ENDOSITOZ: TÜRLERI VE ÖZELLIKLERI, IŞLEVLERI, ÖRNEKLERI - BIYOLOJI - 2025

Endositoz hücre membran yapısı oldukça sıkı kontrol, giriş ve çıkış, hücre dışı ve sitoplazmik malzeme de dahil olmak üzere çok çeşitli malzemeler olan hücrenin çeşitli malzemelerin etkili girişine izin işlemleri içerir. Basit difüzyon ve ozmoz gibi diğer işlemlerin yanı sıra hücre, uygun hücre işlevi için gerekli olan malzemeyi entegre eder.

Endositoz süreci gerçekleşirken, büyük moleküler büyüklükteki moleküller, partiküller ve hatta çözelti içindeki karışımlar girer. Bu, zardan kaynaklanan ve sitoplazmaya hücresel sindirim makinesi tarafından işlenecekleri veziküller şeklinde giren istila veya keselerden meydana gelir.

Kaynak: Mariana Ruiz Villarreal türev çalışması: Gregor_0492

Endositoz süreci (materyalin hücreye girişi) ve ekzositoz (hücreden çıkan materyal süreci) ökaryotik organizmalarda özeldir.

Ökaryotik hücre, herhangi bir prokaryotik organizmadan daha büyük (ortalama 1000 kat daha büyük) olduğu için büyük enerji gereksinimlerine sahiptir. Bu nedenle ökaryotik hücrenin, materyallerin girişine izin veren mekanizmalara ihtiyacı vardır, böylece içinde çok çeşitli biyosentetik reaksiyonlar meydana gelir.

Türler ve özellikleri

Endositoz süreci boyunca hücre, dış çevre ile etkili bir alışveriş sürdürür.

Bu hücresel mekanizma sırasında hücreye oldukça çeşitli maddeler girebilir; bu nedenle, endositoz süreci, hücre tarafından yutulan materyalin doğasına ve işlemde aracıların olup olmadığına bağlı olarak değişebilir.

Plazma zarından gelen hücrenin büyük parçacıkları kapsadığı süreçlere fagositoz denir. Benzer şekilde hücre, molekülleri ve diğer çözünmüş maddeleri de kapsayabilir ve bu tür endositoz "pinositoz" olarak adlandırılır.

Bu işlemlere ek olarak, hücreye giren malzeme, plazma zarının özel bölgelerinde önceden seçilebilir. Bu durumda endositoza reseptörler aracılık eder ve hücreye giren materyal bu reseptörlere bağlanarak özel keseciklerde hücrenin iç kısmına aktarılır.

Tüm ökaryotik hücreler sıvıları ve eriyikleri pinositoz yoluyla emer, ancak daha sonra göreceğimiz gibi sadece birkaç özel hücre fagositoz sürecini gerçekleştirir.

-Phagocytosis

Fagositoz

Fagositoz, özel bir endositoz şeklidir. Bu fırsatta, atık maddeleri, mikroorganizmaları ve diğer hücreleri içeren büyük parçacıklar veya moleküller, hücre zarının yayılmasıyla yutulur. Bu işlemin doğası gereği, "yeme" nin hücresel eylemi olarak önerilmektedir.

Fagositoz nasıl oluşur?

"Tüketildiği" tanınan parçacıklar, onları hücre yüzeyinde tanıyan (özelleşmiş) reseptörlere bağlanır. Bu reseptörler, parçacığı çevreleyen ve onu içine çeken yalancı ayaklıların genişlemesini tetikleyen diğer birçok proteine ​​ek olarak esas olarak N-asetilglukozamid kalıntılarını, mannozu tanır.

Bu psödopodinin hareketi, esas olarak aktin ve miyozin filamentlerinin hücre yüzeyindeki etkisiyle belirlenir.

Hücre zarında yakalandıklarında, fagozom adı verilen büyük veziküller şeklinde sitozole girerler. Bunlar, fagolizozom adı verilen materyalin işlenmesi, parçalanması ve parçalanması için bir boşluk oluşturmak üzere bir lizozoma (çok çeşitli sindirim enzimlerini içeren hücresel bir organel) bağlanır.

Fagolizozomlar oldukça büyük ve heterojen olabilir, çünkü boyutları ve şekilleri sindirilmekte olan materyal miktarı ile belirlenir.

Bu sindirim vakuolünde, enzimatik aktivite, hücre tarafından bir enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere mevcut olacak büyük miktarda temel ürün üretir.

-Pinocytosis

Protozoanın Beslenmesi. Pinositoz. Resim: Jacek FH (Mariana Ruiz Villarreal'den alınmıştır). Https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg adresinden alınmış ve düzenlenmiştir.

Yukarıda açıklanan sürecin aksine pinositoz, çoğu durumda çözünür formda olan küçük partiküllerin sürekli olarak yutulduğu bir süreçtir. Burada hücre, sitoplazmaya salınan zar veziküllerinin oluşumu ile küçük miktarlarda materyali yutar.

Hücreye giren materyalin çoğu sıvı olduğundan pinositoz süreci temelde “içmenin” hücresel eylemi olarak kabul edilir.

