ENDOCYTOSIS: ประเภทและลักษณะหน้าที่ตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2024

endocytosisรวมถึงกระบวนการที่ช่วยให้รายการที่มีประสิทธิภาพของวัสดุต่างๆไปยังเซลล์โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์คือการควบคุมที่เข้มงวดเป็นธรรมทั้งเข้าและส่งออก, ความหลากหลายของวัสดุรวมทั้งวัสดุ extracellular และนิวเคลียส พร้อมกับกระบวนการอื่น ๆ เช่นการแพร่กระจายอย่างง่ายและการออสโมซิสเซลล์จะรวมวัสดุที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์ที่เหมาะสม

เมื่อเกิดกระบวนการเอนโดไซโทซิสโมเลกุลที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่อนุภาคและแม้แต่ของผสมในสารละลายจะเข้าสู่ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการรุกรานหรือถุงที่เกิดในเยื่อหุ้มเซลล์และเข้าสู่ไซโทพลาสซึมในรูปแบบของถุงซึ่งจะถูกประมวลผลโดยเครื่องจักรย่อยอาหารของเซลล์

ที่มา: ผลงานอนุพันธ์ของ Mariana Ruiz Villarreal: Gregor_0492

กระบวนการของ endocytosis (การเข้าสู่วัสดุเข้าสู่เซลล์) เช่นเดียวกับ exocytosis (กระบวนการที่วัสดุออกจากเซลล์) เป็นสิ่งที่มีเฉพาะในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต

เซลล์ยูคาริโอตมีความต้องการพลังงานสูงเนื่องจากมีขนาดใหญ่กว่า (โดยเฉลี่ยมากกว่า 1,000 เท่า) มากกว่าสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตใด ๆ ด้วยเหตุนี้เซลล์ยูคาริโอตจึงต้องการกลไกที่อนุญาตให้มีการเข้าสู่วัสดุเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวสังเคราะห์ที่หลากหลายเกิดขึ้นในนั้น

ประเภทและลักษณะของมัน

ผ่านกระบวนการ endocytosis เซลล์จะรักษาการแลกเปลี่ยนกับสิ่งแวดล้อมภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ในระหว่างกลไกของเซลล์นี้วัสดุที่หลากหลายสามารถเข้าสู่เซลล์ได้ ดังนั้นกระบวนการ endocytosis อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุที่ถูกกลืนโดยเซลล์และหากมีคนกลางอยู่ในกระบวนการ

กระบวนการที่เซลล์จากเยื่อหุ้มพลาสมาล้อมรอบอนุภาคขนาดใหญ่เรียกว่า phagocytosis ในทำนองเดียวกันเซลล์ยังสามารถล้อมรอบโมเลกุลและสารอื่น ๆ ที่ละลายน้ำได้เรียก endocytosis ประเภทนี้ว่า "pinocytosis"

นอกเหนือจากกระบวนการเหล่านี้แล้วยังสามารถเลือกวัสดุที่เข้าสู่เซลล์ได้ก่อนหน้านี้ในบริเวณเฉพาะของพลาสมาเมมเบรน ในกรณีนี้ endocytosis เป็นสื่อกลางโดยตัวรับและวัสดุที่เข้าสู่เซลล์จะจับคู่กับตัวรับเหล่านี้เพื่อถ่ายโอนไปยังภายในเซลล์ในถุงพิเศษ

เซลล์ยูคาริโอตทั้งหมดดูดซับของเหลวและตัวถูกละลายผ่านพิโนไซโทซิสอย่างไรก็ตามมีเพียงเซลล์พิเศษเพียงไม่กี่เซลล์เท่านั้นที่ดำเนินกระบวนการฟาโกไซโตซิสดังที่เราจะเห็นในภายหลัง

-Phagocytosis

phagocytosis

Phagocytosis เป็นรูปแบบเฉพาะของ endocytosis ในโอกาสนี้อนุภาคหรือโมเลกุลขนาดใหญ่ซึ่งรวมถึงของเสียจุลินทรีย์และเซลล์อื่น ๆ จะถูกกินเข้าไปโดยการรุกรานของเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากลักษณะของกระบวนการนี้จึงแนะนำว่าเป็นการกระทำของเซลล์ในการ "กิน"

phagocytosis เกิดขึ้นได้อย่างไร?

