22 просмотров

Определение и объяснение этапов эндоцитоза

эндоцитоз

эндоцитоз процесс, посредством которого клетки усваивают вещества из внешней среды. Именно так клетки получают питательные вещества, необходимые им для роста и развития. Вещества, интернализируемые эндоцитозом, включают жидкости, электролиты, белки и другие макромолекулы. Эндоцитоз также является одним из способов, с помощью которых лейкоциты иммунной системы захватывают и уничтожают потенциальные патогены, включая бактерии и протистов. Процесс эндоцитоза можно разделить на три основных этапа.

Основные этапы эндоцитоза

  1. Плазматическая мембрана загибается внутрь (инвагинирует), образуя полость, которая заполняется внеклеточной жидкостью, растворенными молекулами, частицами пищи, инородными телами, патогенами или другими веществами.
  2. Плазматическая мембрана загибается сама на себя до тех пор, пока концы загнутой внутрь мембраны не встретятся. Это задерживает жидкость внутри пузырька. В некоторых клетках также образуются длинные каналы, отходящие от мембраны вглубь цитоплазмы.
  3. Везикула отщипывается от мембраны, когда концы складчатой ​​мембраны сливаются вместе. Интернализованная везикула затем обрабатывается клеткой.

Различают три основных типа эндоцитоза: фагоцитоз, пиноцитоз и эндоцитоз, опосредованный рецепторами. Фагоцитоз также называется «поеданием клеток» и включает в себя потребление твердого материала или частиц пищи. Пиноцитоз, также называемый «клеточным питьем», включает в себя потребление молекул, растворенных в жидкости. Рецептор-опосредованного эндоцитоза включает поглощение молекул на основе их взаимодействия с рецепторами на поверхности клетки.

Клеточная мембрана и эндоцитоз

Клеточная мембрана

Для возникновения эндоцитоза вещества должны быть заключены в везикулу, образованную из клеточной мембраны, или плазматическая мембрана. Основными компонентами этой мембраны являются белки и липиды, которые способствуют гибкости клеточной мембраны и транспорту молекул. Фосфолипиды отвечают за формирование двухслойного барьера между внешней клеточной средой и внутренней частью клетки. Фосфолипиды имеют гидрофильный (тянется к воде) головы и гидрофобный (отталкиваемые водой) хвосты. При контакте с жидкостью они спонтанно располагаются так, что их гидрофильные головки обращены к цитозолю и внеклеточной жидкости, а гидрофобные хвосты удаляются от жидкости во внутреннюю область липидного бислоя мембраны.

Клеточная мембрана полупроницаемый, что означает, что только определенные молекулы могут диффундировать через мембрану. Веществам, которые не могут диффундировать через клеточную мембрану, должны способствовать процессы пассивной диффузии (облегченная диффузия), активный транспорт (требуется энергия) или эндоцитоз. Эндоцитоз включает удаление участков клеточной мембраны для образования везикул и интернализации веществ. Чтобы сохранить размер клетки, мембранные компоненты должны быть заменены. Это достигается процессом экзоцитоза. В отличие от эндоцитоза, экзоцитоз включает в себя образование, транспортировку и слияние внутренних пузырьков с клеточной мембраной для вытеснения веществ из клетки.

Фагоцитоз

Фагоцитоз - лейкоциты

Фагоцитоз это форма эндоцитоза, которая включает поглощение крупных частиц или клеток. Фагоцитоз позволяет иммунным клеткам, таким как макрофаги, избавить организм от бактерий, раковых клеток, инфицированных вирусом клеток или других вредных веществ. Это также процесс, посредством которого такие организмы, как амебы, получают пищу из окружающей среды. При фагоцитозе фагоцитирующая клетка или фагоцит должен иметь возможность прикрепляться к клетке-мишени, усваивать ее, деградировать и изгонять отходы. Этот процесс, происходящий в иммунных клетках, описан ниже.

Основные этапы фагоцитоза

  • Обнаружение: Фагоцит обнаруживает антиген (вещество, вызывающее иммунный ответ), такой как бактерия, и движется к клетке-мишени.
  • Вложение: Фагоцит вступает в контакт с бактерией и прикрепляется к ней. Это связывание инициирует образование псевдоподия (расширения клетки), которые окружают бактерию.
  • Проглатывание: Окруженная бактерия заключена в везикулу, образующуюся при слиянии мембран псевдоподий. Этот пузырь с заключенной в нем бактерией называется фагосома, интернализуется фагоцитом.
  • Слияние: Фагосома сливается с органеллой, называемой лизосомой, и становится известной как фаголизосома. Лизосомы содержат ферменты, расщепляющие органический материал. Высвобождение пищеварительных ферментов внутри фаголизосом разрушает бактерию.
  • Исключение: Деградированный материал удаляется из клетки путем экзоцитоза.

