ENDOSYTOOSI: TYYPIT JA NIIDEN OMINAISUUDET, TOIMINNOT, ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Endosytoosin sisältää prosessit, jotka mahdollistavat tehokkaan pääsyn eri materiaalien soluun solukalvon rakenne on melko tiukka valvonta, sekä tulo ja lähtö, erilaisia solunulkoisen ja sytoplasmisen materiaalin, mukaan lukien materiaaleja. Yhdessä muiden prosessien, kuten yksinkertaisen diffuusion ja osmoosin kanssa, solu integroi solun oikean toiminnan kannalta välttämättömän materiaalin.

Kun endosytoosiprosessi tapahtuu, molekyylit, joilla on suuri molekyylikoko, hiukkaset ja jopa seokset liuoksessa tulevat sisään. Tämä tapahtuu kalvoista peräisin olevista invaginaatioista tai säkeistä, jotka tulevat sytoplasmaan vesikkelien muodossa, missä ne prosessoidaan solujen ruuansulatuskoneilla.

Lähde: Mariana Ruiz Villarreal-johdannaisteos: Gregor_0492

Endosytoosiprosessi (soluun pääsy materiaali) samoin kuin eksosytoosi (solusta poistuva materiaali) ovat yksinoikeudella eukaryoottisissa organismeissa.

Eukaryoottisolulla on suuret energiantarpeet, koska se on suurempi (keskimäärin 1000 kertaa suurempi) kuin mikään prokaryoottinen organismi. Juuri tästä syystä eukaryoottinen solu tarvitsee mekanismeja, jotka sallivat materiaalien pääsyn siten, että siinä tapahtuu suuri joukko biosynteettisiä reaktioita.

Tyypit ja niiden ominaisuudet

Endosytoosiprosessin kautta solu ylläpitää tehokasta vaihtoa ulkoisen ympäristön kanssa.

Tämän solumekanismin aikana soluun voi päästä melko erilaisia ​​materiaaleja; siten endosytoosiprosessi voi vaihdella riippuen solun absorboiman materiaalin luonteesta ja siitä, onko prosessissa välittäjiä.

Niitä prosesseja, joissa plasmamembraanin solu kattaa suuret hiukkaset, kutsutaan fagosytoosiksi. Samoin solu voi käsittää myös molekyylejä ja muita liuenneita aineita, kutsuen tämän tyyppistä endosytoosia "pinosytoosiksi".

Näiden prosessien lisäksi soluun saapuva materiaali voidaan valita aiemmin plasmakalvon erikoisalueilla. Tässä tapauksessa endosytoosi välittyy reseptoreilta ja soluun saapuva materiaali kytketään näihin reseptoreihin siirtääkseen solun sisälle erityisissä vesikkeleissä.

Kaikki eukaryoottisolut absorboivat nesteitä ja liukenevia pinosytoosin kautta, mutta vain harvat erikoistuneet solut suorittavat fagosytoosiprosessin, kuten myöhemmin näemme.

-Phagocytosis

fagosytoosin

Fagosytoosi on erikoinen muoto endosytoosista. Tässä mahdollisuudessa suuret hiukkaset tai molekyylit, joihin kuuluvat jäteaineet, mikro-organismit ja muut solut, nautitaan solukalvon invaginaatioiden kautta. Tämän prosessin luonteen vuoksi sitä ehdotetaan "syömisen" solutoiminnaksi.

Kuinka fagosytoosi tapahtuu?

Hiukkaset, jotka tunnustetaan "kulutetuiksi", sitoutuvat (erikoistuneisiin) reseptoreihin, jotka tunnistavat ne solun pinnalla. Nämä reseptorit tunnistavat pääasiassa N-asetyyliglukosamiditähteet, mannoosin, monien muiden proteiinien lisäksi, jotka laukaisevat partikkelia ympäröivien pseudopodien jatkumisen ja imevät sen.

Näiden pseudopodian liikkeet määräytyvät pääasiassa aktiini- ja myosiinfilamenttien vaikutuksesta solun pinnalle.