อนุภาคที่ได้รับการยอมรับว่า "บริโภค" จะจับกับตัวรับ (เฉพาะ) ที่จดจำได้บนผิวเซลล์ ตัวรับเหล่านี้ส่วนใหญ่จะรับรู้สารตกค้างของ N-acetylglucosamide แมนโนสนอกเหนือจากโปรตีนอื่น ๆ อีกมากมายซึ่งกระตุ้นให้เกิดการขยายของเทียมที่ล้อมรอบอนุภาคและกลืนเข้าไป

การเคลื่อนไหวของเทียมเหล่านี้พิจารณาจากการกระทำของเส้นใยแอกตินและไมโอซินบนผิวเซลล์เป็นหลัก

เมื่อจับในเยื่อหุ้มเซลล์แล้วพวกมันจะเข้าสู่ไซโตซอลในรูปแบบของถุงขนาดใหญ่ที่เรียกว่าฟาโกโซม สิ่งเหล่านี้จะจับกับไลโซโซม (ออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่มีเอนไซม์ย่อยอาหารหลากหลายชนิด) เพื่อสร้างแวคิวโอลสำหรับการแปรรูปทำลายและย่อยสลายวัสดุที่เรียกว่าฟาโกลิโซโซม

ฟาโกลิโซโซมมีขนาดค่อนข้างใหญ่และไม่เท่ากันเนื่องจากขนาดและรูปร่างของมันถูกกำหนดโดยปริมาณของวัสดุที่ถูกย่อย

ภายในแวคิวโอลย่อยอาหารนี้กิจกรรมของเอนไซม์จะสร้างผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นจำนวนมากซึ่งเซลล์จะสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานได้

-Pinocytosis

โภชนาการของโปรโตซัว พิโนไซโตซิส ภาพโดย: Jacek FH (มาจาก Mariana Ruiz Villarreal) นำมาและแก้ไขจาก https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg

ตรงกันข้ามกับกระบวนการที่อธิบายไว้ข้างต้น pinocytosis เป็นกระบวนการที่อนุภาคขนาดเล็กถูกกินเข้าไปอย่างต่อเนื่องซึ่งในกรณีส่วนใหญ่อยู่ในรูปที่ละลายน้ำได้ ที่นี่เซลล์กลืนวัสดุจำนวนเล็กน้อยพร้อมกับการก่อตัวของถุงเยื่อหุ้มเซลล์ที่ถูกปล่อยออกสู่ไซโทพลาสซึม

โดยพื้นฐานแล้วกระบวนการของ pinocytosis ถือเป็นการกระทำของเซลล์ในการ“ ดื่ม” เนื่องจากวัสดุส่วนใหญ่ที่เข้าสู่เซลล์เป็นของเหลว

Pinocytosis เกิดขึ้นได้อย่างไร?

Pinocytosis สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี ด้วยวิธีที่ "ลื่นไหลหรือเรียบง่าย" หรือในทาง "ดูดซับ"

Pinocytosis ทั้งสองประเภทแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าสารในสารละลายหรืออนุภาคขนาดเล็กถูกทำให้เป็นภายในอย่างไร ใน pinocytosis ของไหลสารในสารละลายจะเข้าสู่เซลล์โดยเป็นหน้าที่ของการไล่ระดับความเข้มข้นด้วยตัวกลางนอกเซลล์และในทางกลับกันก็ขึ้นอยู่กับความเร็วที่ถุงพิโนไซติกก่อตัวขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์

การดูดซึม pinocytosis เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นอัตราการเข้าสู่ไซโทพลาสซึมสูงกว่าเมื่อทำโดย pinocytosis ของไหล 100 ถึง 1000 เท่าซึ่งเป็นกระบวนการพิเศษของ endocytosis ที่เป็นสื่อกลางรับตัวรับ

