FAGOSITOZ: AŞAMALAR VE IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2025

Fagositoz endozomlara olarak bilinen hücre içi veziküller oluşturma, çevre ortamdan olan hücreler "yakalama" moleküller ve çeşitli maddeler nedeniyle, plazma zarının invajinasyonları oluşumuna işlemidir. Pinositoz ve reseptör aracılı endositoz ile birlikte fagositoz, üç tip endositoz ekler.

Pinositoz, sıvı ve küçük moleküllerin yutulmasını içerirken, reseptör aracılı endositoz, spesifik moleküllerin membran reseptör proteinlerine bağlanmasını içerir. Fagositoz, büyük moleküllerin, diğer hücrelerin veya diğer hücrelerden "artıkların" yutulmasıyla ilgili olduğu için bir gıda türü olarak kabul edilir.

Bir bakterinin fagositozu (Kaynak: GrahamColm, İngilizce Wikipedia, Wikimedia Commons)

Bitkiler, hayvanlar ve mantarlar gibi çok hücreli organizmalarda, tüm hücrelerin dış elementleri yutma kabiliyeti yoktur, bu da bu amaç için "fagositik hücreler" olarak bilinen bazı özelleşmiş hücreler olduğu anlamına gelir.

Fagositik hücreler tüm vücut dokularına dağılır ve farklı işlevleri yerine getirir. Makrofajlar, işlevi vücudumuza giren mikroorganizmalardan bizi korumak olan bağışıklık sistemine ait fagositik hücrelere iyi bir örnektir.

Fagositoz / Fotoğraf, fagositosis77.blogspot.com'dan kurtarıldı

Ökaryotik hücrelerde fagositoz süreci, lizozom adı verilen bir hücre içi organel türü olmadan bir anlam ifade etmeyecektir, çünkü burada hücrelerin fagositozunun "işlendiği" veya "sindirildiği" materyaldeki besinler vardır.

Fagositoz, hemen hemen tüm ökaryotik hücrelerin lizozomlarında meydana gelen normal süreç olan "otofajiden" farklı olduğu için "heterofaji" (hücre dışı bileşiklerin yutulması) olarak da bilinir.

Aşamaları

Makrofaj bir virüsü (1-3) içine aldığında, onu lizozom enzimleriyle (4,5) parçalara ayırır ve bunlar daha sonra zararsız atık olarak hücreden salınır (6). Fotoğraf alındı: askabiologist.asu.edu.

Daha yüksek ökaryotik organizmalarda, ana fagositik hücreler, kemik iliğinden kaynaklanan ortak bir öncüden türetilir. Bu hücreler "beyaz kan hücreleri" olarak bilinir ve polimorfonükleer lökositler (nötrofiller), monositler ve makrofajlardır.

Fagositoz süreci, (1) fagositozlanan materyalin tanınması, (2) bir tür hücre içi vezikül olan fagozomun oluşumundan ve (3) oluşan bir dizi adım veya ardışık aşamalar olarak analiz edilebilir. ) "sindirim" ile biten bir olay olan fagolizozom oluşumunda.

Tanıma aşaması

Fagositoz basit bir süreç değildir. Diğer birçok şeyin yanı sıra, spesifik sinyallerin tanınmasını ve partiküllerin veya organizmaların fagositik hücrelerin plazma zarının dış yüzünde bulunan spesifik reseptörlere bağlanmasını içerir.

Bu ilk süreç, özellikle istilacı hücrelerin yok edilmesinden sorumlu olan bağışıklık sisteminin belirli hücrelerinin aracılık ettiği fagositoz söz konusu olduğunda bir tür "nötrleştirme" olarak düşünülebilir.

Bu nedenle, fagositik hücrelerin (veya fagositik olan tek hücreli organizmaların) plazma zarının yüzeyine, istilacı hücrelerin yüzeyinde bulunan spesifik molekülleri (ligandları) tanıyabilen bir reseptör bataryası verilir veya tipik gıda parçacıkları.

Genellikle hücre dışı uzantılara sahip entegre membran proteinleri olan bu reseptörler, ligandlarına bağlanarak "dışarıda yiyecek var" olarak tercüme edilen bir mesaj gönderen bir dizi dahili sinyal olayını tetikler.

Fagozom oluşumu aşaması

Bir gıda partikülünü veya başka bir "yabancı" hücreyi yutan hücre yüzeyden gönderilen mesajı aldığında, plazma zarında bir istila meydana gelir, bu da hücrenin fagositoz edilecek materyali "yutması" anlamına gelir ve onu kendi zarı ile sarar. .

Bu aşamada, zarın diğer hücreye nasıl yayıldığı gözlemlenir ve bu uzantı bazen "yalancı ayaklı" olarak bilinir. Sahte ayağın uçları bir araya geldiğinde, yabancı elementi çevrelediğinde, fagozom adı verilen bir iç "vezikül" oluşur.

Fagolizozom oluşumu ve sindirim aşaması

Fagositozlu elementleri içeren fagozomlar, bir zarla kaplı hücre içi veziküllerdir. Bunların diğer hücre içi organellerle kaynaşma yeteneği vardır: lizozomlar.

Fagozomlar ve lizozomlar arasındaki füzyon , fagositozlu bileşiklerin (tüm hücreler, bunların parçaları veya diğer hücre dışı moleküller) "sindiriminin" veya "parçalanmasının" gerçekleştiği bileşik organellere karşılık gelen fagolizozomlara yol açar .

