The endocytóza Zahrnuje procesy, které umožňují efektivní vstup různých materiálů do buňky. Buněčná membrána je poměrně přísná struktura kontroly, jak vstupu, tak i výstupu, z velkého množství extracelulárního materiálu a dokonce i cytoplazmatického materiálu. Spolu s dalšími procesy, jako je jednoduchá difúze a osmóza, buňka integruje materiál nezbytný pro správnou funkci buňky.
Jak probíhá proces endocytózy, vstupují molekuly velké molekulové velikosti, částice a dokonce i směsi v roztoku. K tomu dochází z invaginací nebo vaků, které pocházejí z membrány a vstupují do cytoplazmy ve formě vezikul, kde budou zpracovány buněčným zažívacím aparátem..
Proces endocytózy (vstup materiálu do buňky) i exocytóza (proces výstupu materiálu z buňky) jsou u eukaryotických organismů výlučné.
Eukaryotická buňka má vysoké energetické nároky, protože je větší (v průměru 1000krát větší) než jakýkoli prokaryotický organismus. Je to z toho důvodu, že eukaryotická buňka potřebuje mechanismy, které umožňují vstup materiálů, aby v ní mohla probíhat celá řada biosyntetických reakcí..
Rejstřík článků
Prostřednictvím procesu endocytózy si buňka udržuje efektivní výměnu s vnějším prostředím.
Během tohoto buněčného mechanismu mohou do buňky vstoupit velmi rozmanité materiály; Tímto způsobem se proces endocytózy může lišit v závislosti na povaze materiálu, který je buňkou pohlcen, a na tom, zda jsou v procesu mediátory..
Procesy, ve kterých buňka z plazmatické membrány obsahuje velké částice, se nazývají fagocytóza. Stejným způsobem může buňka obsahovat také molekuly a jiné rozpuštěné látky, které tento typ endocytózy nazývají „pinocytóza“.
Kromě těchto procesů lze materiál, který vstupuje do buňky, předem vybrat ve specializovaných oblastech plazmatické membrány. V tomto případě je endocytóza zprostředkována receptory a materiál, který vstupuje do buňky, je spojen s těmito receptory, aby byl přenesen do vnitřku buňky ve speciálních vezikulách..
Všechny eukaryotické buňky absorbují kapaliny a rozpuštěné látky prostřednictvím pinocytózy, ale pouze několik specializovaných buněk provádí proces fagocytózy, jak uvidíme později..
Fagocytóza je specializovaná forma endocytózy. Při této příležitosti jsou velké částice nebo molekuly, které zahrnují odpadní látky, mikroorganismy a další buňky, přijímány invaginacemi buněčné membrány. Vzhledem k povaze tohoto procesu se navrhuje jako buněčná akce „jídla“.
Částice, které jsou rozpoznávány jako „spotřebované“, se vážou na (specializované) receptory, které je rozpoznávají na buněčném povrchu. Tyto receptory rozpoznávají kromě mnoha dalších proteinů hlavně zbytky N-acetylglukosamidu, manózy, které spouštějí rozšíření pseudopodů, které obklopují částice a pohlcují ji..
Pohyb těchto pseudopodií je určen hlavně působením aktinových a myosinových vláken na povrch buněk..
Jakmile jsou zachyceni v buněčné membráně, vstupují do cytosolu ve formě velkých vezikul zvaných fagosomy. Ty se budou vázat na lysosom (buněčná organela, která obsahuje širokou škálu trávicích enzymů) a vytvoří vakuolu pro zpracování, rozložení a degradaci materiálu zvaného fagolysozom..
Fagolysozomy mohou být poměrně velké a heterogenní, protože jejich velikost a tvar jsou určeny množstvím materiálu, který je tráven..
V této zažívací vakuole vytváří enzymatická aktivita velké množství základních produktů, které budou k dispozici pro použití jako zdroj energie buňkou..
Na rozdíl od výše vysvětleného procesu je pinocytóza proces, při kterém jsou nepřetržitě přijímány malé částice, které jsou ve většině případů v rozpustné formě. Zde buňka pohlcuje malé množství materiálu tvorbou membránových vezikul, které se uvolňují do cytoplazmy..