- endocytosis ที่เป็นสื่อกลางของตัวรับ

endocytosis ที่เป็นสื่อกลางของตัวรับเป็นกระบวนการ pinocytosis เฉพาะทางและการศึกษาที่ดีที่สุดเกี่ยวกับกระบวนการ endocytosis ของเซลล์ ณ จุดนี้สารที่เข้าสู่ cytosol จะเข้าสู่ cytosol ด้วยวิธีที่เลือกโดยการมีส่วนร่วมของตัวรับเฉพาะที่พบในความเข้มข้นมากขึ้นในส่วนเล็ก ๆ ของพลาสมาเมมเบรน

โมเลกุลเหล่านี้มักเชื่อมโยงล่วงหน้ากับตัวรับที่พบในการเปลี่ยนแปลงของผิวเซลล์ที่เรียกว่า "clathrin-coated depressions" ความหดหู่เหล่านี้มีตัวรับมากกว่า 20 ตัวในบางกรณีแต่ละตัวมีลักษณะเฉพาะสำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่โดยเฉพาะ

ถุงที่เกิดขึ้นในบริเวณเฉพาะของเมมเบรนเหล่านี้จะถูกเคลือบด้วยโปรตีนคลา ธ รินและจะรวมเมื่อถุงน้ำถูกปล่อยออกมาในไซโตพลาสซึมซึ่งเป็นตัวรับเมมเบรน (ชนิดต่างๆ) และจะทำให้ของเหลวนอกเซลล์จำนวนน้อยอยู่ภายใน .

ในทางตรงกันข้ามใน pinocytosis ของไหลไม่ได้เลือกวัสดุที่เข้าสู่เซลล์และถุงที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์จะไม่มีการเคลือบ clathrin ใด ๆ แต่มักเกิดจากโปรตีนเช่น Caveolin กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่า endocytosis ที่เป็นอิสระจาก clathrin

นอกจากนี้ยังมีแวคิวโอลขนาดใหญ่ที่ป้อนวัสดุในสารละลายเข้าไปในเซลล์ในกระบวนการที่เรียกว่า "macropinocytosis" ในระหว่างขั้นตอนนี้ไม่มีการคัดเลือกวัสดุ

คุณสมบัติ

เอนโดไซโทซิสมีหน้าที่หลากหลายภายในเซลล์ แต่สิ่งเหล่านี้จะแตกต่างกันไปหากเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์หรือประเภทของความต้องการที่เซลล์มีในช่วงเวลาหนึ่ง

ฟังก์ชัน Phagocytosis

กระบวนการนี้ถือได้ว่าเป็นกระบวนการให้อาหารหลักหรือวิธีป้องกันและกำจัดของเสีย ในโปรโตซัวและสิ่งมีชีวิตระดับล่าง (เช่นอะมีบา) ฟาโกไซโทซิสเป็นกลไกในการจับอนุภาคอาหารไม่ว่าจะเป็นของเสียแบคทีเรียหรือโปรโตซัวอื่น ๆ

สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ตรวจจับวัสดุที่จะกินเข้าไปผ่านตัวรับเมมเบรนและล้อมรอบด้วยการคาดการณ์ของเมมเบรนกลายเป็นถุงขนาดใหญ่ที่จะถูกประมวลผลภายในสิ่งมีชีวิต

ในทางกลับกันในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ phagocytosis ทำหน้าที่อื่นที่ไม่ใช่โภชนาการของเซลล์ ในกรณีนี้ phagocytosis จะถูกใช้โดยเซลล์เฉพาะทางที่เรียกว่า phagocytes "professional" ซึ่งจะกำจัดทั้งของเสียและสารที่บุกรุกออกจากร่างกายเพื่อเป็นกลไกในการป้องกัน

หน้าที่ของ pinocytosis

หน้าที่ของ pinocytosis โดยพื้นฐานแล้วจะรวมวัสดุในสารละลายเข้าไปในเซลล์ ตัวถูกละลายและสารที่ถูกดูดซึมถูกกำหนดไว้สำหรับการเผาผลาญของเซลล์และยังใช้ในการสังเคราะห์โปรตีนหลายชนิดที่น่าสนใจอย่างมากในการทำงานของสิ่งมีชีวิต