Kun ne on vangittu solumembraaniin, ne tulevat sytosoliin suurten rakkuloiden muodossa, joita kutsutaan fagosomeiksi. Nämä sitoutuvat lysosomiin (soluorgaaniseen organeliin, joka sisältää monenlaisia ​​ruuansulatuksesta saatavia entsyymejä), jolloin muodostuu tyhjö fagolysosomiksi kutsuttujen materiaalien prosessoimiseksi, hajottamiseksi ja hajottamiseksi.

Fagolysosomit voivat olla melko suuria ja heterogeenisiä, koska niiden koko ja muoto määräytyvät pilkottavan materiaalin määrän perusteella.

Tässä ruoansulatuskanavan tyhjössä entsymaattinen aktiivisuus tuottaa suuren määrän välttämättömiä tuotteita, joita solu voi käyttää energialähteeksi.

-Pinocytosis

Alkueläinten ravitsemus. Pinosytoosiksi. Kuva: Jacek FH (johdettu Mariana Ruiz Villarreal). Otettu ja muokattu osoitteesta

Toisin kuin edellä selitettiin, pinosytoosi on prosessi, jossa pieniä partikkeleita nautitaan jatkuvasti, jotka useimmissa tapauksissa ovat liukoisessa muodossa. Tässä solu höyryyttää pieniä määriä materiaalia muodostaen kalvorakkeja, jotka vapautuvat sytoplasmaan.

Pinosytoosiprosessia pidetään pohjimmiltaan “juomisen” soluvaikutuksena, koska suurin osa soluun pääsystä materiaalista on nestemäistä.

Kuinka pinosytoosi tapahtuu?

Pinosytoosi voi tapahtua kahdella tavalla; "juoksevalla tai yksinkertaisella" tai "imevällä" tavalla.

Molemmat pinosytoosityypit vaihtelevat riippuen siitä, kuinka liuoksessa olevat aineet tai pienet hiukkaset internalisoituvat. Nestemäisessä pinosytoosissa liuoksessa olevat aineet saapuvat soluun pitoisuusgradientin funktiona solunulkoisen väliaineen kanssa, ja se puolestaan ​​riippuu nopeudesta, jolla pinosyyttiset vesikkelit muodostuvat solukalvolla.

Imeytyvä pinosytoosi on tehokkaampi prosessi, liuenneiden aineiden pääsy sytoplasmaan on 100 - 1000 kertaa suurempi kuin silloin, kun se suoritetaan nestepinosytoosilla, muodostaen erityisen reseptorivälitteisen endosytoosin prosessin.

- Reseptoreiden välittämä endosytoosi

Reseptoreiden välittämä endosytoosi on erikoistunut pinosytoosiprosessi ja parhaiten tutkittu solujen endosytoosiprosesseista. Tässä vaiheessa aineet, jotka pääsevät sytosoliin, tulevat sytosoliin valitulla tavalla osallistumalla spesifisiin reseptoreihin, joita on suurempina pitoisuuksina plasmakalvon pienillä sektoreilla.

Molekyylit assosioituvat usein etukäteen reseptoreihin, joita löydetään solun pinnan kiertymisistä, joita kutsutaan "klatriinipäällysteisiksi masennuksiksi". Nämä masennukset sisältävät joissakin tapauksissa yli 20 reseptoria, joista kukin on spesifinen tietylle makromolekyylille.

Näillä kalvon erikoistuneilla alueilla muodostuneet vesikkelit päällystetään klatriiniproteiinilla, ja niihin sisältyy heti, kun vesikkeli on vapautunut sytoplasmassa, membraanireseptorit (niitä erityyppisiä), ja ne sisällyttävät myös pienet määrät solunulkoista nestettä.

Sitä vastoin nestemäisessä pinosytoosissa soluun saapuvaa materiaalia ei valita ja solumembraaniin muodostetut vesikkelit eivät sisällä klatriinipäällystettä, vaan useammin proteiineilla, kuten caveolin. Tätä prosessia kutsutaan myös klatriiniriippumattomaksi endosytoosiksi.

