pinocytozę jest podana przez stężenie cząsteczki w środowisku zewnętrznym oprócz liczby, powinowactwa i funkcji receptorów tych cząsteczek znajdujących się na powierzchni błony komórkowej. Ten ostatni proces dostosowuje się do kinetyki enzymatycznej Michaelisa-Mentena.

Wszystkie rzeczy są równe (stężenie molekuł, które mają zostać wchłonięte), chłonna pinozyt będzie 100 do 1000 razy szybsza niż płynna i bardziej wydajna w absorpcji cieczy (mniej).

Proces

Pinocytoza jest bardzo powszechnym procesem w komórkach eukariotycznych. Składa się z ruchu cząstek z zewnętrznej komórki poprzez tworzenie pęcherzyka pinocytowego, inwazji błony komórkowej, która kończy się oderwaniem od tego ostatniego, tworząc część cytoplazmy.

Ogólnie, większość pęcherzyków endocytarnych pochodzących z błony komórkowej podąża ścieżką pinocytozy. Pęcherzyki te mają pierwotne endosomy, które następnie zostaną przeniesione do lizosomów, organelli komórkowych odpowiedzialnych za trawienie komórek.

Endocytoza za pośrednictwem receptorów lub pinocytozy absorpcyjnej

Jest to najlepiej przebadana forma pinocytozy. W tym przypadku mechanizm pozwala na selektywne wprowadzanie zdefiniowanych makrocząsteczek. Makrocząsteczki znajdujące się w środowisku pozakomórkowym domyślnie będą wiązać się ze specyficznymi receptorami w błonie plazmatycznej.

Ogólnie, wyspecjalizowane receptory znajdują się w sektorach błony zwanych „depresjami pokrytymi klatryną”. W tym momencie pęcherzyki pinocytarne utworzone w tych regionach będą miały powłokę tego białka (klatryny) i będą również zawierać receptor i ligand (zwykle lipoproteiny).

Gdy powleczone pęcherzyki są już w cytoplazmie, łączą się z wczesnymi endosomami, czyli najbliższymi błoną komórkową.

Od tego momentu może wystąpić kilka złożonych procesów, w tym wyjście pęcherzyków recyklingu w kierunku błony komórkowej i aparatu Golgiego (które transportują receptory błonowe i inne materiały) lub pęcherzyki lub ciała wielopęcherzykowe, które podążają za proces transportu materiału w kierunku lizosomów.

Ile jest odbiorników?

Są to ponad 20 różnych receptorów, które wprowadzają makrocząsteczki selektywnie do komórki. Podczas tego procesu płyn inny niż ośrodek cytoplazmatyczny jest również włączany w sposób nieselektywny, co nazywa się „endocytozą w fazie płynnej”.

W każdej depresji lub wgłębieniu pokrytym klatryną obecnym w błonie komórkowej nie ma pojedynczego typu receptora; zamiast tego istnieją różne receptory, które są internalizowane jednocześnie w komórce z utworzeniem pojedynczego pęcherzyka.

W tym procesie i tworzeniu pęcherzyków recyklingu, które wracają z powrotem do błony w celu reintegracji, obecność kompleksu receptorowego lub jego ligandów (otrzymanych cząsteczek) wpływa w pewien sposób na obecność innych receptorów i cząsteczek.

Pitocytoza płynna

W tym przypadku jest to proces nieselektywny, w którym cząsteczki lub cząstki są aktywnie wychwytywane. Pęcherzyki utworzone ze ściany komórkowej nie są pokryte klatryną, ale białkami, takimi jak kaweolina. W niektórych przypadkach proces ten nazywany jest potocitozą.

Funkcje

Podczas procesu istnieje wiele materiałów, które są włączone do komórki, selektywnie z tworzeniem pęcherzyków pokrytych klatryną lub nieselektywnie przez niepowlekane pęcherzyki.

Pinocytoza absorpcyjna

W lukach błony komórkowej pokrytej klatryną mogą gromadzić się różne receptory, które rozpoznają hormony, czynniki wzrostu, białka transportowe, oprócz innych białek i lipoprotein.

Jednym z najlepiej ocenianych procesów jest wychwytywanie cholesterolu w komórkach ssaków, w których pośredniczy obecność specyficznych receptorów w błonie komórkowej.

Ogólnie, cholesterol jest transportowany w krwiobiegu w postaci lipoprotein, z których najczęstszą jest lipoproteina o niskiej gęstości (LDL)..

Gdy pokryty pęcherzyk znajdzie się w cytoplazmie, receptory są zawracane z powrotem do błony, a cholesterol w postaci LDC jest transportowany do lizosomów w celu przetworzenia i wykorzystania przez komórkę.