ในทางกลับกันสามารถเลือกวัสดุที่เข้ามาเพื่อให้พลังงานโดยตรงสำหรับการเผาผลาญของเซลล์

ตัวอย่าง

เอนโดไซโทซิสเกิดขึ้นที่เกล็ดต่างๆภายในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต ในที่นี้เราจะกล่าวถึงตัวอย่างที่โดดเด่น:

phagocytosis

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ มีเซลล์หลายชั้นที่เป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อเลือดเรียกว่าเซลล์เม็ดเลือดขาวรวมกัน เซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่เหมือน phagocytes มืออาชีพซึ่งหมายความว่าเป็นเซลล์พิเศษในการกลืนกินวัสดุ

แมคโครฟาจลิมโฟไซต์และนิวโทรฟิล (เม็ดเลือดขาว) มีหน้าที่กำจัดและกินจุลินทรีย์ที่ติดเชื้อออกจากร่างกาย

Phagocytes ในเลือดโดยทั่วไปจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อสามารถดักจับเชื้อโรคบนพื้นผิวเช่นผนังหลอดเลือดหรือก้อนไฟบริน

เซลล์เหล่านี้มีส่วนร่วมในการทำงานของภูมิคุ้มกันที่เฉพาะเจาะจงและไม่เฉพาะเจาะจงมีแม้แต่ phagocytes ที่เชี่ยวชาญในการนำเสนอแอนติเจนเพื่อกระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน

นอกจากนี้แมคโครฟาจ "ส่วนใหญ่" ยังมีหน้าที่ในการเขมือบและกำจัดเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 10 ¹¹เซลล์ออกจากเลือดรวมทั้งเซลล์เก่าและของเสียอื่น ๆ เพื่อรักษากระบวนการผลัดเซลล์อย่างต่อเนื่อง ร่วมกับเซลล์เม็ดเลือดขาวพวกมันทำงานในการทำลายเชื้อโรคส่วนใหญ่ในร่างกาย

พิโนไซโตซิส

กระบวนการ pinocytosis มักจะมีประสิทธิภาพในการผสมผสานวัสดุนอกเซลล์ ใน pinocytosis แบบดูดซับตัวรับที่อยู่บนถุงในโพรงในร่างกายที่เคลือบด้วยคลาทรินสามารถรับรู้ถึงปัจจัยการเจริญเติบโตฮอร์โมนต่างๆโปรตีนตัวพาตลอดจนไลโปโปรตีนและโปรตีนอื่น ๆ

ตัวอย่างคลาสสิกของกระบวนการนี้คือการจับคอเลสเตอรอลจากตัวรับบนเมมเบรน คอเลสเตอรอลจะถูกขนส่งไปยังกระแสเลือดในรูปของไลโปโปรตีนซึ่งส่วนใหญ่จะถูกเคลื่อนย้ายโดย LDC หรือไลโปโปรตีนความหนาแน่นต่ำ

อย่างไรก็ตามเมตาบอไลต์ที่หลากหลายเช่นวิตามินบี 12 และแม้แต่ธาตุเหล็กก็ถูกจับในกระบวนการเช่นกันวัสดุที่เซลล์ไม่สามารถทำให้เกิดภายในได้ด้วยกระบวนการขนส่งที่ใช้งานอยู่ ทั้งการกำหนดสารในการสังเคราะห์ฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนที่เชี่ยวชาญในการขนส่งออกซิเจนในเลือด

ในทางกลับกันวัสดุจะถูกรวมเข้ากับเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยผ่าน pinocytosis ของไหล ในเซลล์บุผนังหลอดเลือดของหลอดเลือดถุงจะลำเลียงของแข็งและของเหลวจำนวนมากจากกระแสเลือดไปยังพื้นที่ภายในเซลล์

endocytosis "กระบวนการขนาดใหญ่"

เอนโดไซโทซิสเป็นกระบวนการที่พบได้บ่อยในเซลล์ยูคาริโอตซึ่งวัสดุถูกรวมเข้าด้วยกันทั้งในสารละลายและในรูปของโมเลกุลขนาดใหญ่และแม้แต่เซลล์และจุลินทรีย์ทั้งหมด

