Všetko o pinocytóze a pití buniek

01 z 02

Pinocytóza: Endocytóza vo fluidnej fáze

Pinocytóza je forma endocytózy, ktorá zahŕňa internalizáciu tekutín a rozpustených molekúl bunkami. Mariana Ruiz Villarrea/Wikimedia Commons/Public Domain

Pinocytóza je bunkový proces, ktorým sa prijímajú tekutiny a živiny bunky . Tiež nazývaný bunkové pitie , pinocytóza je typ endocytóza ktorá zahŕňa vnútorné skladanie bunková membrána (plazmatická membrána) a tvorba membránovo viazaných, tekutinou naplnených vezikúl. Tieto vezikuly transportujú extracelulárnu tekutinu a rozpustené molekuly (soli, cukry atď.) cez bunky alebo ich ukladajú do cytoplazme . Pinocytóza, niekedy označovaná ako endocytóza v tekutej fáze , je kontinuálny proces, ktorý sa vyskytuje vo väčšine buniek a je nešpecifickým prostriedkom na internalizáciu tekutín a rozpustených živín. Pretože pinocytóza zahŕňa odstránenie častí bunkovej membrány pri tvorbe vezikúl, tento materiál sa musí nahradiť, aby si bunka zachovala svoju veľkosť. Membránový materiál sa vracia na povrch membrány cez exocytóza . Endocytotické a exocytotické procesy sú regulované a vyvážené, aby sa zabezpečilo, že veľkosť bunky zostane relatívne konštantná.

Kľúčové informácie

• Pinocytóza, tiež známa ako bunkové pitie alebo endocytóza v tekutej fáze, je nepretržitý proces vyskytujúci sa vo väčšine buniek. Bunky pri pinocytóze prijímajú tekutiny a živiny.
• Prítomnosť určitých molekúl v extracelulárnej tekutine bunky urýchľuje proces pinocytózy. Ióny, molekuly cukru a proteíny sú niektoré bežné príklady.
• Mikropinocytóza a makropinocytóza sú dve hlavné cesty, ktoré umožňujú príjem rozpustených molekúl a vody do buniek. Ako označujú predpony, mikropinocytóza zahŕňa tvorbu malých vezikúl, zatiaľ čo makropinocytóza zahŕňa tvorbu väčších.
• Endocytóza sprostredkovaná receptormi umožňuje bunke zacieliť a viazať veľmi špecifické molekuly z extracelulárnej tekutiny prostredníctvom receptorových proteínov v bunkovej membráne.

Proces pinocytózy

Pinocytóza je iniciovaná prítomnosťou požadovaných molekúl v extracelulárnej tekutine blízko povrchu bunkovej membrány. Tieto molekuly môžu zahŕňať bielkoviny , molekuly cukru a ióny. Nasleduje všeobecný opis sekvencie udalostí, ktoré sa vyskytujú počas pinocytózy.

Základné kroky pinocytózy

• Plazmatická membrána sa prehýba dovnútra ( invaginuje ) vytvorenie priehlbiny alebo dutiny, ktorá sa vyplní extracelulárnou tekutinou a rozpustenými molekulami.
• Plazmatická membrána sa skladá späť na seba, kým sa konce zloženej membrány nestretnú. To zachytáva tekutinu vo vnútri vezikuly. V niektorých bunkách sa tiež vytvárajú dlhé kanály, ktoré siahajú z membrány hlboko do cytoplazmy.
• Fúzia koncov zloženej membrány odreže vezikulu od membrány, čo umožní vezikule unášať sa smerom k stredu bunky.
• Vezikula môže prejsť bunkou a môže byť recyklovaná späť do membrány exocytóza alebo sa môže zlúčiť s a lyzozóm . Lyzozómy uvoľňujú enzýmy, ktoré rozbíjajú otvorené vezikuly a vyprázdňujú ich obsah do cytoplazmy, aby ho bunka využila.

Mikropinocytóza a makropinocytóza

Príjem vody a rozpustených molekúl bunkami prebieha dvoma hlavnými cestami: mikropinocytózou a makropinocytózou. In mikropinocytóza Pri invaginácii plazmatickej membrány sa vytvárajú veľmi malé vezikuly (s priemerom približne 0,1 mikrometra) a vytvárajú vnútorné vezikuly, ktoré sa z membrány odlepia. Caveolae sú príklady mikropinocytotických vezikúl, ktoré sa nachádzajú v bunkových membránach väčšiny typy telesných buniek . Kaveoly boli prvýkrát videné v epitelové tkanivá že linky cievy (endotel).

In makropinocytóza vznikajú vezikuly väčšie ako tie, ktoré vznikli mikropinocytózou. Tieto vezikuly obsahujú väčšie objemy tekutín a rozpustených živín. Vezikuly majú veľkosť od 0,5 do 5 mikrometrov v priemere. Proces makropinocytózy sa líši od mikropinocytózy v tom, že namiesto invaginácií sa v plazmatickej membráne tvoria volániky. Volániky sú generované ako cytoskelet mení usporiadanie aktínu mikrovlákna v membráne. Volániky presahujú časti membrány ako ramenné výbežky do extracelulárnej tekutiny. Volániky sa potom skladajú späť na seba, uzatvárajú časti extracelulárnej tekutiny a vytvárajú vezikuly tzv. makropinozómy . Makropinozómy dozrievajú v cytoplazme a buď poistka s lyzozómy (obsah sa uvoľňuje do cytoplazmy) alebo migruje späť na plazmatickú membránu na recykláciu. Makropinocytóza je bežná v biele krvinky , ako napr makrofágy a dedritické bunky. Títo imunitný systém bunky využívajú túto dráhu ako prostriedok na testovanie extracelulárnej tekutiny na prítomnosť antigénov.