Pinositoz nasıl oluşur?

Pinositoz iki şekilde ortaya çıkabilir; "akışkan veya basit" bir şekilde veya "emici" bir şekilde.

Her iki tip pinositoz, çözelti içindeki maddelerin veya küçük parçacıkların nasıl içselleştirildiğine bağlı olarak değişir. Sıvı pinositozda, çözelti içindeki maddeler hücre dışı ortam ile bir konsantrasyon gradyanının bir fonksiyonu olarak hücreye girer ve bu da, pinositik veziküllerin hücre zarında oluşma hızına bağlıdır.

Absorptif pinositoz daha verimli bir süreçtir, çözünen maddelerin sitoplazmaya giriş oranı, özel bir reseptör aracılı endositoz sürecini oluşturan sıvı pinositoz ile gerçekleştirildiğinden 100 ila 1000 kat daha yüksektir.

Reseptör aracılı endositoz

Reseptör aracılı endositoz, özel bir pinositoz sürecidir ve hücresel endositoz süreçleri arasında en iyi çalışılmış olanıdır. Bu noktada, sitozole giren maddeler, plazma membranının küçük sektörlerinde daha yüksek konsantrasyonda bulunan spesifik reseptörlerin katılımıyla seçilen bir şekilde sitozole girer.

Moleküller genellikle hücre yüzeyinin "klatrin kaplı çöküntüler" adı verilen kıvrımlarında bulunan reseptörlerle önceden ilişkilendirilir. Bu çöküntüler bazı durumlarda, her biri belirli bir makromolekül için spesifik olan 20'den fazla reseptör içerir.

Membranın bu özel bölgelerinde oluşan veziküller, klatrin proteini ile kaplanacak ve vezikül sitoplazmada salındığında, membran reseptörlerini (bunların çeşitli türleri) içerecek ve ayrıca az miktarda hücre dışı sıvıyı içselleştirecektir. .

Buna karşılık sıvı pinositozda hücreye giren malzeme seçilmez ve hücre zarında oluşan veziküller herhangi bir klatrin kaplaması göstermez, ancak daha çok kaveolin gibi proteinler tarafından yapılır. Bu sürece klatrin bağımsız endositoz da denir.

Ayrıca "makropinositoz" olarak bilinen bir işlemle hücreye çözelti halinde materyal giren daha büyük vakuoller de vardır. Bu işlem sırasında malzeme seçiciliği yoktur.

Özellikleri

Endositoz, hücre içinde çok çeşitli işlevlere sahiptir, ancak bunlar, tek hücreli veya çok hücreli organizmalar veya hücrenin belirli bir zamanda sahip olduğu gereksinimlerin türüne göre değişir.

Fagositoz fonksiyonları

İşlem, birincil besleme işlemi veya savunma ve atık imha yöntemi olarak düşünülebilir. Protozoa ve daha düşük metazoa organizmalarında (örn. Amip), fagositoz, ister atık maddeler, ister bakteri veya diğer protozoa olsun, gıda partiküllerini yakalamak için bir mekanizmadır.

Bu organizmalar, sindirilecek materyali membran reseptörleri aracılığıyla algılar ve onu membran çıkıntılarıyla çevreler ve organizmanın içinde işlenecek büyük bir kesecik oluşturur.

Öte yandan çoğu organizmada fagositoz, hücresel beslenme dışındaki işlevleri yerine getirir. Bu durumda fagositoz, hem atık maddeleri hem de istilacı maddeleri vücuttan bir savunma mekanizması olarak ortadan kaldıracak olan "profesyonel" fagositler adı verilen özelleşmiş hücreler tarafından kullanılır.

Pinositozun işlevleri

Pinositozun işlevi temelde çözelti içerisindeki materyali hücreye dahil etmektir. Absorbe edilen çözünen maddeler ve metabolitler, hücresel metabolizmaya yöneliktir ve ayrıca organizmanın işleyişinde büyük ilgi gören çeşitli proteinlerin sentezinde kullanılır.

Öte yandan, gelen malzeme hücresel metabolizma için ilk elden enerji sağlayacak şekilde seçilebilir.

Örnekler

Endositoz, ökaryotik organizmalar içinde çeşitli ölçeklerde ortaya çıkar. Burada bazı olağanüstü örneklerden bahsedeceğiz:

Fagositoz

Memelilerde ve diğer omurgalılarda, beyaz kan hücreleri olarak adlandırılan kan dokusunun bir parçası olan birkaç hücre sınıfı vardır. Bu hücreler profesyonel fagositler gibi davranırlar, bu da onların materyalleri yutmak için özelleşmiş hücreler oldukları anlamına gelir.

Makrofajlar, lenfositler ve nötrofiller (lökositler), bulaşıcı mikroorganizmaların vücuttan atılmasından ve sindirilmesinden sorumludur.

Kandaki fagositler genellikle patojeni bir kan damarı duvarı veya bir fibrin pıhtısı gibi bir yüzeyde yakaladıklarında en iyi şekilde çalışırlar.