On myös joitain suurempia tyhjiöitä, jotka kulkevat liuoksessa olevaa materiaalia soluun prosessissa, jota kutsutaan "makropinosytoosiksi". Tämän prosessin aikana ei ole materiaalista selektiivisyyttä.

ominaisuudet

Endosytoosilla on laaja valikoima funktioita solussa, kuitenkin nämä vaihtelevat, jos kyseessä ovat yksisoluiset tai monisoluiset organismit tai vaatimukset, joita solulla on tietyllä hetkellä.

Fagosytoositoiminnot

Prosessia voidaan pitää ensisijaisena syöttöprosessina tai puolustus- ja jätteidenkäsittelymenetelmänä. Alkueläimissä ja alemmissa metanoaanisissa organismeissa (esim. Amebeet) fagosytoosi on mekanismi ruokahiukkasten sieppaamiseksi, olivatpa ne jätettä, bakteereja tai muita alkueläimiä.

Nämä organismit havaitsevat nieltävän materiaalin membraanireseptorien kautta ja peittävät sen membraaniprojektioiden kanssa muodostaen suuren vesikkelin, joka prosessoidaan organismin sisällä.

Toisaalta, useimmissa organismeissa fagosytoosi suorittaa muita tehtäviä kuin solujen ravinto. Tässä tapauksessa fagosytoosia käyttävät erikoistuneet solut, joita kutsutaan "ammattimaisiksi" fagosyyteiksi ja jotka eliminoivat kehosta puolustusmekanismina sekä jäte- että hyökkääjät.

Pinosytoosin toiminnot

Pinosytoosin tehtävä on periaatteessa sisällyttää liuoksessa oleva materiaali soluun. Imeytyneet liuenneet aineet ja metaboliitit on tarkoitettu solujen metaboliaan, ja niitä käytetään myös useiden proteiinien synteesissä, joilla on suuri merkitys organismin toiminnalle.

Toisaalta saapuva materiaali voidaan valita tuottamaan ensikäden energiaa solujen aineenvaihdunnalle.

esimerkit

Endosytoosia esiintyy erilaisissa asteikkoissa eukaryoottisissa organismeissa. Mainitsemme tässä joitain erinomaisia ​​esimerkkejä:

fagosytoosin

Nisäkkäissä ja muissa selkärankaisissa on useita soluluokkia, jotka ovat osa verikudosta, nimeltään valkosolut yhdessä. Nämä solut toimivat kuin ammatilliset fagosyytit, mikä tarkoittaa, että ne ovat erikoistuneita soluja materiaalin gobbingiin.

Makrofaagit, lymfosyytit ja neutrofiilit (leukosyytit) vastaavat tarttuvien mikro-organismien eliminoimisesta ja nauttimisesta kehosta.

Veren fagosyytit toimivat yleensä parhaiten, kun ne voivat tarttua taudinaiheuttajan pintaan, kuten verisuonen seinämään tai fibriinin hyytymään.

Nämä solut osallistuvat spesifisiin ja epäspesifisiin immuunitoimintoihin, on jopa fagosyyttejä, jotka ovat erikoistuneet esittämään antigeenejä immuunivasteen käynnistämiseksi

Tämän lisäksi "pääasiassa" makrofaagit vastaavat noin 10 ¹¹ punasolun ja muiden vanhojen solujen ja jäteaineiden imeytymisestä ja poistamiseksi verestä jatkuvan solujen uusimisprosessin ylläpitämiseksi. Yhdessä lymfosyyttien kanssa ne toimivat elimistön useimpien patogeenien tuhoamisessa.

pinosytoosiksi

Pinosytoosiprosessi on yleensä melko tehokas sisällyttämään solunulkoista materiaalia. Imeytyvässä pinosytoosissa klatriinilla päällystetyillä kalvon fossarakuloilla sijaitsevat reseptorit tunnistavat kasvutekijät, erilaiset hormonit, kantajaproteiinit, samoin kuin lipoproteiinit ja muut proteiinit.