Proces pinocytózy je v zásadě považován za buněčné působení „pití“, protože většina materiálu, který vstupuje do buňky, je kapalná..
Pinocytóza může nastat dvěma způsoby; „tekutým nebo jednoduchým“ způsobem nebo „absorpčním“ způsobem.
Oba typy pinocytózy se liší podle toho, jak jsou internalizovány látky v roztoku nebo malé částice. U tekuté pinocytózy vstupují látky v roztoku do buňky jako funkce koncentračního gradientu s extracelulárním médiem, což závisí na rychlosti, s jakou se v buněčné membráně tvoří pinocytické vezikuly..
Absorpční pinocytóza je účinnější proces, rychlost vstupu rozpuštěných látek do cytoplazmy je 100 až 1 000krát vyšší, než když se provádí pomocí tekuté pinocytózy, což představuje speciální proces receptorem zprostředkované endocytózy.
Receptorem zprostředkovaná endocytóza je specializovaný proces pinocytózy a nejlépe studovaný proces buněčné endocytózy. V tomto okamžiku vstupují látky, které vstupují do cytosolu, zvoleným způsobem prostřednictvím účasti specifických receptorů, které se nacházejí ve větší koncentraci v malých sektorech plazmatické membrány..
Molekuly se často spojují předem s receptory nalezenými v konvolucích buněčného povrchu nazývaných „deprese potažené klatrinem“. Tyto deprese obsahují v některých případech více než 20 receptorů, z nichž každý je specifický pro konkrétní makromolekulu..
Vezikuly vytvořené v těchto specializovaných oblastech membrány budou potaženy klatrinovým proteinem a budou zahrnovat, jakmile se vezikul uvolní v cytoplazmě, membránové receptory (jejich různé typy), a budou také internalizovat malé množství extracelulární tekutiny..
Naproti tomu u tekuté pinocytózy není materiál, který vstupuje do buňky, vybrán a vezikuly vytvořené v buněčné membráně nepředstavují žádný povlak klatrinem, ale častěji proteiny, jako je kaveolin. Tento proces se také nazývá endocytóza nezávislá na klatrinu..
Existují také některé větší vakuoly, které vstupují do materiálu v roztoku do buňky v procesu známém jako „makropinocytóza“. Během tohoto procesu nedochází k selektivitě materiálu.
Endocytóza má v buňce velké množství kanceláří, ale ty se liší, pokud jde o jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy nebo o typ požadavků, které buňka v určitém okamžiku má.
Proces lze považovat za primární krmný proces nebo za obranu a způsob likvidace odpadu. U prvoků a organismů nižších metazoanů (například u améb) je fagocytóza mechanismem k zachycení částic potravy, ať už jde o odpadní látky, bakterie nebo jiné prvoky..
Tyto organismy detekují materiál, který má být pohlcen, přes membránové receptory a obklopují jej membránovými výstupky a vytvářejí velkou vezikulu, která bude zpracována uvnitř organismu..
Na druhou stranu ve většině organismů plní fagocytóza jiné funkce než buněčnou výživu. V tomto případě je fagocytóza využívána specializovanými buňkami zvanými „profesionální“ fagocyty, které jako obranný mechanismus vylučují z těla jak odpadní látky, tak invazní látky..
Funkcí pinocytózy je v zásadě zahrnout materiál v roztoku do buňky. Absorbované rozpuštěné látky a metabolity jsou určeny pro buněčný metabolismus a používají se také při syntéze několika proteinů, které mají velký význam pro fungování organismu..
Na druhou stranu lze vstupní materiál zvolit tak, aby poskytoval energii z první ruky buněčnému metabolismu..
Endocytóza se vyskytuje v různých měřítcích v eukaryotických organismech. Zde uvedeme několik vynikajících příkladů:
U savců i jiných obratlovců existuje několik tříd buněk, které jsou součástí krevní tkáně a nazývají se společně bílými krvinkami. Tyto buňky fungují jako profesionální fagocyty, což znamená, že se jedná o specializované buňky na pohlcování materiálu..
