- endocytosis คืออะไร?
- การจัดหมวดหมู่
- endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับคืออะไร?
- คุณสมบัติ
- กระบวนการ
- แบบจำลอง endocytosis ที่เป็นสื่อกลางของตัวรับ: คอเลสเตอรอลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
- จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อระบบล้มเหลว?
- endocytosis ที่เป็นอิสระจาก Clathrin
- อ้างอิง
รับ - พึ่ง endocytosisเป็นปรากฏการณ์โทรศัพท์มือถือประกอบด้วยโมเลกุลควบคุมเฉพาะภายในรายการเซลล์ วัสดุที่จะกินเข้าไปจะถูกล้อมรอบด้วยส่วนเล็ก ๆ ของเมมเบรนพลาสม่าจนครอบคลุมสารทั้งหมด จากนั้นถุงนี้จะถูกแยกออกไปภายในเซลล์
ตัวรับที่เข้าร่วมในกระบวนการนี้จะอยู่ที่ผิวเซลล์ในบริเวณที่เรียกว่า "clathrin-coated depressions"
ที่มา: Alejandro Porto
endocytosis ประเภทนี้ทำให้เซลล์มีกลไกในการแยกแยะระหว่างสารที่เข้าไป นอกจากนี้ยังเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเมื่อเทียบกับ endocytosis ที่ไม่เลือกปฏิบัติ
แนวคิดที่ตรงกันข้ามของ endocytosis คือ exocytosis และประกอบด้วยการปลดปล่อยโมเลกุลสู่สภาพแวดล้อมภายนอกของเซลล์
endocytosis คืออะไร?
เซลล์ยูคาริโอตมีความสามารถในการจับโมเลกุลจากสภาพแวดล้อมนอกเซลล์และรวมไว้ภายในผ่านกระบวนการที่เรียกว่า endocytosis คำนี้มาจากนักวิจัย Christian deDuve ได้รับการแนะนำในปีพ. ศ. 2506 และรวมถึงการกลืนกินโมเลกุลหลายชนิด
ปรากฏการณ์เกิดขึ้นดังนี้: โมเลกุลหรือวัสดุที่จะป้อนถูกล้อมรอบด้วยส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึมที่ถูกบุกรุกในเวลาต่อมา ดังนั้นถุงจึงถูกสร้างขึ้นซึ่งประกอบด้วยโมเลกุล
การจัดหมวดหมู่
ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุที่เข้าสู่กระบวนการ endocytosis แบ่งออกเป็น phagocytosis และ pinocytosis
คนแรก phagocytosis ประกอบด้วยการกระทำของการกลืนกินอนุภาคของแข็ง ซึ่งรวมถึงอนุภาคขนาดใหญ่เช่นแบคทีเรียเซลล์อื่น ๆ ที่ไม่เสียหายหรือเศษซากจากเซลล์อื่น ๆ ในทางตรงกันข้ามคำว่า pinocytosis ใช้เพื่ออธิบายการกลืนกินของเหลว
endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับคืออะไร?
endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับเป็นปรากฏการณ์ของเซลล์ที่มีลักษณะการเข้าสู่เซลล์ของโมเลกุลในลักษณะที่เลือกและควบคุมได้ โมเลกุลที่จะป้อนมีความจำเพาะ
ตามชื่อของกระบวนการระบุโมเลกุลที่จะป้อนจะถูกรับรู้โดยชุดของตัวรับที่อยู่บนพื้นผิวของเซลล์ อย่างไรก็ตามไม่พบตัวรับเหล่านี้แบบสุ่มทั่วเยื่อหุ้มเซลล์ ในทางตรงกันข้ามตำแหน่งทางกายภาพของมันมีความเฉพาะเจาะจงมากในภูมิภาคที่เรียกว่า
ความหดหู่ก่อให้เกิดการรุกรานจากเมมเบรนซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของถุงที่เคลือบคลา ธ รินซึ่งมีตัวรับและโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ถูกผูกไว้ตามลำดับ โมเลกุลขนาดใหญ่ที่จับกับตัวรับเรียกว่าลิแกนด์
หลังจากการก่อตัวของถุงคลา ธ รินขนาดเล็กฟิวส์หลังที่มีโครงสร้างที่เรียกว่าเอนโดโซมตอนต้น ในขั้นตอนนี้เนื้อหาภายในของ clathrin vesicle จะถูกกระจายไปยังภูมิภาคต่างๆ หนึ่งในนั้นคือไลโซโซมหรือสามารถรีไซเคิลได้ในพลาสมาเมมเบรน
คุณสมบัติ
กระบวนการ pinocytosis และ phagocytosis แบบดั้งเดิมเป็นประเภทที่ไม่แบ่งแยก นั่นคือถุงจะดักจับโมเลกุลใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นของแข็งหรือของเหลว - ที่อยู่ในช่องว่างนอกเซลล์และถูกลำเลียงไปยังเซลล์
endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับทำให้เซลล์มีกลไกการคัดเลือกที่ช่วยให้สามารถแยกแยะและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำให้อนุภาคภายในเข้าสู่สภาพแวดล้อมของเซลล์ได้
ดังที่เราจะเห็นในภายหลังกระบวนการนี้ช่วยให้สามารถรับโมเลกุลที่สำคัญมากเช่นคอเลสเตอรอลวิตามินบี 12 และธาตุเหล็ก โมเลกุลสองตัวสุดท้ายนี้ใช้สำหรับการสังเคราะห์ฮีโมโกลบินและโมเลกุลอื่น ๆ
น่าเสียดายที่การปรากฏตัวของตัวรับที่เป็นสื่อกลางของเอนโดไซโทซิสได้ถูกใช้ประโยชน์จากอนุภาคไวรัสหลายชุดเพื่อเข้าสู่เซลล์ตัวอย่างเช่นไวรัสไข้หวัดใหญ่และเอชไอวี
