RECEPTORU MEDIĒTĀ ENDOCITOZE: PROCESS UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Receptoru - mediētu endocitozi sistēma ir šūnu parādība, kas satur kontrolējamās īpašas molekulas šūnā ieraksta. Materiālu, kas norīts, pakāpeniski ieskauj neliela plazmas membrānas daļa, līdz visa viela ir pārklāta. Tad šī pūslīša tiek atdalīta šūnas iekšpusē.

Receptori, kas piedalās šajā procesā, atrodas uz šūnu virsmas reģionos, ko sauc par "depresijām, kas pārklātas ar klatrīnu".

Avots: Alejandro Porto

Šis endocitozes veids piešķir šūnai mehānismu, lai atšķirtu vielas, kas nonāk. Turklāt tas palielina procesa efektivitāti, salīdzinot ar nediskriminējošu endocitozi.

Pretējs endocitozes jēdziens ir eksocitoze, un tajā ietilpst molekulu izdalīšana šūnu ārējā vidē.

Kas ir endocitoze?

Eikariotu šūnām ir spēja uztvert molekulas no ārpusšūnu vides un iekļaut tās iekšpusē caur procesu, ko sauc par endocitozi. Šis termins tiek attiecināts uz pētnieku Christian deDuve. Tas tika ierosināts 1963. gadā, un tas ietvēra plaša spektra molekulu uzņemšanu.

Parādība notiek šādi: ievadāmā molekula vai materiāls ir ieskauts citoplazmas membrānas daļā, kas vēlāk tiek invagēta. Tādējādi veidojas pūslīši, kas satur molekulu.

Klasifikācija

Atkarībā no materiāla veida, kas nonāk, endocitozes process tiek klasificēts fagocitozes un pinocitozes formās.

Pirmais - fagocitoze - sastāv no cieto daļiņu norīšanas. Tas ietver lielas daļiņas, piemēram, baktērijas, citas neskartas šūnas vai citu šūnu atliekas. Turpretī termins pinocitoze, ko lieto, lai aprakstītu šķidrumu uzņemšanu.

Kas ir receptoru mediēta endocitoze?

Receptoru mediētā endocitoze ir šūnu parādība, kurai raksturīga molekulu iekļūšana šūnā selektīvā un kontrolētā veidā. Ievadāmās molekulas ir specifiskas.

Kā norāda procesa nosaukums, ievadāmo molekulu atpazīst virkne receptoru, kas atrodas uz šūnas virsmas. Tomēr šie receptori nav atrasti nejauši visā membrānā. Turpretī tā fiziskā atrašanās vieta ir ļoti specifiska reģionos, ko sauc par “klatrīna izklātām depresijām”.

Depresijas veido membrānas invagināciju, kā rezultātā veidojas ar klatrīnu pārklāti pūslīši, kas satur receptorus un to attiecīgās saistītās makromolekulas. Makromolekulu, kas saistās ar receptoru, sauc par ligandu.

Pēc mazo klatrīna pūslīšu veidošanās pēdējie saplūst ar struktūrām, ko sauc par agrīnām endosomām. Šajā solī klarīna pūslīša interjera saturs tiek sadalīts dažādos reģionos. Viens no tiem ir lizosomas, vai arī tos var pārstrādāt plazmas membrānā.

Iespējas

Tradicionālie pinocitozes un fagocitozes procesi ir nediskriminējoši. Tas ir, pūslīši ieslodzīs jebkuru molekulu - cietu vai šķidru -, kas atrodas ārpusšūnu telpā un tiek nogādāta šūnā.

Receptoru mediētā endocitoze nodrošina šūnu ar ļoti selektīvu mehānismu, kas ļauj tai atšķirt un palielināt daļiņu internalizācijas efektivitāti šūnas vidē.

Kā redzēsim vēlāk, process ļauj uzņemt ļoti svarīgas molekulas, piemēram, holesterīnu, B12 vitamīnu un dzelzi. Šīs pēdējās divas molekulas tiek izmantotas hemoglobīna un citu molekulu sintēzei.

