ENDOCYTÓZA SPROSTREDKOVANÁ RECEPTORMI: PROCES A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2025

Receptor - endocytózy sprostredkovaná je bunkový jav zahŕňajúci regulované špecifické molekuly vnútri vstupu bunky. Materiál, ktorý sa má prehltnúť, je postupne obklopený malou časťou plazmatickej membrány, až kým nie je zakrytá celá látka. Potom sa tento vezikula oddelí do vnútra bunky.

Receptory, ktoré sa zúčastňujú na tomto procese, sú umiestnené na bunkovom povrchu v oblastiach nazývaných "depresie potiahnuté klatrínom".

Zdroj: Alejandro Porto

Tento typ endocytózy dáva bunke mechanizmus na rozlíšenie medzi látkami, ktoré vstupujú. Okrem toho zvyšuje účinnosť procesu v porovnaní s nediskriminačnou endocytózou.

Opačná koncepcia endocytózy je exocytóza a zahŕňa uvoľňovanie molekúl do vonkajšieho prostredia buniek.

Čo je to endocytóza?

Eukaryotické bunky majú schopnosť zachytiť molekuly z extracelulárneho prostredia a zahrnúť ich do procesu nazývaného endocytóza. Tento výraz sa pripisuje výskumníkovi Christianovi deDuve. Bol navrhnutý v roku 1963 a zahŕňal požitie širokého spektra molekúl.

K tomuto javu dochádza nasledovne: molekula alebo materiál, ktorý sa má vstúpiť, je obklopený časťou cytoplazmatickej membrány, ktorá je následne invaginovaná. Takto sa vytvorí vezikula, ktorá obsahuje molekulu.

klasifikácia

V závislosti od typu materiálu, ktorý vstupuje, sa proces endocytózy delí na fagocytózu a pinocytózu.

Prvá, fagocytóza, spočíva v požití tuhých častíc. To zahŕňa veľké častice, ako sú baktérie, iné intaktné bunky alebo zvyšky z iných buniek. Naproti tomu termín pinocytóza používaný na opis požitia tekutín.

Čo je to receptorom sprostredkovaná endocytóza?

Endocytóza sprostredkovaná receptorom je bunkový jav charakterizovaný vstupom molekúl do bunky selektívnym a kontrolovaným spôsobom. Molekuly, ktoré vstupujú, sú špecifické.

Ako už názov procesu naznačuje, molekula, ktorá sa má vložiť, je rozpoznaná sériou receptorov umiestnených na povrchu bunky. Tieto receptory sa však na membráne nenachádzajú náhodne. Naopak, jeho fyzická poloha je veľmi špecifická v regiónoch nazývaných „depresie lemované klatrínom“.

Depresie vytvárajú inváziu z membrány, čo vedie k tvorbe veztrónov potiahnutých klatrínom, ktoré obsahujú receptory a ich príslušné viazané makromolekuly. Makromolekula, ktorá sa viaže na receptor, sa nazýva ligand.

Po vytvorení malých klatínových vezikúl sa tieto fúzujú so štruktúrami nazývanými skoré endozómy. V tomto kroku je obsah vnútra klatrinovej vezikuly distribuovaný do rôznych oblastí. Jedným z nich sú lyzozómy alebo sa môžu recyklovať v plazmatickej membráne.

Vlastnosti

Tradičné procesy pinocytózy a fagocytózy sú nediskriminačného typu. To znamená, že vezikuly zachytia akúkoľvek molekulu - pevnú alebo tekutú -, ktorá je v extracelulárnom priestore a je transportovaná do bunky.

Endocytóza sprostredkovaná receptorom poskytuje bunke veľmi selektívny mechanizmus, ktorý jej umožňuje rozlišovať a zvyšovať účinnosť internalizácie častíc do bunkového prostredia.

Ako uvidíme neskôr, tento proces umožňuje odoberanie veľmi dôležitých molekúl, ako je cholesterol, vitamín B12 a železo. Tieto posledné dve molekuly sa používajú na syntézu hemoglobínu a ďalších molekúl.

Bohužiaľ, prítomnosť receptorov, ktoré sprostredkovávajú endocytózu, bola využitá radom vírusových častíc na vstup do bunky - napríklad vírus chrípky a HIV.

proces

Na pochopenie toho, ako sa vyskytuje proces endocytózy sprostredkovaný receptorom, sa používa príjem cholesterolu bunkami cicavcov.

Cholesterol je molekula podobná lipidom s mnohými funkciami, ako je napríklad zmena tekutosti v bunkových membránach a ako prekurzor steroidných hormónov v súvislosti so sexuálnou funkciou organizmov.

Model endocytózy sprostredkovaný receptormi: cholesterol u cicavcov

Cholesterol je vysoko nerozpustná molekula vo vode. Z tohto dôvodu sa jeho transport vyskytuje vo vnútri krvného riečišťa vo forme lipoproteínových častíc. Medzi najbežnejšie nájdené lipoproteíny s nízkou hustotou, bežne skrátene LDL - akronické z jej skratky v anglickom lipoproteíne s nízkou hustotou.

Vďaka štúdiám vykonaným v laboratóriu bolo možné dospieť k záveru, že k vstupu molekuly LDL do bunky dochádza väzbou na špecifický receptor na bunkovom povrchu nachádzajúci sa v depresiách potiahnutých klatrínom.

Interiér endozómov s LDL je kyslý, čo umožňuje disociáciu molekuly LDL a jej receptora.

Po oddelení sa má osud receptorov recyklovať v plazmatickej membráne, zatiaľ čo LDL pokračuje so svojim transportom teraz v lyzozómoch. Vo vnútri je LDL hydrolyzovaný špecifickými enzýmami, čím vzniká cholestarol.

Nakoniec sa uvoľňuje cholesterol a bunka ho môže vziať a použiť na rôzne úlohy, ako sú napríklad membrány.

Čo sa stane, keď systém zlyhá?

Existuje dedičný stav nazývaný familiárna hypercholesterolémia. Jedným zo symptómov tejto patológie sú vysoké hladiny cholesterolu. Táto porucha vyplýva z neschopnosti zaviesť molekulu LDL z extracelulárnych tekutín do buniek. Pacienti vykazujú malé mutácie v receptoroch.

Po objavení choroby bolo možné zistiť, že v zdravých bunkách existoval receptor zodpovedný za sprostredkovanie vstupu LDL, ktorý sa hromadí v špecifických bunkových depresiách.

V niektorých prípadoch boli pacienti schopní rozoznať LDL, ale jeho receptory sa nenašli pri depresiách s lemovaním. Táto skutočnosť viedla k uznaniu dôležitosti lemovaných depresií v procese endocytózy.

Endocytóza nezávislá od Clatrinu

Bunky tiež majú dráhy, ktoré umožňujú uskutočňovať endocytózu bez zapojenia klatrínu. Z týchto dráh vynikajú molekuly naviazané na membrány a tekutiny, ktoré môžu byť endocytizované napriek neprítomnosti klatínu.

Molekuly, ktoré vstupujú týmto spôsobom, prenikajú pomocou malých invaginácií nazývaných jaskyne umiestnené v plazmatickej membráne.

Referencie

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základná bunková biológia. Garland Science.
2. Cooper, GM a Hausman, RE (2007). Bunka: molekulárny prístup. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Pozvánka do biológie. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. & Anderson, M. (2004). Fyziológia zvierat. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Bunková a molekulárna biológia: koncepty a experimenty. John Wiley a synovia.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histológia a bunková biológia. Elsevier Brazília.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochémia: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molekulárna bunková biológia. Macmillan.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochémie. Panamerican Medical Ed.