ในกรณีของ endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับการกดทับด้วย clathrin จะครอบครองประมาณ 2% ของพื้นผิวทั้งหมดของเยื่อหุ้มเซลล์ ความหดหู่เหล่านี้มีครึ่งชีวิตสองนาทีซึ่งทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดถูกทำให้อยู่ภายในในช่วงเวลาระหว่าง 1 ถึง 2 ชั่วโมง

ซึ่งหมายความว่าโดยเฉลี่ยแล้ว 3 ถึง 5% ของเมมเบรนจะถูกทำให้อยู่ภายในทุกๆนาทีซึ่งทำให้เราทราบถึงขนาดของกระบวนการและการต่ออายุอย่างต่อเนื่องที่เยื่อหุ้มเซลล์ได้รับ

มาโครฟาจที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อของเลือดตัวอย่างเช่น "เขมือบ" ได้ถึง 35% ของปริมาตรไซโตพลาสซึมในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง 3% ของเยื่อหุ้มพลาสมาทุกนาทีและ 100% ในเวลาประมาณครึ่งชั่วโมง

ข้อเสียของ endocytosis

แม้ว่าจะเป็นกระบวนการที่จำเป็นสำหรับสารอาหารของเซลล์การดูดซึมของเสียและการจับตัวของจุลินทรีย์ภายนอกในระหว่างกระบวนการต่างๆเช่น endocytosis ที่เป็นสื่อกลางรับไวรัสและเชื้อโรคจำนวนมากเข้าสู่เซลล์ ไข้หวัดใหญ่และเอชไอวีตามเส้นทางนี้เป็นทางเข้าสู่เซลล์โดยตรง

เกิดอะไรขึ้นหลังจาก endocytosis?

ถุงที่ปล่อยเข้าไปในไซโตพลาสซึมและวัสดุที่ล้อมรอบจะถูกประมวลผลโดยไลโซโซม ในไลโซโซมมีแบตเตอรี่เอนไซม์ที่ทรงพลังซึ่งสารที่มีอยู่ในถุงจะถูกย่อยสลายให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้โดยการเผาผลาญของเซลล์

อย่างไรก็ตามในกระบวนการย่อยสลายส่วนประกอบต่างๆของพลาสมาเมมเบรนจะถูกกู้คืน ตัวรับเฉพาะของภาวะซึมเศร้าที่เคลือบด้วยคลา ธ รินและวัสดุอื่น ๆ เช่นโปรตีนเมมเบรนต่างๆจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ Golgi หรือไปที่ผิวเซลล์เพื่อรวมเข้ากับถุงรีไซเคิล

กระบวนการรีไซเคิลนี้สะดวกมากและเกิดขึ้นด้วยความเร็วเท่ากับที่ถุงเกิดขึ้นเนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์สังเคราะห์เพียง 5% ของพื้นผิวทุกชั่วโมง

อ้างอิง

1. Alcamo, IE (1996) Cliffs Quick Review จุลชีววิทยา. 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). ชีววิทยาของเซลล์ที่จำเป็น นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์. พิมพ์ครั้งที่ 2
3. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: ชีววิทยาของจุลินทรีย์ การศึกษาของเพียร์สัน.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010) เซลล์ (หน้า 397-402) Marban
5. Hickman, C.P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A. , I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008) หลักการบูรณาการของสัตววิทยา นิวยอร์ก: McGraw-Hill 14 ^THฉบับ
6. JiménezGarcía, L.J & H. Merchand Larios (2003) ชีววิทยาระดับเซลล์และโมเลกุล เม็กซิโก กองบรรณาธิการ Pearson Education.
7. Kühnel, W. (2005). Color Atlas of Cytology and Histology (11th ed.) Madrid, Spain: Editorial Médica Panamericana
8. สมิตอีแอนด์วอร์เรนกรัม (1991). กลไกของ endocytosis ที่เป็นสื่อกลางตัวรับ Eur J. Biochem 202: 689-699