ENDOCYTÓZA ZPROSTŘEDKOVANÁ RECEPTOREM: PROCES A FUNKCE - BIOLOGIE - 2025

Receptor - endocytóza zprostředkovaná je buněčný jev zahrnující regulované specifické molekuly uvnitř vstupu buňky. Materiál, který má být požíván, je postupně obklopen malou částí plazmatické membrány, dokud není pokryta celá látka. Poté se tento vezikul uvolní do vnitřku buňky.

Receptory, které se podílejí na tomto procesu, jsou umístěny na buněčném povrchu v oblastech zvaných "deprese potlačené klathrinem".

Zdroj: Alejandro Porto

Tento typ endocytózy dává buňce mechanismus pro rozlišení mezi vstupujícími látkami. Kromě toho zvyšuje účinnost procesu ve srovnání s nediskriminační endocytózou.

Opačný koncept endocytózy je exocytóza a zahrnuje uvolňování molekul do vnějšího prostředí buněk.

Co je to endocytóza?

Eukaryotické buňky mají schopnost zachytit molekuly z extracelulárního prostředí a začlenit je dovnitř prostřednictvím procesu zvaného endocytóza. Tento termín je připsán vědci Christianovi deDuve. Byl navržen v roce 1963 a zahrnoval požití širokého spektra molekul.

K tomuto jevu dochází následujícím způsobem: molekula nebo materiál, který má být zadán, je obklopen částí cytoplazmatické membrány, která je následně invazována. Tím se vytvoří váčka, která obsahuje molekulu.

Klasifikace

V závislosti na typu materiálu, který vstupuje, je proces endocytózy klasifikován do fagocytózy a pinocytózy.

První, fagocytóza, spočívá v požití pevných částic. To zahrnuje velké částice, jako jsou bakterie, jiné intaktní buňky nebo zbytky z jiných buněk. Naproti tomu termín pinocytóza používaný k popisu požití tekutin.

Co je to receptorem zprostředkovaná endocytóza?

Endocytóza zprostředkovaná receptorem je buněčný jev charakterizovaný vstupem molekul do buňky selektivním a kontrolovaným způsobem. Molekuly, které mají vstoupit, jsou specifické.

Jak název procesu naznačuje, molekula, která má být zadána, je rozpoznávána řadou receptorů umístěných na povrchu buňky. Tyto receptory se však nenajdou náhodně přes membránu. Naproti tomu jeho fyzické umístění je velmi specifické v regionech zvaných „deprese s lemováním klatrinů“.

Deprese vytvářejí invaginaci z membrány, což vede k tvorbě váčků potažených klathrinem, které obsahují receptory a jejich příslušné vázané makromolekuly. Makromolekula, která se váže na receptor, se nazývá ligand.

Po vytvoření malých klathrinových váčků se tato druhá roztaví se strukturami nazývanými časné endozomy. V tomto kroku je obsah vnitřku klatrinového váčku distribuován do různých oblastí. Jedním z nich jsou lysozomy nebo mohou být recyklovány v plazmatické membráně.

Funkce

Tradiční procesy pinocytózy a fagocytózy jsou nediskriminačního typu. To znamená, že vezikuly zachytí jakoukoli molekulu - pevnou nebo kapalnou -, která je v extracelulárním prostoru a je transportována do buňky.

Endocytóza zprostředkovaná receptorem poskytuje buňce velmi selektivní mechanismus, který jí umožňuje rozlišovat a zvyšovat účinnost internalizace částic do buněčného prostředí.

Jak uvidíme později, tento proces umožňuje odebírání velmi důležitých molekul, jako je cholesterol, vitamin B12 a železo. Tyto poslední dvě molekuly se používají pro syntézu hemoglobinu a dalších molekul.

Bohužel přítomnost receptorů, které zprostředkovávají endocytózu, byla využívána řadou virových částic pro vstup do buňky - například virus chřipky a HIV.

Proces

K pochopení toho, jak probíhá proces endocytózy zprostředkovaný receptorem, byl použit příjem cholesterolu savčími buňkami.

Cholesterol je molekula podobná lipidům s více funkcemi, jako je modifikace tekutosti v buněčných membránách a jako prekurzor steroidních hormonů souvisejících se sexuální funkcí organismů.

Model endocytózy zprostředkovaný receptorem: cholesterol u savců

Cholesterol je vysoce nerozpustná molekula ve vodě. Z tohoto důvodu dochází k jeho transportu uvnitř krevního řečiště ve formě lipoproteinových částic. Mezi nejčastější najdeme lipoprotein o nízké hustotě, běžně zkrácený jako LDL - akronický z jeho zkratky v anglickém lipoproteinu o nízké hustotě.

Díky studiím provedeným v laboratoři bylo možné dojít k závěru, že k vstupu molekuly LDL do buňky dochází vazbou ke specifickému receptoru na buněčném povrchu umístěném v depresích potažených klathrinem.

Interiér endosomů s LDL je kyselý, což umožňuje disociaci molekuly LDL a jejího receptoru.

Po oddělení je osud receptorů recyklován v plazmatické membráně, zatímco LDL pokračuje v transportu nyní v lysozomech. Uvnitř je LDL hydrolyzován specifickými enzymy za vzniku cholestarolu.

Nakonec se uvolňuje cholesterol a buňka jej může vzít a použít při různých úkolech, jako je například membrána.

Co se stane, když systém selže?

Existuje dědičný stav zvaný familiární hypercholesterolémie. Jedním ze symptomů této patologie je vysoká hladina cholesterolu. Tato porucha vyplývá z neschopnosti zavést molekulu LDL z extracelulárních tekutin do buněk. Pacienti vykazují malé mutace v receptorech.

Po objevení nemoci bylo možné identifikovat, že ve zdravých buňkách byl receptor zodpovědný za zprostředkování vstupu LDL, který se hromadí ve specifických buněčných depresích.

V některých případech byli pacienti schopni rozeznat LDL, ale jeho receptory nebyly nalezeny u lemovaných depresí. Tato skutečnost vedla k uznání důležitosti lemovaných depresí v procesu endocytózy.

Endocytóza nezávislá na Clathrin

Buňky mají také cesty, které umožňují provádět endocytózu bez účasti klathrinu. Mezi těmito cestami vynikají molekuly vázané na membrány a tekutiny, které mohou být endocytizovány navzdory nepřítomnosti klatrinu.

Molekuly, které vstupují tímto způsobem, pronikají pomocí malých invaginací zvaných caveolae umístěných v plazmatické membráně.

Reference

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základní buněčná biologie. Věnec věnec.
2. Cooper, GM a Hausman, RE (2007). Buňka: molekulární přístup. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Pozvánka k biologii. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Fyziologie zvířat. Sinauer Associates.
5. Karp, G. (2009). Buněčná a molekulární biologie: koncepce a experimenty. John Wiley a synové.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histologie a buněčná biologie. Elsevier Brazílie.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemie: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Biologie molekulárních buněk. Macmillan.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochemie. Panamerican Medical Ed.