Popsat hlavní mechanismy, kterými buňky import a export makromolekul
kromě pohybu malých iontů a molekul přes membránu buňky je také nutné odstranit a vzít ve větších molekul a částic. Některé buňky jsou dokonce schopné pohltit celé jednobuněčné mikroorganismy. Možná jste správně předpokládali, že příjem a uvolňování velkých částic buňkou vyžaduje energii. Velká částice však nemůže projít membránou, a to ani energií dodávanou buňkou.,
existují dva primární mechanismy, které transportují tyto velké částice: endocytóza a exocytóza.
Cíle Vzdělávání
- Popsat endocytóza a identifikovat různé odrůdy z dovozu, včetně fagocytóza, pinocytóza, a receptory zprostředkovanou endocytózu
- Identifikovat kroky exocytóza
Endocytóza
Endocytóza je typem aktivního transportu, který se pohybuje částice, jako jsou velké molekuly, části buňky, a dokonce i celých buněk, do buněk., Existují různé varianty endocytózy, ale všechny sdílejí společnou charakteristiku: plazmatická membrána buňky invaginuje a vytváří kapsu kolem cílové částice. Kapesní špetky off, což vede k částici, která je obsažena v nově vytvořené intracelulární váček tvořen z plazmatické membrány.
Fagocytóza
Obrázek 1. Při fagocytóze buněčná membrána obklopuje částici a pohltí ji., (kredit: Mariana Ruiz Villareal)
Fagocytóza (stav „buněčné pojídání“) je proces, při kterém se velké částice, jako jsou buňky nebo relativně velké částice, jsou přijata buňkou. Například, když mikroorganismy pronikají do lidského těla, což je typ bílých krvinek nazývaných neutrofily bude odstranit útočníky prostřednictvím tohoto procesu, okolní a pohlcení mikroorganismu, který je pak zničen neutrofilů (viz Obrázek 1).,
V rámci přípravy na fagocytózy, část dovnitř směřující povrchu plazmatická membrána se stává potažené bílkoviny zvané clathrin, který stabilizuje tato část membrány. Potažená část membrány se pak rozprostírá od těla buňky a obklopuje částici a nakonec ji uzavírá. Jakmile váček obsahující částice je uzavřena v buňce, clathrin uvolní z membrány a váček splyne s lysosome pro rozdělení materiálu do nově vytvořeného prostoru (endosome)., Když byly extrahovány dostupné živiny z degradace vezikulárního obsahu, nově vytvořený endosom se spojí s plazmatickou membránou a uvolní její obsah do extracelulární tekutiny. Endozomální membrána se opět stává součástí plazmatické membrány.
Pinocytóza
Obrázek 2. V pinocytóza, buněčné membrány invaginates, obklopuje malý objem tekutiny, a tlačí pryč. (kredit: Mariana Ruiz Villareal)
variace endocytózy se nazývá pinocytóza., To doslova znamená „pití buněk“ a bylo pojmenováno v době, kdy se předpokládalo, že buňka cíleně přijímá extracelulární tekutinu. Ve skutečnosti je to proces, který přijímá molekuly, včetně vody, kterou buňka potřebuje z extracelulární tekutiny. Pinocytóza má za následek mnohem menší váček než fagocytóza a váček se nemusí sloučit s lysozomem (Obrázek 2).
variace pinocytózy se nazývá potocytóza., Tento proces používá potahový protein, nazývaný caveolin, na cytoplazmatické straně plazmatické membrány, která má podobnou funkci jako klathrin. Dutiny v plazmatické membráně, které tvoří vakuoly, mají kromě caveolinu membránové receptory a lipidové rafty.