Фагоцитоз у протистов происходит аналогично и чаще, поскольку это средство, с помощью которого эти организмы получают пищу. Фагоцитоз у человека осуществляется только специализированными иммунными клетками.

Пиноцитоз

Эндоцитоз - Пиноцитоз

В то время как фагоцитоз включает поедание клеток, пиноцитоз предполагает клеточное питье. Жидкости и растворенные питательные вещества попадают в клетку путем пиноцитоза. Те же основные этапы эндоцитоза используются при пиноцитозе для интернализации везикул и для транспорта частиц и внеклеточной жидкости внутрь клетки. Оказавшись внутри клетки, везикула может слиться с лизосомой. Пищеварительные ферменты лизосом разрушают везикулу и высвобождают ее содержимое в цитоплазму для использования клеткой. В некоторых случаях везикула не сливается с лизосомой, а проходит через клетку и сливается с клеточной мембраной на другой стороне клетки. Это одно из средств, с помощью которых клетка может перерабатывать белки и липиды клеточной мембраны.

Пиноцитоз неспецифичен и происходит в результате двух основных процессов: микропиноцитоза и макропиноцитоза. Как следует из названий, микропиноцитоз включает образование мелких пузырьков (диаметром 0,1 мкм), в то время как макропиноцитоз включает образование более крупных пузырьков (от 0,5 до 5 микрометров в диаметре). Микропиноцитоз встречается в большинстве типов клеток организма, и крошечные везикулы образуются путем отпочкования от клеточной мембраны. Микропиноцитотические везикулы называются кавеолы были впервые обнаружены в эндотелии кровеносных сосудов. Макропиноцитоз обычно наблюдается в лейкоцитах. Этот процесс отличается от микропиноцитоза тем, что везикулы образуются не путем почкования, а за счет складок плазматической мембраны. Складки представляют собой расширенные участки мембраны, которые выступают во внеклеточную жидкость, а затем складываются обратно. При этом клеточная мембрана зачерпывает жидкость, образует везикулу и втягивает везикулу в клетку.

Рецептор-опосредованного эндоцитоза

Рецептор-опосредованного эндоцитоза

Рецептор-опосредованного эндоцитоза это процесс, используемый клетками для избирательной интернализации определенных молекул. Эти молекулы связываются со специфическими рецепторами на клеточной мембране до того, как они интернализуются эндоцитозом. Мембранные рецепторы находятся в областях плазматической мембраны, покрытых белком клатерином, известным как ямы, покрытые клатерином. Как только специфическая молекула связывается с рецептором, области ямок интернализуются и образуются покрытые клатерином везикулы. После слияния с ранним эндосомы (связанные мембраной мешочки, которые помогают сортировать интернализированный материал), клатериновое покрытие удаляется с пузырьков, и содержимое опорожняется в клетку.

Основные этапы рецептор-опосредованного эндоцитоза

  • Указанная молекула связывается с рецептором на плазматической мембране.
  • Связанный с молекулой рецептор мигрирует вдоль мембраны к области, содержащей ямку, покрытую клатерином.
  • После того, как комплексы молекула-рецептор накапливаются в ямке, покрытой клатерином, область ямки образует инвагинацию, которая интернализуется эндоцитозом.
  • Образуется пузырек, покрытый клатерином, который инкапсулирует лиганд-рецепторный комплекс и внеклеточную жидкость.
  • Покрытый клатерином везикул сливается с эндосомой в цитоплазме, и клатериновое покрытие удаляется.
  • Рецептор может быть заключен в липидную мембрану и рециркулирован обратно на плазматическую мембрану.
  • Если не рециклировать, указанная молекула остается в эндосоме, и эндосома сливается с лизосомой.
  • Лизосомальные ферменты расщепляют указанную молекулу и доставляют нужное содержимое в цитоплазму.

Считается, что рецептор-опосредованный эндоцитоз более чем в сто раз эффективнее захватывает селективные молекулы, чем пиноцитоз.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Агрегация в Java: определение и примеры
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x