РЕЦЕПТОРНО-ОПОСЕРЕДКОВАНИЙ ЕНДОЦИТОЗ: ПРОЦЕС ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

- Рецептор - опосередкований ендоцитоз є стільникове явище , що включає керовані молекули специфічних всередині входу клітин. Поглинається матеріал прогресивно оточується невеликою частиною плазматичної мембрани, поки вся речовина не покриється. Потім ця везикула відділяється у внутрішній клітині.

Рецептори, які беруть участь у цьому процесі, розташовані на клітинній поверхні в областях, названих "поглиблення клатрином".

Джерело: Алехандро Порто

Цей тип ендоцитозу дає клітині механізм розмежувати речовини, які потрапляють. Крім того, це підвищує ефективність процесу порівняно з недискримінаційним ендоцитозом.

Протилежна концепція ендоцитозу - екзоцитоз і включає вивільнення молекул у зовнішнє середовище клітин.

Що таке ендоцитоз?

Еукаріотичні клітини мають здатність захоплювати молекули з позаклітинного середовища та включати їх всередину шляхом процесу, званого ендоцитозом. Термін приписують досліднику Крістіану Дюві. Це було запропоновано в 1963 році і включало в себе прийом всередину широкого спектру молекул.

Явище відбувається наступним чином: молекула або матеріал, який потрібно вводити, оточений частиною цитоплазматичної мембрани, яка згодом інвагінується. Таким чином, утворюється везикул, який містить молекулу.

Класифікація

Залежно від типу матеріалу, який потрапляє, процес ендоцитозу класифікується на фагоцитоз та піноцитоз.

Перший, фагоцитоз, полягає у дії, що потрапляє в організм твердих частинок. Сюди входять великі частинки, такі як бактерії, інші неушкоджені клітини або сміття з інших клітин. Навпаки, термін піноцитоз використовується для опису прийому рідини.

Що таке рецепторно-опосередкований ендоцитоз?

Рецепторно-опосередкований ендоцитоз - це клітинне явище, яке характеризується входженням молекул у клітину вибірково та контрольовано. Молекули для введення є специфічними.

Як вказує назва процесу, молекула, яку потрібно вводити, розпізнається низкою рецепторів, розташованих на поверхні клітини. Однак ці рецептори не зустрічаються випадковим чином через мембрану. На відміну від цього, його фізичне розташування є дуже специфічним у регіонах, названих "западинами клатрину".

Поглиблення утворюють інвагінацію з мембрани, що призводить до утворення покритих клатрином везикул, які містять рецептори та їх відповідні пов'язані макромолекули. Макромолекула, яка зв’язується з рецептором, називається лігандом.

Після утворення дрібних клатринових пухирців останні зливаються зі структурами, званими ранніми ендосомами. На цьому етапі вміст нутрощі клатринової везикули розподіляється по різних регіонах. Одна з них - лізосоми, або їх можна переробити в плазматичну мембрану.

Особливості

Традиційні процеси піноцитозу та фагоцитозу мають недискримінаційний тип. Тобто везикули будуть захоплювати будь-яку молекулу - тверду або рідку - що знаходиться у позаклітинному просторі і транспортуються до клітини.

Рецептор-опосередкований ендоцитоз забезпечує клітину дуже селективним механізмом, що дозволяє їй розрізнити та підвищити ефективність інтерналізації частинок у клітинне середовище.

Як ми побачимо згодом, процес дозволяє приймати дуже важливі молекули, такі як холестерин, вітамін В12 та залізо. Ці останні дві молекули використовуються для синтезу гемоглобіну та інших молекул.

На жаль, наявність рецепторів, які опосередковують ендоцитоз, використовувалася низкою вірусних частинок, щоб потрапити в клітину - наприклад, вірусом грипу та ВІЛ.

Процес

Щоб зрозуміти, як відбувається процес опосередкованого рецепторами ендоцитозу, було використано поглинання холестерину клітинами ссавців.

Холестерин - це ліпідоподібна молекула з численними функціями, такими як зміна текучості в клітинних мембранах і як попередник стероїдних гормонів, пов'язаних із статевою функцією організмів.

Рецепторно-опосередкована модель ендоцитозу: холестерин у ссавців

Холестерин - це високорозчинна молекула у воді. З цієї причини його транспорт відбувається всередину крові у вигляді частинок ліпопротеїну. Серед найпоширеніших ми знаходимо ліпопротеїни низької щільності, які зазвичай скорочуються як ЛПНЩ - акронічний від його абревіатури англійською мовою ліпопротеїдів низької щільності.

Завдяки дослідженням, проведеним в лабораторії, вдалося зробити висновок, що потрапляння молекули ЛПНЩ у клітину відбувається шляхом зв’язування зі специфічним рецептором на клітинній поверхні, розташованої в депресіях, покритих клатрином.

Внутрішня частина ендосом із ЛПНЩ є кислою, що дозволяє дисоціацію молекули ЛПНЩ та її рецептора.

Після відокремлення долі рецепторів слід переробити у плазматичну мембрану, тоді як ЛПНЩ продовжує транспортувати її зараз у лізосомах. Всередині ЛПНЩ гідролізується специфічними ферментами, генеруючи холестарол.

Нарешті, холестерин вивільняється, і клітина може приймати його та використовувати його в різних завданнях, де це потрібно, наприклад, мембранах.

Що відбувається, коли система виходить з ладу?

Існує спадковий стан, який називається сімейною гіперхолестеринемією. Одним із симптомів цієї патології є високий рівень холестерину. Цей розлад виникає через неможливість впровадження молекули ЛПНЩ із позаклітинних рідин у клітини. Пацієнти демонструють невеликі мутації в рецепторах.

Після виявлення захворювання вдалося виявити, що в здорових клітинах є рецептор, відповідальний за посередництво надходження ЛПНЩ, який накопичується в специфічних клітинних западинах.

У деяких випадках пацієнтам вдалося розпізнати ЛПНЩ, але його рецептори не виявлені в вистелених депресіях. Цей факт призвів до визнання важливості вистелених депресій у процесі ендоцитозу.

Клатрин-незалежний ендоцитоз

Клітини також мають шляхи, що дозволяють проводити ендоцитоз без участі клатрину. Серед цих шляхів виділяються молекули, зв’язані з мембранами та рідинами, які можна ендоцитизувати, незважаючи на відсутність клатрину.

Молекули, які вступають таким чином, проникають за допомогою невеликих інвагінацій, званих кавеолами, розташованими в плазматичній мембрані.

Список літератури

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Основна клітинна біологія. Гарленд Наука.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Клітина: молекулярний підхід. Вашингтон, округ Колумбія, Сандерленд, Массачусетс.
3. Кертіс, Х. та Барнс, штат Нью-Йорк (1994). Запрошення до біології. Макміллан.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Фізіологія тварин. Sinauer Associates.
5. Карп, Г. (2009). Клітинна та молекулярна біологія: концепції та експерименти. Джон Вілі та сини.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Гістологія та клітинна біологія. Elsevier Бразилія.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Біохімія: текст та атлас. Panamerican Medical Ed.
8. Лодіш, Х., Берк, А., Дарнелл, Дж. Е., Кайзер, Каліфорнія, Крігер, М., Скотт, депутат, … і Мацудайра, П. (2008). Молекулярна клітинна біологія. Макміллан.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Біохімія. Panamerican Medical Ed.