vakuoly nebo váčky vytvořené v caveolae (singulární caveola) jsou menší než u pinocytózy. Potocytosis se používá, aby malé molekuly do buňky a transport molekuly přes buněčnou pro jejich uvolnění na druhé straně buňky, proces zvaný transcytosis.,
endocytóza zprostředkovaná receptorem
obrázek 3. Při endocytóze zprostředkované receptorem je příjem látek buňkou zaměřen na jediný typ látky, která se váže na receptor na vnějším povrchu buněčné membrány. (credit: změna práce Mariana Ruiz Villareal)
cílené variace endocytóza zaměstnává receptorové proteiny v plazmatické membráně, které mají specifickou vazebnou afinitu pro některé látky (Obrázek 3).,
u endocytózy zprostředkované receptorem, stejně jako u fagocytózy, je klathrin připojen k cytoplazmatické straně plazmatické membrány. Pokud je příjem sloučeniny závislý na endocytóze zprostředkované receptorem a proces je neúčinný, materiál nebude odstraněn z tkáňových tekutin nebo krve. Místo toho zůstane v těchto tekutinách a zvýší koncentraci.
některá lidská onemocnění jsou způsobena selháním endocytózy zprostředkované receptorem., Například forma cholesterolu nazývaná lipoprotein s nízkou hustotou nebo LDL (také označovaná jako „špatný“ cholesterol) je z krve odstraněna endocytózou zprostředkovanou receptorem. U lidské genetické choroby familiární hypercholesterolémie jsou receptory LDL vadné nebo zcela chybí. Lidé s tímto stavem mají v krvi život ohrožující hladinu cholesterolu, protože jejich buňky nemohou vyčistit částice LDL z krve.,
i když receptory zprostředkovanou endocytózu je navržen tak, aby specifické látky, které se běžně vyskytují v extracelulární tekutiny do buňky, jiné látky mohou získat vstup do buňky na stejném místě. Chřipkové viry, záškrt a toxin cholery mají místa, která zkříženě reagují s normálními místy vázajícími receptor a získávají vstup do buněk.
exocytóza
reverzní proces přesunu materiálu do buňky je proces exocytózy., Exocytóza je opakem procesů diskutovaných v poslední části v tom, že jejím účelem je vyloučit materiál z buňky do extracelulární tekutiny. Odpadní materiál je obalen v membráně a pojistky s vnitřkem plazmové membrány. Tato fúze otevírá membránovou obálku na vnější straně buňky a odpadní materiál je vyloučen do extracelulárního prostoru (obrázek 4)., Další příklady z buňky uvolňují molekuly přes exocytóza zahrnují sekreci proteinů extracelulární matrix a sekreci neurotransmiterů do synaptické štěrbiny do synaptických váčků.
obrázek 4. Při exocytóze se vezikuly obsahující látky spojí s plazmatickou membránou. Obsah se pak uvolní do exteriéru buňky., (credit: změna práce Mariana Ruiz Villareal)
shrnutí buněčné dopravy diskutovaných metod je uvedena v Tabulce 1, která zahrnuje také požadavky na energii a materiály přepravované každý.
| Tabulka 1.,is | Active | Large macromolecules, whole cells, or cellular structures | ||
|---|---|---|---|---|
| Pinocytosis and potocytosis | Active | Small molecules (liquids/water) | ||
| Receptor-mediated endocytosis | Active | Large quantities of macromolecules | ||
| Exocytosis | Active | Waste materials, proteins for the extracellular matrix, neurotransmitters | ||
In Summary: Endocytosis and Exocytosis
Cells perform three main types of endocytosis., Fagocytóza je proces, při kterém buňky spolknout velké částice, včetně jiných buněk, obklopující částice v rozšíření buněčné membrány a vznikne z toho nový vakuoly. Během pinocytózy buňky přijímají molekuly, jako je voda z extracelulární tekutiny. Konečně, receptory zprostředkovanou endocytózu je cílená verze endocytóza, kde receptorové proteiny v plazmatické membráně zajistit pouze konkrétní, cílené látky jsou přivedeny do buňky.
exocytóza je v mnoha ohledech reverzní proces z endocytózy., Tady buněk vyhnat materiál prostřednictvím fúze váčků s plazmatickou membránou a následného ukládání jejich obsahu do extracelulární tekutiny.
Zkontrolujte své porozumění
odpovězte na níže uvedenou otázku, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům uvedeným v předchozí části. Tento krátký kvíz se nezapočítává do vaší třídy ve třídě a můžete jej opakovat neomezeně mnohokrát.
pomocí tohoto kvízu zkontrolujte své porozumění a rozhodněte se, zda chcete (1) studovat předchozí sekci dále nebo (2) Přejít na další část.