02 z 02

Endocytóza sprostredkovaná receptormi

Receptorom sprostredkovaná endocytóza umožňuje bunkám prijímať molekuly, ako je proteín, ktoré sú nevyhnutné pre normálne fungovanie buniek. Encyklopédia Britannica/UIG/Getty Images

Zatiaľ čo pinocytóza je správny proces na prijímanie tekutín, živín a molekúl neselektívne, sú chvíle, keď bunky vyžadujú špecifické molekuly. Makromolekuly , ako napr bielkoviny a lipidov , sú efektívnejšie prijímané procesom receptorom sprostredkovaná endocytóza . Tento typ endocytózy sa zameriava na špecifické molekuly v extracelulárnej tekutine a viaže ich pomocou použitia receptorové proteíny nachádza v bunková membrána . V tomto procese sa špecifické molekuly ( ligandy ) sa viažu na špecifické receptory na povrchu membránového proteínu. Po naviazaní sú cieľové molekuly internalizované endocytózou. Receptory sú syntetizované bunkou organela volal endoplazmatické retikulum (ER) . Akonáhle je ER syntetizovaný, pošle receptory spolu s Golgiho aparát na ďalšie spracovanie. Odtiaľ sa receptory posielajú do plazmatickej membrány.

Receptorom sprostredkovaná endocytotická dráha je bežne spojená s oblasťami plazmatickej membrány, ktoré obsahujú jamy potiahnuté klatherínom . Sú to oblasti, ktoré sú pokryté (na strane membrány smerujúcej k cytoplazme ) s proteínom klatherínom. Akonáhle sa cieľové molekuly naviažu na špecifické receptory na povrchu membrány, komplexy molekula-receptor migrujú smerom k jamkám potiahnutým klatherínom a hromadia sa v nich. Oblasti jamiek invaginujú a sú internalizované endocytózou. Po internalizácii, novovzniknutej vezikuly potiahnuté klatherínom, obsahujúce tekutinu a požadované ligandy, migrujú cez cytoplazmu a fúzujú s skoré endozómy (membránové vaky, ktoré pomáhajú triediť internalizovaný materiál). Klatherínový povlak sa odstráni a obsah vezikuly sa nasmeruje na ich vhodné miesta. Látky získané procesmi sprostredkovanými receptormi zahŕňajú železo, cholesterol, antigény apatogény.

Proces endocytózy sprostredkovaný receptormi

Endocytóza sprostredkovaná receptormi umožňuje bunkám prijímať vysoké koncentrácie špecifických ligandov z extracelulárnej tekutiny bez toho, aby sa proporcionálne zvýšil objem príjmu tekutín. Odhaduje sa, že tento proces je viac ako stokrát účinnejší pri prijímaní selektívnych molekúl ako pinocytóza. Všeobecný opis procesu je opísaný nižšie.

Základné kroky receptorom sprostredkovanej endocytózy

• Receptorom sprostredkovaná endocytóza začína, keď sa ligand viaže na receptor na plazmatickej membráne.
• Receptor naviazaný na ligand migruje pozdĺž membrány do oblasti obsahujúcej jamku potiahnutú klatherínom.
• Komplexy ligand-receptor sa hromadia v jamke potiahnutej klatherínom a oblasť jamky tvorí invagináciu, ktorá je internalizovaná endocytózou.
• Vytvorí sa vezikula potiahnutá klatherínom, ktorá zapuzdrí komplex ligand-receptor a extracelulárnu tekutinu.
• Vezikula potiahnutá klatherínom sa spája s an endozóm v cytoplazme a klatherínový povlak sa odstráni.
• Receptor je uzavretý v a lipid membrány a recyklované späť do plazmatickej membrány.
• Ligand zostáva v endozóme a endozóm sa spojí s a lyzozóm .
• Lysozomálne enzýmy degradujú ligand a dodávajú požadovaný obsah do cytoplazmy.

Adsorpčná pinocytóza

Adsorpčná pinocytóza je nešpecifická forma endocytózy, ktorá je tiež spojená s jamkami potiahnutými klatherínom. Adsorptívna pinocytóza sa líši od receptorom sprostredkovanej endocytózy v tom, že špecializované receptory nie sú zahrnuté. Nabité interakcie medzi molekulami a povrchom membrány držia molekuly na povrchu v jamkách potiahnutých klatherínom. Tieto jamky sa tvoria len asi minútu, kým ich bunka internalizuje.

Zdroje

• Alberts, Bruce. Transport do bunky z plazmatickej membrány: Endocytóza. Aktuálne správy z neurológie a neurovedy ., U.S. National Library of Medicine, 1. januára 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26870/.
• Lim, JP a PA Gleeson. Makropinocytóza: endocytická cesta pre internalizáciu veľkých hltov. Aktuálne správy z neurológie a neurovedy ., Národná lekárska knižnica USA, november 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21423264.