Makrofágy, lymfocyty a neutrofily (leukocyty), jsou zodpovědné za eliminaci a přijímání infekčních mikroorganismů z těla.
Fagocyty v krvi obecně fungují nejlépe, když mohou zachytit patogen na povrchu, jako je stěna cévy nebo fibrinová sraženina..
Tyto buňky se účastní specifických a nespecifických imunitních funkcí, existují dokonce i fagocyty specializované na prezentaci antigenů pro spuštění imunitní odpovědi
Kromě toho jsou makrofágy „hlavně“ odpovědné za pohlcení a eliminaci přibližně 10jedenáct červené krvinky, kromě jiných starých buněk a odpadních látek, k udržení procesu nepřetržité obnovy buněk. Spolu s lymfocyty působí při ničení většiny patogenů v těle.
Proces pinocytózy je obvykle docela účinný při zabudování extracelulárního materiálu. Při absorpční pinocytóze mohou receptory umístěné v membránových fosfátových váčcích potažených klatrinem rozpoznávat růstové faktory, různé hormony, nosné proteiny i lipoproteiny a další proteiny..
Klasickým příkladem tohoto procesu je zachycování cholesterolu z receptorů na membráně. Cholesterol je transportován do krevního řečiště ve formě lipoproteinů, nejčastěji mobilizovanými jsou LDC nebo lipoproteiny s nízkou hustotou..
V procesu je však také zachycena celá řada metabolitů, jako je vitamin B12 a dokonce i železo, materiály, které buňka nemůže internalizovat prostřednictvím aktivních transportních procesů. Oba určují metabolity při syntéze hemoglobinu, proteinu specializovaného na transport kyslíku v krvi.
Na druhou stranu je materiál také účinně integrován do buňky prostřednictvím tekuté pinocytózy. V endotelových buňkách krevních cév vezikuly transportují velké množství rozpuštěných látek a tekutin z krevního řečiště do intracelulárního prostoru..
Endocytóza je velmi běžný proces v eukaryotických buňkách, ve kterém je materiál integrován jak v roztoku, tak ve formě makromolekul a dokonce celých buněk a mikroorganismů..
V případě endocytózy zprostředkované receptorem zabírají deprese potažené klatrinem asi 2% celkového povrchu buněčné membrány. Každá z těchto depresí má poločas rozpadu dvě minuty, což způsobí internalizaci celé buněčné membrány v období mezi 1 a 2 hodinami..
To znamená, že v průměru je každou minutu internalizováno 3 až 5% membrány, což nám dává představu o rozsahu procesu a jeho nepřetržité obnově, kterou buněčná membrána prochází..
Makrofágy přítomné v krevní tkáni například „pohltí“ až 35% svého cytoplazmatického objemu přibližně za hodinu, 3% plazmatické membrány každou minutu a 100% přibližně za půl hodiny..
Přestože se jedná o základní proces buněčné výživy, absorpce odpadních látek a zachycení vnějších mikroorganismů, během procesů, jako je endocytóza zprostředkovaná receptory, vstupuje do buňky mnoho virů a patogenů. Chřipka a HIV se touto cestou řídí jako přímá cesta do nitra buněk.
Vezikuly uvolněné do cytoplazmy a materiál v nich obsažený jsou zpracovávány lysozomy. V lysosomech existuje silná enzymatická baterie, kde se látky přítomné ve vezikulích buněčným metabolismem degradují na použitelné produkty..
V procesu degradace se však získávají různé složky plazmatické membrány. Specifické receptory depresí potažených klatrinem a jinými materiály, jako jsou různé membránové proteiny, jsou odeslány do Golgiho aparátu nebo na povrch buněk, aby do něj byly znovu začleněny v recyklačních vezikulách.
Tento recyklační proces je velmi pohodlný a probíhá stejnou rychlostí, s jakou se vytvářejí vezikuly, protože buněčná membrána každou hodinu znovu syntetizuje pouze 5% svého povrchu..
Zatím žádné komentáře