Klassinen esimerkki tästä prosessista on kolesterolin sieppaaminen kalvon reseptoreista. Kolesteroli kuljetetaan verenkiertoon lipoproteiinien muodossa. Yleisimmin mobilisoituneita ovat LDC- tai matalatiheyksiset lipoproteiinit.

Prosessiin vangitaan kuitenkin myös suuri joukko metaboliitteja, kuten B12-vitamiini ja jopa rauta, materiaalit, joita solu ei pysty sisällyttämään aktiivisiin kuljetusprosesseihin. Molemmat määrittävät metaboliitit hemoglobiinin synteesissä, proteiini, joka on erikoistunut hapen kuljetukseen veressä.

Toisaalta materiaali integroituu myös tehokkaasti soluun nestepinosytoosin kautta. Verisuonten endoteelisoluissa vesikkelit kuljettavat suuren määrän liuenneita aineita ja nesteitä verenkierrosta solunsisäiseen tilaan.

Endosytoosi, "laajamittainen prosessi"

Endosytoosi on hyvin yleinen prosessi eukaryoottisissa soluissa, jossa materiaali integroituu sekä liuokseen että makromolekyylien ja jopa kokonaisten solujen ja mikro-organismien muodossa.

Reseptorivälitteisen endosytoosin tapauksessa klatriinilla päällystetyt masennukset vievät noin 2% solukalvon kokonaispinta-alasta. Jokaisella näistä masennuksista on puoliintumisaika kaksi minuuttia, mikä saa aikaan koko solukalvon sisäistumisen 1 - 2 tunnin aikana.

Tämä tarkoittaa, että keskimäärin 3 - 5% kalvosta sisällytetään joka minuutti, mikä antaa meille kuvan prosessin suuruudesta ja jatkuvasta uudistumisesta, jonka solumembraani käy läpi.

Esimerkiksi verikudoksessa olevat makrofaagit "imeytyvät" jopa 35%: iin sytoplasmisesta tilavuudestaan ​​noin tunnissa, 3%: n plasmamembraanista minuutissa, ja 100%: n noin puolen tunnin sisällä.

Endosytoosin haitta

Vaikka se on välttämätön prosessi solujen ravitsemukselle, jäteaineiden imeytymiselle ja ulkoisten mikro-organismien sieppaamiselle, prosessien, kuten reseptorivälitteisen endosytoosin, aikana monet virukset ja patogeenit pääsevät soluun. Influenssa ja HIV seuraavat tätä reittiä suorana pääsynä soluun.

Mitä tapahtuu endosytoosin jälkeen?

Lysosomit käsittelevät sytoplasmaan vapautuneita rakkuloita ja niiden sisältämää materiaalia. Lysosomeissa on voimakas entsymaattinen akku, jossa vesikkeleissä olevat aineet hajoavat käyttökelpoisiksi tuotteiksi solun metabolian avulla.

Hajoamisprosessissa otetaan kuitenkin huomioon plasmamembraanin eri komponentit. Kklatriinilla ja muilla materiaaleilla, kuten erilaisilla membraaniproteiineilla, päällystettyjen masennusten spesifiset reseptorit lähetetään Golgi-laitteeseen tai solun pintaan, jotta se voidaan integroida siihen uudelleen vesikkelien kierrätyksessä.

Tämä kierrätysprosessi on erittäin kätevä ja tapahtuu samalla nopeudella, jonka kanssa vesikkelit muodostuvat, koska solukalvo syntetisoi vain 5% pinnastaan ​​tunnissa.

Viitteet

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Quick Review Microbiology. Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. ja Walter, P. (2004). Oleellinen solubiologia. New York: Garland Science. 2. painos
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Mikro-organismien biologia. Pearson koulutus.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Solu. (s. 397 - 402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Integroituneet eläintieteen periaatteet. New York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Solu- ja molekyylibiologia. Meksiko. Toimituksellinen Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Sytologian ja histologian väri Atlas (11. painos), Madrid, Espanja: Toimittaja Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Reseptorivälitteisen endosytoosin mekanismi. Eur., J. Biochem. 202: 689-699.