Wszystko o pinocytozie i piciu komórek

01 z 02

Pinocytoza: endocytoza płynna

Pinocytoza jest formą endocytozy, która obejmuje internalizację płynu i rozpuszczonych cząsteczek przez komórki. Mariana Ruiz Villarrea/Wikimedia Commons/Domena publiczna

Pinocytoza to proces komórkowy, w którym płyny i składniki odżywcze są wchłaniane przez komórki . Nazywane również picie komórek , pinocytoza jest rodzajem endocytoza która obejmuje składanie do wewnątrz Błona komórkowa (błona plazmatyczna) i tworzenie związanych z błoną, wypełnionych płynem pęcherzyków. Pęcherzyki te transportują płyn pozakomórkowy i rozpuszczone cząsteczki (sole, cukry itp.) przez komórki lub odkładają je w cytoplazma . Pinocytoza, czasami określana jako endocytoza fazy płynnej , jest ciągłym procesem zachodzącym w większości komórek i niespecyficznym sposobem internalizacji płynów i rozpuszczonych składników odżywczych. Ponieważ pinocytoza polega na usuwaniu części błony komórkowej w tworzeniu pęcherzyków, materiał ten należy wymienić, aby komórka zachowała swój rozmiar. Materiał membrany jest zawracany na powierzchnię membrany przez egzocytoza . Procesy endocytotyczne i egzocytotyczne są regulowane i zrównoważone w celu zapewnienia, że ​​rozmiar komórki pozostaje względnie stały.

Kluczowe dania na wynos

• Pinocytoza, znana również jako endocytoza pijania komórek lub endocytoza fazy płynnej, jest procesem ciągłym zachodzącym w większości komórek. Płyny i składniki odżywcze są wchłaniane przez komórki w pinocytozie.
• Obecność pewnych cząsteczek w płynie pozakomórkowym komórki przyspiesza proces pinocytozy. Częstymi przykładami są jony, cząsteczki cukru i białka.
• Mikropinocytoza i makropinocytoza to dwa główne szlaki, które umożliwiają wchłanianie rozpuszczonych cząsteczek i wody do komórek. Jak wskazują przedrostki, mikropinocytoza polega na tworzeniu małych pęcherzyków, podczas gdy makropinocytoza na tworzeniu większych.
• Endocytoza za pośrednictwem receptora umożliwia komórce celowanie i wiązanie bardzo specyficznych cząsteczek z płynu pozakomórkowego poprzez białka receptorowe w błonie komórkowej.

Proces pinocytozy

Pinocytoza jest inicjowana przez obecność pożądanych cząsteczek w płynie pozakomórkowym w pobliżu powierzchni błony komórkowej. Te cząsteczki mogą obejmować białka , cząsteczki cukru i jony. Poniżej znajduje się uogólniony opis sekwencji zdarzeń zachodzących podczas pinocytozy.

Podstawowe etapy pinocytozy

• Błona plazmatyczna fałduje się do wewnątrz ( wpada w szał ) tworzące zagłębienie lub jamę, która wypełnia się płynem pozakomórkowym i rozpuszczonymi cząsteczkami.
• Membrana plazmatyczna składa się z powrotem, aż końce złożonej błony się spotkają. To zatrzymuje płyn wewnątrz pęcherzyka. W niektórych komórkach tworzą się również długie kanały rozciągające się od błony w głąb cytoplazmy.
• Fuzja końców złożonej do wewnątrz błony odcina pęcherzyk od błony, umożliwiając pęcherzykowi dryfowanie w kierunku środka komórki.
• Pęcherzyk może przejść przez komórkę i zostać zawrócony z powrotem do błony przez egzocytoza lub może łączyć się z lizosom . Lizosomy uwalniają enzymy, które rozrywają pęcherzyki, opróżniając ich zawartość do cytoplazmy, która jest wykorzystywana przez komórkę.

Mikropinocytoza i makropinocytoza

Pobieranie wody i rozpuszczonych cząsteczek przez komórki odbywa się dwoma głównymi szlakami: mikropinocytozą i makropinocytozą. W mikropinocytoza , bardzo małe pęcherzyki (o średnicy około 0,1 mikrometra) tworzą się, gdy błona plazmatyczna wnika i tworzy pęcherzyki wewnętrzne, które wyrastają z błony. Caveolae są przykładami pęcherzyków mikropinocytotycznych, które znajdują się w błonach komórkowych większości rodzaje komórek ciała . Caveolae po raz pierwszy oglądano w tkanka nabłonkowa te linie naczynia krwionośne (śródbłonek).

W makropinocytoza , powstają pęcherzyki większe niż te utworzone przez mikropinocytozę. Pęcherzyki te zawierają większe ilości płynów i rozpuszczonych składników odżywczych. Pęcherzyki mają średnicę od 0,5 do 5 mikrometrów. Proces makropinocytozy różni się od mikropinocytozy tym, że w błonie komórkowej zamiast wklęsłości tworzą się zmarszczki. Falbany są generowane jako cytoszkielet porządkuje układ aktin mikrofilamenty w membranie. Falbany rozciągają się na części błony jako przypominające ramiona występy do płynu pozakomórkowego. Falbany następnie zwijają się, zamykając części płynu pozakomórkowego i tworząc pęcherzyki zwane makropinosomy . Makropinosomy dojrzewają w cytoplazma i albo bezpiecznik z lizosomy (zawartość jest uwalniana do cytoplazmy) lub migruje z powrotem do błony plazmatycznej w celu recyklingu. Makropinocytoza jest powszechna w białe krwinki , Jak na przykład makrofagi i komórki dedrytyczne. Te układ odpornościowy komórki wykorzystują ten szlak jako sposób testowania płynu pozakomórkowego na obecność antygenów.