Bu hücreler spesifik ve spesifik olmayan bağışıklık fonksiyonlarına katılırlar, hatta bağışıklık tepkisini tetiklemek için antijen sunmada uzmanlaşmış fagositler bile vardır.

Buna ek olarak, makrofajlar "esas olarak" yutması ve 10 ortadan kaldırmak sorumludurlar ¹¹ kandan kırmızı kan hücreleri, hem de eski diğer hücreleri ve sürekli hücre yenilenmesi için bir işlem sağlamak için maddeler, atık. Lenfositlerle birlikte vücuttaki çoğu patojenin yok edilmesinde görev yaparlar.

pinositoz

Pinositoz süreci genellikle hücre dışı materyalin dahil edilmesinde oldukça etkilidir. Emici pinositozda, klatrin kaplı membran fossa veziküllerinde bulunan reseptörler, büyüme faktörlerini, çeşitli hormonları, taşıyıcı proteinleri, ayrıca lipoproteinleri ve diğer proteinleri tanıyabilir.

Bu sürecin klasik bir örneği, kolesterolün membrandaki reseptörlerden yakalanmasıdır. Kolesterol, kan dolaşımına lipoproteinler şeklinde taşınır, en yaygın olarak harekete geçirilenler LDC veya düşük yoğunluklu lipoproteinlerdir.

Bununla birlikte, B12 vitamini ve hatta demir gibi çok çeşitli metabolitler de bu süreçte yakalanır, hücrenin aktif taşıma süreçleriyle içselleştiremediği malzemeler. Her ikisi de kandaki oksijenin taşınmasında uzmanlaşmış bir protein olan hemoglobinin sentezinde metabolitleri belirler.

Öte yandan sıvı pinositoz sayesinde materyal de hücreye verimli bir şekilde entegre olur. Kan damarlarının endotel hücrelerinde veziküller, kan dolaşımından hücre içi boşluğa büyük miktarda çözünen madde ve sıvı taşır.

Endositoz, "büyük ölçekli bir süreç"

Endositoz, ökaryotik hücrelerde, materyalin hem çözelti hem de makromoleküller ve hatta tüm hücreler ve mikroorganizmalar şeklinde entegre edildiği çok yaygın bir süreçtir.

Reseptör aracılı endositoz durumunda, klatrin kaplı çöküntüler, hücre zarının toplam yüzeyinin yaklaşık% 2'sini kaplar. Bu çöküntülerin her birinin iki dakikalık yarılanma ömrü vardır ve bu da tüm hücre zarının 1 ila 2 saat arasında içselleşmesine neden olur.

Bu, zarın ortalama olarak her dakika% 3 ila 5'inin içselleştirildiği anlamına gelir, bu da bize sürecin büyüklüğü ve hücre zarının geçirdiği sürekli yenilenme hakkında bir fikir verir.

Kan dokusunda bulunan makrofajlar, örneğin, sitoplazmik hacimlerinin% 35'ine kadarını yaklaşık bir saatte, plazma membranının% 3'ünü ve yaklaşık yarım saatte% 100'ünü "yutar".

Endositozun dezavantajı

Hücresel beslenme, atık maddelerin emilimi ve harici mikroorganizmaların yakalanması için gerekli bir süreç olmasına rağmen, reseptör aracılı endositoz gibi süreçler sırasında birçok virüs ve patojen hücreye girer. İnfluenza ve HIV, hücreye girmenin doğrudan bir yolu olarak bu yolu izler.

Endositozdan sonra ne olur?

Sitoplazmaya salınan veziküller ve bunların kapsadığı materyal lizozomlar tarafından işlenir. Lizozomlarda, veziküllerde bulunan maddelerin hücresel metabolizma ile kullanılabilir ürünlere indirgendiği güçlü bir enzimatik pil vardır.

Bununla birlikte, bozunma sürecinde, plazma zarının çeşitli bileşenleri geri kazanılır. Klatrin ve çeşitli zar proteinleri gibi diğer malzemelerle kaplı çöküntülerin spesifik reseptörleri, veziküllerin geri dönüştürülmesinde Golgi aparatına veya hücre yüzeyine yeniden entegre edilmek üzere gönderilir.

Hücre zarı her saat yüzeyinin sadece% 5'ini sentezlediğinden, bu geri dönüşüm süreci çok uygundur ve veziküllerin oluştuğu hızda gerçekleşir.

Referanslar

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Hızlı İnceleme Mikrobiyolojisi. Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
2. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Temel hücre biyolojisi. New York: Garland Bilimi. 2. Baskı
3. Madigan, MT, Martinko, JM ve Parker, J. (2004). Brook: Mikroorganizmaların Biyolojisi. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE ve Wright, N. (2010). Hücre. (sayfa 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Zoolojinin Bütünleşik Prensipleri. New York: McGraw-Hill. 14 ^inci Baskı.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Hücresel ve moleküler biyoloji. Meksika. Editör Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Sitoloji ve Histoloji Renk Atlası (11. baskı) Madrid, İspanya: Editoryal Médica Panamericana.
8. Smythe, E. & Warren, G. (1991). Reseptör aracılı endositoz mekanizması. Eur J. Biochem. 202: 689-699.