Diemžēl tādu receptoru klātbūtni, kas mediē endocitozi, vīrusu daļiņu sērija ir izmantojusi, lai iekļūtu šūnā - piemēram, gripas vīruss un HIV.

Process

Lai saprastu, kā notiek receptoru mediēts endocitozes process, ir izmantots holesterīna uzņemšana zīdītāju šūnās.

Holesterīns ir lipīdiem līdzīga molekula ar vairākām funkcijām, piemēram, mainot šūnu membrānu plūstamību, un kā steroīdu hormonu priekštecis, kas saistīts ar organismu seksuālo funkciju.

Receptoru mediētais endocitozes modelis: holesterīna līmenis zīdītājiem

Holesterīns ir ūdenī ļoti nešķīstoša molekula. Šī iemesla dēļ tā transportēšana notiek asinsritē lipoproteīnu daļiņu formā. Starp visizplatītākajiem mēs atrodam zema blīvuma lipoproteīnus, ko parasti saīsina kā ZBL - akroniski no tā saīsinājuma angļu zema blīvuma lipoproteīnos.

Pateicoties laboratorijā veiktajiem pētījumiem, varēja secināt, ka ZBL molekulas iekļūšana šūnā notiek, saistoties ar īpašu receptoru uz šūnas virsmas, kas atrodas ar klatrīna pārklājumu depresijās.

Endosomu ar ZBL iekšpuse ir skāba, kas ļauj ZBL molekulas un tās receptoru disociēt.

Pēc atdalīšanas receptoru liktenis ir jāpārstrādā plazmatiskajā membrānā, turpretim ZBL turpina pārvadāt lizosomās. Iekšpusē ZBL tiek hidrolizēti ar īpašiem fermentiem, veidojot holestarolu.

Visbeidzot, holesterīns izdalās, un šūna to var uzņemt un izmantot dažādos uzdevumos, kur tas ir nepieciešams, piemēram, membrānās.

Kas notiek, kad sistēma neizdodas?

Pastāv iedzimts stāvoklis, ko sauc par ģimenes hiperholesterinēmiju. Viens no šīs patoloģijas simptomiem ir augsts holesterīna līmenis. Šie traucējumi rodas no nespējas ievadīt ZBL molekulu no ārpusšūnu šķidrumiem šūnās. Pacientiem ir nelielas mutācijas receptoros.

Pēc slimības atklāšanas bija iespējams noteikt, ka veselās šūnās ir receptori, kas ir atbildīgi par ZBL iekļūšanas starpniecību, kas uzkrājas īpašās šūnu depresijās.

Dažos gadījumos pacienti spēja atpazīt ZBL, bet tās receptori nebija atrasti izklātajās depresijās. Šis fakts ļāva atzīt izklāto depresiju nozīmi endocitozes procesā.

Klementīna neatkarīgā endocitoze

Šūnām ir arī ceļi, kas ļauj veikt endocitozi, neiesaistot clathrin. Starp šiem ceļiem izceļas molekulas, kas piesaistītas membrānām un šķidrumiem, kurus var endocītizēt, neskatoties uz klarīna trūkumu.

Šādi iekļuvušās molekulas iekļūst, izmantojot mazas invaginācijas, ko sauc par caveolae, kas atrodas plazmas membrānā.

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Kūpers, GM un Hausmans, RE (2007). Šūna: molekulārā pieeja. Vašingtona DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Ielūgums uz bioloģiju. Makmillans.
4. Hils, RW, Vīzija, GA, Andersons, M., un Andersons, M. (2004). Dzīvnieku fizioloģija. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Šūnu un molekulārā bioloģija: jēdzieni un eksperimenti. Džons Vilijs un dēli.
6. Kierszenbauma, AL (2012). Histoloģija un šūnu bioloģija. Elsevier Brazīlija.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Bioķīmija: teksts un atlants. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berks, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molekulāro šūnu bioloģija. Makmillans.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Bioķīmija. Panamerican Medical Ed.