02 z 02

Endocytozy za pośrednictwem receptora

Endocytoza za pośrednictwem receptorów umożliwia komórkom przyjmowanie cząsteczek, takich jak białko, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórki. Encyklopedia Britannica/UIG/Getty Images

Chociaż pinocytoza jest dobrym procesem nieselektywnego pobierania płynów, składników odżywczych i cząsteczek, zdarzają się sytuacje, w których komórki wymagają określonych cząsteczek. Makrocząsteczki , Jak na przykład białka oraz lipidy , są efektywniej pobierane przez proces endocytozy za pośrednictwem receptora . Ten rodzaj endocytozy celuje i wiąże określone cząsteczki w płynie pozakomórkowym poprzez zastosowanie białka receptorowe znajduje się w Błona komórkowa . W procesie specyficzne cząsteczki ( ligandy ) wiążą się ze specyficznymi receptorami na powierzchni białka błonowego. Po związaniu cząsteczki docelowe są internalizowane przez endocytozę. Receptory są syntetyzowane przez komórkę organelle zwany retikulum endoplazmatyczne (ER) . Po zsyntetyzowaniu ER wysyła receptory do Aparat Golgiego do dalszego przetwarzania. Stamtąd receptory są wysyłane do błony plazmatycznej.

Szlak endocytotyczny, w którym pośredniczy receptor jest powszechnie związany z regionami błony plazmatycznej, które zawierają: doły pokryte klateryną . Są to obszary, które są zakryte (po stronie membrany skierowanej do cytoplazma ) z białkiem klateryną. Gdy cząsteczki docelowe zwiążą się ze specyficznymi receptorami na powierzchni błony, kompleksy cząsteczka-receptor migrują w kierunku dołów pokrytych klateryną i gromadzą się w nich. Regiony jamkowe wkraczają i są internalizowane przez endocytozę. Po zinternalizowanym nowo uformowanym pęcherzyki pokryte klateryną, zawierające płyn i pożądane ligandy, migrują przez cytoplazmę i łączą się z wczesne endosomy (worki związane z błoną, które pomagają sortować zinternalizowany materiał). Powłoka klaterynowa jest usuwana, a zawartość pęcherzyków kierowana w odpowiednie miejsca. Substancje nabywane w procesach, w których pośredniczą receptory, obejmują żelazo, cholesterol, antygeny ipatogeny.

Proces endocytozy za pośrednictwem receptorów

Endocytoza za pośrednictwem receptorów umożliwia komórkom pobieranie wysokich stężeń specyficznych ligandów z płynu pozakomórkowego bez proporcjonalnego zwiększania objętości przyjmowanego płynu. Oszacowano, że proces ten jest ponad sto razy skuteczniejszy w przyjmowaniu selektywnych cząsteczek niż pinocytoza. Poniżej opisano ogólny opis procesu.

Podstawowe etapy endocytozy zależnej od receptorów

• Endocytoza za pośrednictwem receptora rozpoczyna się, gdy ligand wiąże się z receptorem na błonie komórkowej.
• Receptor związany z ligandem migruje wzdłuż błony do regionu zawierającego jamę pokrytą klateryną.
• Kompleksy ligand-receptor gromadzą się w jamie pokrytej klateryną, a region jamki tworzy wgłębienie, które jest internalizowane przez endocytozę.
• Powstaje pęcherzyk pokryty klateryną, który otacza kompleks ligand-receptor i płyn pozakomórkowy.
• Pęcherzyk pokryty klateryną łączy się z endosom w cytoplazma a powłoka klaterynowa jest usuwana.
• Receptor jest zamknięty w lipidowy membrana i zawracana z powrotem do membrany plazmowej.
• Ligand pozostaje w endosomie, a endosom łączy się z lizosom .
• Enzymy lizosomalne degradują ligand i dostarczają pożądaną zawartość do cytoplazmy.

Pinocytoza adsorpcyjna

Pinocytoza adsorpcyjna jest nieswoistą postacią endocytozy, która jest również związana z jamkami pokrytymi klateryną. Pinocytoza adsorpcyjna różni się od endocytozy za pośrednictwem receptorów brakiem zaangażowania wyspecjalizowanych receptorów. Naładowane interakcje między cząsteczkami a powierzchnią błony utrzymują cząsteczki na powierzchni w jamach pokrytych klateryną. Te doły tworzą się tylko przez około minutę, zanim zostaną zinternalizowane przez komórkę.

Źródła

• Albertowie, Bruce. Transport do komórki z błony osocza: endocytoza. Aktualne raporty z neurologii i neuronauki ., Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych, 1 stycznia 1970 r., www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26870/.
• Lim, JP i PA Gleeson. Makropinocytoza: droga endocytarna do internalizacji dużych przełyków. Aktualne raporty z neurologii i neuronauki ., Narodowa Biblioteka Medyczna USA, listopad 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21423264.