РЕЦЕПТОРНО-ОПОСРЕДОВАННЫЙ ЭНДОЦИТОЗ: ПРОЦЕСС И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

- Рецептор - опосредованный эндоцитоз представляет собой сотовое явление , включающее управляемые молекулы специфических внутри входа клеток. Материал, который нужно проглотить, постепенно окружается небольшой частью плазматической мембраны, пока не будет покрыто все вещество. Затем этот пузырек отделяется внутрь клетки.

Рецепторы, которые участвуют в этом процессе, расположены на поверхности клетки в областях, называемых «клатриновыми углублениями».

Источник: Алехандро Порто

Этот тип эндоцитоза дает клетке механизм различения входящих веществ. Кроме того, это увеличивает эффективность процесса по сравнению с недискриминационным эндоцитозом.

Противоположная концепция эндоцитоза - экзоцитоз, который включает выброс молекул во внешнюю среду клеток.

Что такое эндоцитоз?

Эукариотические клетки обладают способностью захватывать молекулы из внеклеточной среды и включать их внутрь посредством процесса, называемого эндоцитозом. Этот термин приписывается исследователю Кристиану ДеДюву. Он был предложен в 1963 году и включал прием внутрь широкого диапазона молекул.

Явление происходит следующим образом: молекула или материал, который необходимо ввести, окружены частью цитоплазматической мембраны, которая впоследствии инвагинируется. Таким образом, образуется везикула, содержащая молекулу.

классификация

В зависимости от типа поступающего материала процесс эндоцитоза подразделяется на фагоцитоз и пиноцитоз.

Первый, фагоцитоз, заключается в действии поедания твердых частиц. Сюда входят крупные частицы, такие как бактерии, другие неповрежденные клетки или мусор из других клеток. Напротив, термин пиноцитоз используется для описания приема жидкости.

Что такое рецепторно-опосредованный эндоцитоз?

Рецептор-опосредованный эндоцитоз - это клеточный феномен, характеризующийся избирательным и контролируемым проникновением молекул в клетку. Входящие молекулы специфичны.

Как видно из названия процесса, вводимая молекула распознается рядом рецепторов, расположенных на поверхности клетки. Однако эти рецепторы не обнаруживаются случайно на мембране. Напротив, его физическое расположение очень специфично в регионах, называемых «клатриновыми впадинами».

Углубления образуют впячивание от мембраны, что приводит к образованию покрытых клатрином везикул, которые содержат рецепторы и связанные с ними макромолекулы. Макромолекула, которая связывается с рецептором, называется лигандом.

После образования небольших клатриновых пузырьков последние сливаются со структурами, называемыми ранними эндосомами. На этом этапе содержимое внутренней части клатриновой везикулы распределяется по разным регионам. Один из них - лизосомы, или они могут повторно использоваться в плазматической мембране.

Характеристики

Традиционные процессы пиноцитоза и фагоцитоза носят недискриминационный характер. То есть везикулы улавливают любую молекулу - твердую или жидкую - которая находится во внеклеточном пространстве и транспортируется в клетку.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз обеспечивает клетку очень избирательным механизмом, который позволяет ей различать и увеличивать эффективность интернализации частиц в клеточную среду.

Как мы увидим позже, этот процесс позволяет принимать очень важные молекулы, такие как холестерин, витамин B12 и железо. Эти последние две молекулы используются для синтеза гемоглобина и других молекул.

К сожалению, наличие рецепторов, опосредующих эндоцитоз, было использовано рядом вирусных частиц для проникновения в клетку, например вирусом гриппа и ВИЧ.

Обработать

Чтобы понять, как происходит процесс эндоцитоза, опосредованный рецепторами, было использовано поглощение холестерина клетками млекопитающих.

Холестерин представляет собой липидоподобную молекулу с множеством функций, таких как изменение текучести клеточных мембран и как предшественник стероидных гормонов, связанных с сексуальной функцией организмов.

Модель рецепторно-опосредованного эндоцитоза: холестерин у млекопитающих

Холестерин - это очень нерастворимая молекула в воде. По этой причине его транспорт происходит внутри кровотока в виде липопротеиновых частиц. Среди наиболее распространенных мы находим липопротеины низкой плотности, обычно сокращенно LDL - acronic от его аббревиатуры на английском языке low-density lipoprotein.

Благодаря исследованиям, проведенным в лаборатории, можно было сделать вывод, что проникновение молекулы ЛПНП в клетку происходит путем связывания со специфическим рецептором на поверхности клетки, расположенным в углублениях, покрытых клатрином.

Внутренняя часть эндосом с ЛПНП является кислой, что способствует диссоциации молекулы ЛПНП и ее рецептора.

После разделения рецепторы должны рециклироваться в плазматической мембране, в то время как ЛПНП продолжает свой транспорт теперь в лизосомах. Внутри ЛПНП гидролизуется специфическими ферментами, образуя холестарол.

Наконец, холестерин высвобождается, и клетка может принимать его и использовать в различных задачах, где это необходимо, например, в мембранах.

Что происходит, когда система выходит из строя?

Существует наследственное заболевание, называемое семейной гиперхолестеринемией. Один из симптомов данной патологии - высокий уровень холестерина. Это нарушение возникает из-за неспособности ввести молекулу ЛПНП из внеклеточных жидкостей в клетки. У пациентов наблюдаются небольшие мутации рецепторов.

После открытия болезни стало возможным определить, что в здоровых клетках есть рецептор, ответственный за опосредование проникновения ЛПНП, который накапливается в определенных клеточных депрессиях.

В некоторых случаях пациенты могли распознавать ЛПНП, но его рецепторы не обнаруживались в углублениях, покрытых морщинами. Этот факт привел к признанию важности выстилающих углублений в процессе эндоцитоза.

Клатрин-независимый эндоцитоз

Клетки также имеют пути, позволяющие осуществлять эндоцитоз без участия клатрина. Среди этих путей выделяются молекулы, связанные с мембранами и жидкостями, которые могут эндоцитизироваться, несмотря на отсутствие клатрина.

Молекулы, попадающие таким образом, проникают через небольшие впячивания, называемые кавеолами, расположенные в плазматической мембране.

Ссылки

1. Альбертс, Б., Брей, Д., Хопкин, К., Джонсон, А.Д., Льюис, Дж., Рафф, М.,… и Уолтер, П. (2013). Существенная клеточная биология. Наука о гирляндах.
2. Купер, GM, и Хаусман, RE (2007). Клетка: молекулярный подход. Вашингтон, округ Колумбия, Сандерленд, Массачусетс.
3. Кертис, Х., и Барнс, Н.С. (1994). Приглашение в биологию. Macmillan.
4. Хилл, Р. У., Вайс, Джорджия, Андерсон, М., и Андерсон, М. (2004). Физиология животных. Sinauer Associates.
5. Карп, Г. (2009). Клеточная и молекулярная биология: концепции и эксперименты. Джон Вили и сыновья.
6. Кирзенбаум, А.Л. (2012). Гистология и клеточная биология. Эльзевьер Бразилия.
7. Кулман, Дж. И Рем, К. Х. (2005). Биохимия: текст и атлас. Panamerican Medical Ed.
8. Лодиш, Х., Берк, А., Дарнелл, Дж. Э., Кайзер, Калифорния, Кригер, М., Скотт, М. П.,… и Мацудаира, П. (2008). Молекулярная клеточная биология. Macmillan.
9. Воет, Д. и Воет, Дж. Г. (2006). Биохимия. Panamerican Medical Ed.