Определение и особенности эндоцитоза в биологии

Определение и особенности эндоцитоза

У клеточной мембраны есть два слоя липидов и один слой белков. Благодаря этому формируется избирательный транспорт вещество и поддерживается оптимальный баланс веществ в клетке. Для клеточной мембраны также характерна рецепторная функция, а еще — она дает возможность клетке как живой системе адаптироваться к изменениям окружающей среды, что непосредственно влияет на выживание.

Механизм эндоцитоза можно представить определенными процессами:

• небольшой по размерам участок цитоплазматической мембраны постепенно окружает поглощенное вещество;
• вначале происходит впячивание участка, а затем отщепление с образованием внутриклеточного пузырька;
• происходит образование захваченного клеткой материала внутри пузырька.

Типы эндоцитоза и их характеристика

Типы эндоцитоза выделяются на основании того, какое поступает вещество и какой размер у образованных пузырьков. В связи с этим есть:

• пиноцитоз. Он представляет собой поглощение жидкости и растворенных внутри нее веществ при помощи небольших пузырьков.
• фагоцитоз. Под ним понимают процесс поступления в клетку твердых частиц. К примеру, это могут быть микроорганизмы или обломки клеток.

В результате фагоцитоза происходит образование довольно крупных пузырьков — вакуолей. Они отличаются тем, что могу поглощать материал бактерий, вирусов довольно крупного размера, а также отмирающие частицы собственного организма. За осуществление фагоцитоза отвечают макрофаги или нейтрофилы.

Большинство клеток поглощает жидкость и растворенные в ней вещества. Но большие и твердые частицы в основном поглощаются при помощи фагоцитоза — они так и называются. В биологии понятия пиноцитоз и эндоцитоз используются как синонимы.

Процесс пиноцитоза сопровождается поглощением и внутриклеточным разрушением макромолекулярных соединений: белков, белковых комплексов, нуклеиновых кислот, липопротеинов и полисахаридов.

В результате адгезии веществ на поверхности клетки происходит локальная инвагинация или выпячивание мембраны. Завершается процесс образованием специфического пиноцитозного пузырька небольшого размера. Пузырьки объединяются в пиносомы.

Позже происходит слияние пиносом и лизосом, а также с гидролитическими ферментами лизосом. Происходит разрушение полимеров до мономеров.

Процесс пиноцитоза может реализовываться и посредством рецепторного аппарата. Внутри пиносом наблюдается отсоединение захваченных молекул от рецепторов. Они возвращаются от рецепторов в составе дочерних пузырьков на клеточную поверхность.

Процесс поглощения собственных плазматических мембран свойственен всем эукариотическим клеткам. В частности, поглощаются куски мембран в виде небольших эндоцитозных пузырьков. Также клетки характеризуются наличием процесса поглощения внеклеточной жидкости и всех растворенных в ней веществ. Этот процесс считается разновидностью эндоцитоза — его жикостной формой.

Конститутивный эндоцитоз варьирует в разных пределах, но мембрана всегда бывает довольно большой. Площадь поверхности и объем клетки остаются неизменными, поэтому можно сделать вывод, что возобновление мембраны на клеточной поверхности происходит за счет экзоцитоза с той же скоростью, с которой она удаляется за счет эндоцитоза.

Так как эти процессы протекают на большой скорости, а сделать предположение о сравнимой скорости деградации плазматической мембраны нельзя, то можно сделать вывод, что липиды и белки мембраны, подверженной эндоцитозу, реутилизируются и снова возвращаются в плазматическую мембрану, а не деградируют.

Пиноцитоз дает возможность сформировать представление о широкомасштабном круговороте плазматической мембраны. Эта информация позволила сформулировать гипотезу «мембранного потока», которая используется, чтобы объяснить различные механизмы перемещения клеток.

Есть специфический и неспецифический эндоцитоз. Неспецифический эндоцитоз можно рассмотреть на примере поглощения ионов железа в кишечнике (освобождение ионов из пищи) и печени (накопление ионов железа). Молекула связывает друг с другом два иона железа и вступает во взаимодействие с рецепторами плазмалеммы. Комплекс, который образуется, втягивается при помощи эндоцитоза внутрь клетки, обеспечивая ее железом.

Также есть опосредуемый эндоцитоз. Он проявляется в виде поглощения определенных макромолекул из внеклеточной жидкости. Эти макромолекулы связываются со специфическими рецепторами, находящимися внутри плазмалеммы. Такой тип эндоцитоза основан на определенной последовательности действий:

• взаимодействии лиганды с мембранным рецептором, формировании концентрирования комплекса «лиганд-рецептор»;
• формировании пузырька, который окаймлен кларитином, погружение этого пузырька в клетку.

Хемомеханический белок динамин располагается на стыке плазмолеммы и окаймленного пузырька, образуя своеобразную молекулярную пружину. Происходит поглащение клеткой трансферина и холестерина вместе с другими молекулами.

Кларитин-независимый эндоцитоз — еще одни вид эндоцитоза. С помощью него происходит поглощение многих молекул и объектов. Так в клетку попадают факторы роста, вирусы и токсины.