ismertesse azokat az elsődleges mechanizmusokat, amelyekkel a sejtek makromolekulákat importálnak és exportálnak
amellett, hogy kis ionokat és molekulákat mozgatnak a membránon keresztül, a sejteknek nagyobb molekulákat és részecskéket is el kell távolítaniuk és be kell venniük. Egyes sejtek akár teljes egysejtű mikroorganizmusokat is képesek elnyelni. Lehet, hogy helyesen feltételezte, hogy a nagy részecskék sejt általi felvétele és felszabadítása energiát igényel. Egy nagy részecske azonban nem tud átjutni a membránon, még a sejt által szolgáltatott energiával sem.,
két elsődleges mechanizmus létezik, amelyek ezeket a nagy részecskéket szállítják: endocitózis és exocitózis.
Tanulási Célok
- Leírni endocytosis azonosítani a különböző fajták behozatali, beleértve a fagocitózis, pinocytosis, valamint a receptor-mediált endocytosis
- Azonosítani a lépéseket a exocytosis
Endocytosis
Endocytosis egy olyan típusú aktív transzport, ami mozgatja a részecskéket, például a nagy molekulák egy része a sejtek, sőt, az egész sejt, egy cellába., Az endocitózis különböző változatai vannak, de mindegyiknek közös jellemzője van: a sejt plazmamembránja behatol, zsebet képezve a célrészecske körül. A zseb lecsúszik, ami azt eredményezi, hogy a részecske egy újonnan létrehozott intracelluláris vezikulumban található, amely a plazmamembránból képződik.
fagocitózis
1.ábra. A fagocitózisban a sejtmembrán körülveszi a részecskét és elnyeli azt., (hitel: Mariana Ruiz Villareal)
fagocitózis (a “sejtfogyasztás” állapota) az a folyamat, amellyel a nagy részecskéket, például sejteket vagy viszonylag nagy részecskéket egy sejt veszi be. Például, amikor a mikroorganizmusok behatolnak az emberi testbe, a neutrofil nevű fehérvérsejt egyfajta eltávolítja a betolakodókat ezen a folyamaton keresztül, körülvéve és beborítva a mikroorganizmust, amelyet a neutrofil elpusztít (1.ábra).,
a fagocitózis előkészítésekor a plazmamembrán befelé néző felületének egy része egy clathrin nevű fehérjével van bevonva, amely stabilizálja a membrán ezen szakaszát. A membrán bevont része ezután a sejt testéből kinyúlik, körülveszi a részecskét, végül bezárja. Miután a részecskét tartalmazó vezikulum bezáródik a sejtbe, a klatrin leválik a membránról, a vezikulum pedig egy lizoszómával egyesül az újonnan kialakult rekeszben (endoszóma) lévő anyag lebomlásához., Amikor a hólyagos tartalom lebomlásából származó hozzáférhető tápanyagokat kivonták, az újonnan kialakult endoszóma összeolvad a plazmamembránnal, és tartalmát az extracelluláris folyadékba bocsátja. Az endoszomális membrán ismét a plazmamembrán részévé válik.
Pinocytosis
2.ábra. A pinocitózisban a sejtmembrán behatol, kis mennyiségű folyadékot vesz körül, majd lecsúszik. (hitel: Mariana Ruiz Villareal)
az endocitózis variációját pinocitózisnak nevezik., Ez szó szerint azt jelenti, “sejt ivás” nevezték, amikor a feltételezés az volt, hogy a sejt szándékosan figyelembe extracelluláris folyadék. A valóságban ez egy olyan folyamat, amely molekulákat vesz fel, beleértve a vizet is, amelyet a sejtnek szüksége van az extracelluláris folyadékból. A pinocitózis sokkal kisebb vezikulumot eredményez, mint a fagocitózis, a vezikulumnak nem kell összeolvadnia egy lizoszómával (2.ábra).
a pinocitózis variációját potocitózisnak nevezik., Ez a folyamat a plazmamembrán citoplazmatikus oldalán egy caveolin nevű bevonó fehérjét használ, amely hasonló funkciót lát el a clathrinhez. A vakuolákat alkotó plazmamembrán üregeiben a caveolin mellett membránreceptorok és lipidraftok is találhatók.