Lizozomlar, eksik veya atık hücre içi materyalin bozulmasından sorumlu organeller olduklarından, onlara fagozomlarda bulunan parçacıkları parçalama (daha küçük parçalara ayırma) yeteneği veren farklı hidrolitik ve proteolitik enzimlerle donatılmıştır. birleştirmek.

Bu fagolizozomal bozunmadan kaynaklanan malzeme, fagositik hücrelerden atık malzeme olarak kalıcı olarak elimine edilebilir veya yeni hücre içi bileşiklerin sentezi için bir "yapı bloğu" olarak kullanılabilir.

Özellikleri

Ökaryotik organizmalarda fagositozun birçok önemli işlevi vardır. Örneğin tek hücreli canlılarda ve diğer tek hücreli varlıklarda bu işlem, besinlerin çoğu bu şekilde alındığı için beslenme için gereklidir.

Bir amipte fagositoz (Kaynak: Miklos, Wikimedia Commons)

Diğer yandan birçok çok hücreli organizmada fagositoz, spesifik ve spesifik olmayan savunma, yani doğuştan gelen bağışıklık ve adaptif bağışıklık için gereklidir.

Bakteriler, parazitler vb. Gibi istilacı patojen mikroorganizmaların "yok edilmesinde" birincil işlevlere sahiptir ve ayrıca enfeksiyon veya iltihaplanmanın meydana geldiği yerlerde normal koşulların yeniden oluşturulmasında rol oynar, yani hastalık için önemlidir. yara onarımı.

Ayrıca immünolojik bağlamda fagositoz, vücudun yabancı veya yabancı ajanlara karşı savunmasına katılan immün sistemin spesifik lenfositlerinin (B hücreleri ve T hücreleri) antijen sunumu ve aktivasyonu süreçleri için gereklidir.

Fagositoz ayrıca vücuttaki apoptotik olaylardan geçen hücrelerin ortadan kaldırılması ve "geri dönüştürülmesinde" rol oynar, böylece bileşenleri yeniden kullanılabilir veya yeni hücre içi moleküllerin veya organellerin oluşumuna yönlendirilebilir.

İlginç bir gerçek olarak, insan vücudundaki makrofajlar, kan dolaşımında yıpranan veya arızalanan 100 milyondan fazla eritrositin günlük olarak alınmasından sorumludur.

Bağışıklık sisteminin fagositoz yapan hücreleri

Fagositoz yapan bağışıklık sistemi hücreleri de patojenleri yok etmek için birçok mekanizma kullanabilir, örneğin:

Oksijen radikalleri

Proteinler, lipidler ve diğer biyolojik moleküller ile reaksiyona giren oldukça reaktif moleküllerdir. Fizyolojik stres sırasında, bir hücredeki oksijen radikallerinin miktarı önemli ölçüde artarak hücre yapılarını tahrip edebilecek oksidatif strese neden olabilir.

Nitrik oksit

Çeşitli biyolojik moleküllere zarar veren başka moleküller oluşturmak için süperoksit ile reaksiyona giren oksijen radikallerine benzer reaktif bir maddedir.

Antimikrobiyal proteinler

Özellikle bakterilere zarar veren veya onları öldüren proteinlerdir. Antimikrobiyal proteinlerin örnekleri, temel proteinleri yok ederek çeşitli bakterileri öldüren proteazları ve gram pozitif bakterilerin hücre duvarlarına saldıran lizozimi içerir.

Antimikrobiyal peptitler

Antimikrobiyal peptitler, bakterilere saldırıp öldürmeleri bakımından antimikrobiyal proteinlere benzer. Defensinler gibi bazı antimikrobiyal peptidler, bakteri hücre zarlarına saldırır.

Bağlayıcı proteinler

Bağlayıcı proteinler genellikle doğuştan gelen bağışıklık sisteminde önemli oyunculardır çünkü aksi takdirde bakteri veya viral replikasyon için faydalı olacak proteinlere veya iyonlara rekabetçi bir şekilde bağlanırlar.

Referanslar

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Temel Hücre Biyolojisi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Brown, E. (1995). Fagositoz. BioEssays, 17 (2), 109-117.
3. Garrett, WS ve Mellman, I. (2001). Endositoz çalışmaları. Dendritik Hücrelerde (İkinci, s. 213-cp1). Akademik Basın.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. baskı). Freeman, WH & Company.
5. Platt, N. ve Fineran, P. (2015). Hücrelerin fagositik aktivitesini ölçmek. Hücre Biyolojisinde Yöntemler, 126, 287-304.
6. Rosales, C. ve Uribe-Querol, E. (2017). Fagositoz: Bağışıklıkta Temel Bir Süreç. BioMed Research International, 1–18.
7. Sbarra, AJ ve Karnovskyi, ML (1959). Fagositozun Biyokimyasal Temeli. Biyolojik Kimya Dergisi, 234 (6), 1355-1362.
8. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (1999). Biyoloji (5. baskı). Philadelphia, Pensilvanya: Saunders College Publishing.
9. Stuart, LM ve Ezekowitz, RAB (2005). Fagositoz: Zarif karmaşıklık. Bağışıklık, 22 (5), 539–550.