กระบวนการ
เพื่อให้เข้าใจว่ากระบวนการ endocytosis ที่เป็นสื่อกลางรับเกิดขึ้นได้อย่างไรจึงมีการใช้การดูดซึมคอเลสเตอรอลโดยเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
คอเลสเตอรอลเป็นโมเลกุลที่มีลักษณะคล้ายไขมันซึ่งมีหน้าที่หลายอย่างเช่นการปรับเปลี่ยนการไหลเวียนในเยื่อหุ้มเซลล์และเป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนสเตียรอยด์ที่เกี่ยวข้องกับการมีเพศสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต
แบบจำลอง endocytosis ที่เป็นสื่อกลางของตัวรับ: คอเลสเตอรอลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
คอเลสเตอรอลเป็นโมเลกุลที่ไม่ละลายน้ำในน้ำ ด้วยเหตุนี้การขนส่งจึงเกิดขึ้นภายในกระแสเลือดในรูปแบบของอนุภาคไลโปโปรตีน ในบรรดาไลโปโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่ำมักเรียกโดยทั่วไปว่า LDL - ย่อมาจากตัวย่อในภาษาอังกฤษไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ
จากการศึกษาในห้องปฏิบัติการทำให้สามารถสรุปได้ว่าการเข้าสู่โมเลกุลของ LDL ในเซลล์เกิดขึ้นโดยการจับกับตัวรับที่เฉพาะเจาะจงบนผิวเซลล์ที่อยู่ในภาวะซึมเศร้าที่เคลือบด้วยคลาทริน
ภายในของเอนโดโซมที่มี LDL เป็นกรดซึ่งช่วยให้การแยกตัวของโมเลกุล LDL และตัวรับ
หลังจากแยกจากกันแล้วชะตากรรมของตัวรับจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในเมมเบรนพลาสมาติกในขณะที่ LDL ยังคงดำเนินต่อไปพร้อมกับการขนส่งในไลโซโซม ภายใน LDL ถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจงสร้าง cholestarol
ในที่สุดคอเลสเตอรอลจะถูกปล่อยออกมาและเซลล์สามารถรับและนำไปใช้ในงานต่างๆที่จำเป็นเช่นเยื่อหุ้มเซลล์
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อระบบล้มเหลว?
มีอาการทางพันธุกรรมที่เรียกว่า Familial hypercholesterolemia หนึ่งในอาการของพยาธิวิทยานี้คือระดับคอเลสเตอรอลสูง ความผิดปกตินี้เกิดจากการไม่สามารถนำโมเลกุลของ LDL จากของเหลวนอกเซลล์เข้าสู่เซลล์ได้ ผู้ป่วยมีการกลายพันธุ์เล็ก ๆ ในตัวรับ
หลังจากการค้นพบโรคนี้สามารถระบุได้ว่าในเซลล์ที่แข็งแรงมีตัวรับที่รับผิดชอบในการไกล่เกลี่ยการเข้ามาของ LDL ซึ่งสะสมในภาวะซึมเศร้าของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจง
ในบางกรณีผู้ป่วยสามารถรับรู้ LDL ได้ แต่ไม่พบตัวรับในภาวะซึมเศร้าแบบเรียงราย ข้อเท็จจริงนี้นำไปสู่การรับรู้ถึงความสำคัญของภาวะซึมเศร้าแบบเรียงเส้นในกระบวนการ endocytosis
endocytosis ที่เป็นอิสระจาก Clathrin
เซลล์ยังมีทางเดินที่ช่วยให้ endocytosis สามารถทำได้โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของ clathrin ในบรรดาทางเดินเหล่านี้โมเลกุลที่เชื่อมต่อกับเยื่อและของเหลวที่สามารถสร้างเอนโดไซท์ได้แม้ว่าจะไม่มีคลาทรินก็ตาม
โมเลกุลที่เข้าสู่ทางนี้จะแทรกซึมโดยใช้การรุกรานขนาดเล็กที่เรียกว่า Caveolae ซึ่งอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมา
อ้างอิง
- Alberts, B. , Bray, D. , Hopkin, K. , Johnson, AD, Lewis, J. , Raff, M. , … & Walter, P. (2013) ชีววิทยาของเซลล์ที่จำเป็น การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
- Cooper, GM และ Hausman, RE (2007) เซลล์: วิธีการทางโมเลกุล วอชิงตันดีซีซันเดอร์แลนด์แมสซาชูเซตส์
- Curtis, H. , & Barnes, NS (1994). ขอเชิญเข้าร่วมชีววิทยา Macmillan
- Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. , & Anderson, M. (2004). สรีรวิทยาของสัตว์. Sinauer Associates
- Karp, G. (2552). ชีววิทยาระดับเซลล์และโมเลกุล: แนวคิดและการทดลอง John Wiley & Sons
- Kierszenbaum, AL (2012). จุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์ Elsevier บราซิล
- Koolman, J. , & Röhm, KH (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่ Panamerican Medical Ed.
- Lodish, H. , Berk, A. , Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M. , Scott, MP, … & Matsudaira, P. (2008) อณูชีววิทยาของเซลล์. Macmillan
- Voet, D. , & Voet, JG (2006). ชีวเคมี. Panamerican Medical Ed.