Inne metabolity uwięzione w chłonnych pinocytach

Ten proces jest również wykorzystywany do wychwytywania szeregu metabolitów o dużym znaczeniu w aktywności komórkowej. Niektóre z nich to witamina B12 i żelazo, których komórka nie może uzyskać poprzez aktywne procesy transportu przez błonę.

Te dwa metabolity są niezbędne w syntezie hemoglobiny, która jest największym białkiem obecnym w krwinkach czerwonych we krwi.

Z drugiej strony, wiele receptorów obecnych w błonie komórkowej, które nie są poddawane recyklingowi, są wchłaniane w ten sposób i transportowane do lizosomów w celu strawienia przez różne enzymy..

Niestety, dzięki tej ścieżce (pinocytoza za pośrednictwem receptora) wiele wirusów, takich jak grypa i HIV, dostaje się do komórki.

Pinocytoza pęcherzyków nieobjęta klatryną

Gdy pinocytoza występuje w inny sposób, w którym nie tworzą się pęcherzyki pokryte klatryną, proces okazuje się szczególnie dynamiczny i bardzo skuteczny.

Na przykład, w komórkach śródbłonka, które są częścią naczyń krwionośnych, utworzone pęcherzyki muszą mobilizować duże ilości substancji rozpuszczonych z krwiobiegu do przestrzeni wewnątrzkomórkowej..

Skala pinocytozy

Na przykład wgłębienia pokryte klatryną zajmują około 2% powierzchni błony plazmatycznej, a ich przybliżony czas życia wynosi do dwóch minut.

W tym sensie chłonna pinocytoza powoduje internalizację całej błony komórkowej w komórce przez tworzenie powleczonych pęcherzyków w ciągu jednej do dwóch godzin, co średnio wynosi od 3 do 5% błony plazma na każdą minutę.

Na przykład makrofag jest zdolny do integracji około 35% objętości cytoplazmy w ciągu około godziny. Ilość rozpuszczonych substancji i cząsteczek nie wpływa w żadnym momencie na szybkość tworzenia pęcherzyków i ich internalizacji.

Różnica z fagocytozą

Fagocytoza i pinocytoza są podobnymi procesami, w których komórka internalizuje materiał pozakomórkowy do przetworzenia; oba są procesami, które potrzebują energii, więc są uważane za aktywne mechanizmy transportu. W przeciwieństwie do pinocytozy, fagocytoza jest dosłownie sposobem, w jaki komórka „zjada”.

Fagocytoza charakteryzuje się „spożyciem” dużych cząstek, które obejmują bakterie, różne szczątki komórkowe, a nawet nienaruszone komórki. Cząstka, która ma być fagocytowana, wiąże się z receptorami znajdującymi się na powierzchni błony komórkowej (która rozpoznaje między innymi pozostałości mannozy, N-aceltiglukozamidu), które wyzwalają rozprzestrzenianie się pseudopodów otaczających cząstkę.

Po połączeniu się błony wokół niej powstaje duży pęcherzyk (w przeciwieństwie do tych wytwarzanych w procesie pinocytozy) zwanym fagosomem, który jest uwalniany do cytoplazmy. Wtedy fagosom wiąże się z lizosomem, tworząc fagolizosom.

W obrębie fagolizosomu trawienie materiału zachodzi dzięki aktywności enzymatycznej hydrolaz kwasu lizosomalnego. Proces ten przetwarza również receptory i część zinternalizowanych membran, które powracają w postaci zawracających pęcherzyków na powierzchnię komórki.

Gdzie występuje fagocytoza??

Jest to bardzo powszechny proces, w którym żywią się organizmy, takie jak pierwotniaki i niższe metazoany. Ponadto w organizmach wielokomórkowych fagocytoza stanowi pierwszą linię obrony przed obcymi czynnikami.

Sposób, w jaki wyspecjalizowane komórki, w tym kilka typów leukocytów (makrofagów i neutrofili) niszczą zewnętrzne mikroorganizmy i pochłaniają szczątki komórkowe, jest niezbędny do utrzymania systemu organizmu.

Referencje

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2004). Niezbędna biologia komórki. Nowy Jork: Garland Science.
  2. Cooper, G. M., Hausman, R. E. i Wright, N. (2010). Komórka. (str. 397-402). Marbán.
  3. Hickman, C. P, Roberts, L. S., Keen, S.L., Larson, A., I'Anson, H. i Eisenhour, D.J. (2008). Zintegrowane zasady zoologii. Nowy Jork: McGraw-Hill.
  4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Biologia komórkowa i molekularna. Meksyk Pearson Education.
  5. Kühnel, W. (2005). Atlas kolor cytologii i histologii. Madryt, Hiszpania: Redakcja Medica Panamericana.
  6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). Eckerd Animal Physiology: Mechanizmy i adaptacje. Hiszpania: McGraw-Hill.