a caveolae-ban (singular caveola) képződött vakuolák vagy vezikulumok kisebbek, mint a pinocytosisban. A potocitózist arra használják, hogy kis molekulákat hozzanak a sejtbe, és ezeket a molekulákat a sejten keresztül szállítsák, hogy felszabaduljanak a sejt másik oldalán, egy transzcitózisnak nevezett folyamat.,
3.ábra. A receptor által közvetített endocitózisban az anyagok sejt általi felvétele egyetlen típusú anyagra irányul, amely a sejtmembrán külső felületén lévő receptorhoz kötődik. (hitel: Mariana Ruiz Villareal munkájának módosítása)
az endocitózis célzott variációja olyan receptor fehérjéket alkalmaz a plazmamembránban, amelyek specifikus kötődési affinitással rendelkeznek bizonyos anyagokhoz (3.ábra).,
a receptor által közvetített endocitózisban, mint a fagocitózisban, a clathrin a plazmamembrán citoplazmatikus oldalához kapcsolódik. Ha egy vegyület felvétele függ a receptor által közvetített endocitózistól, és a folyamat hatástalan, az anyagot nem távolítják el a szövetfolyadékokból vagy a vérből. Ehelyett marad azokban a folyadékokban, és növeli a koncentrációt.
egyes emberi betegségeket a receptor által közvetített endocitózis kudarca okoz., Például a koleszterin alacsony sűrűségű lipoproteinnek vagy LDL-nek (más néven “rossz” koleszterinnek) nevezett formáját a receptor által közvetített endocitózis eltávolítja a vérből. Az emberi genetikai betegségben a familiáris hypercholesterinaemiában az LDL receptorok hibásak vagy teljesen hiányoznak. Az ilyen állapotban lévő embereknek életveszélyes koleszterinszintje van a vérükben, mert sejtjeik nem tudják megtisztítani az LDL részecskéket a vérükből.,
bár a receptor által közvetített endocitózist úgy tervezték, hogy az extracelluláris folyadékban általában megtalálható specifikus anyagokat a sejtbe juttassa, más anyagok ugyanazon a helyen juthatnak be a sejtbe. Influenza vírusok, diftéria, valamint a kolera toxin mind oldalak keresztreakcióba normális receptor-kötőhely, majd behatolni a sejtekbe.
Exocytosis
Az anyag sejtbe történő mozgatásának fordított folyamata az exocitózis folyamata., Az exocitózis ellentétes az utolsó szakaszban tárgyalt folyamatokkal, mivel célja az anyag kiürítése a sejtből az extracelluláris folyadékba. A hulladékot egy membránba burkolják, és a plazmamembrán belsejébe olvadnak. Ez a fúzió megnyitja a membrán borítékot a sejt külső részén, a hulladékanyagot pedig az extracelluláris térbe vezetik (4.ábra)., A molekulák exocitózis útján történő felszabadulásának egyéb példái közé tartozik az extracelluláris mátrix fehérjéinek szekréciója, valamint a neurotranszmitterek szinaptikus vezikulumok által történő szekréciója a szinaptikus hasadékba.
4.ábra. Az exocitózisban az anyagokat tartalmazó vezikulumok összeolvadnak a plazmamembránnal. A tartalmat ezután felszabadítják a cella külső részébe., (hitel: Mariana Ruiz Villareal munkájának módosítása)
a tárgyalt celluláris szállítási módszerek összefoglalását az 1.táblázat tartalmazza, amely magában foglalja az egyes energiaigényeket és az általuk szállított anyagokat is.
| 1.táblázat.,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., A fagocitózis az a folyamat, amellyel a sejtek nagy részecskéket, köztük más sejteket is lenyelnek azáltal, hogy a részecskéket a sejtmembrán kiterjesztésébe zárják, és új vakuolát bocsátanak ki. A pinocitózis során a sejtek molekulákat, például vizet vesznek az extracelluláris folyadékból. Végül a receptor által közvetített endocitózis az endocitózis célzott változata, ahol a plazmamembránban lévő receptor fehérjék csak specifikus, célzott anyagokat hoznak be a sejtbe.
az exocitózis sok szempontból az endocitózis fordított folyamata., Itt a sejtek az anyagot a vezikulumok plazmamembránnal való fúziójával, majd tartalmuk extracelluláris folyadékba történő lerakásával ürítik ki.
ellenőrizze megértését
válaszoljon az alábbi kérdésre(kérdésekre), hogy megtudja, mennyire érti az előző szakaszban tárgyalt témákat. Ez a rövid kvíz nem számít bele az osztályodba, és korlátlan számú alkalommal megismételheted.
használja ezt a kvízt, hogy ellenőrizze a megértését, majd eldöntse, hogy (1) tanulmányozza tovább az előző részt, vagy (2) lépjen tovább a következő szakaszra.