Alles over pinocytose en celdrinken

01 van 02

Pinocytose: vloeistoffase-endocytose

Pinocytose is een vorm van endocytose die de internalisatie van vloeistof en opgeloste moleculen door cellen omvat. Mariana Ruiz Villarrea/Wikimedia Commons/Public Domain

pinocytose is een cellulair proces waarbij vloeistoffen en voedingsstoffen worden opgenomen door cellen . Ook wel genoemd cel drinken , pinocytose is een vorm van endocytose waarbij het naar binnen vouwen van de celmembraan (plasmamembraan) en de vorming van membraangebonden, met vloeistof gevulde blaasjes. Deze blaasjes transporteren extracellulaire vloeistof en opgeloste moleculen (zouten, suikers, enz.) door cellen of zetten ze af in de cytoplasma . Pinocytose, soms aangeduid als vloeistoffase-endocytose , is een continu proces dat in de meeste cellen plaatsvindt en een niet-specifieke manier om vocht en opgeloste voedingsstoffen te internaliseren. Omdat bij pinocytose delen van het celmembraan worden verwijderd bij de vorming van blaasjes, moet dit materiaal worden vervangen om een ​​cel zijn grootte te laten behouden. Membraanmateriaal wordt teruggevoerd naar het membraanoppervlak via exocytose . Endocytotische en exocytotische processen worden gereguleerd en uitgebalanceerd om ervoor te zorgen dat de grootte van een cel relatief constant blijft.

Belangrijkste leerpunten

• Pinocytose, ook bekend als celdrinken of vloeistoffase-endocytose, is een continu proces dat zich in de meeste cellen voordoet. Vloeistoffen en voedingsstoffen worden opgenomen door cellen in pinocytose.
• De aanwezigheid van bepaalde moleculen in de extracellulaire vloeistof van een cel versnelt het pinocytoseproces. Ionen, suikermoleculen en eiwitten zijn enkele veelvoorkomende voorbeelden.
• Micropinocytose en macropinocytose zijn de twee belangrijkste routes die de opname van opgeloste moleculen en water in cellen mogelijk maken. Zoals de voorvoegsels aangeven, omvat micropinocytose de vorming van kleine blaasjes, terwijl macropinocytose de vorming van grotere inhoudt.
• Door receptoren gemedieerde endocytose stelt de cel in staat om zeer specifieke moleculen uit de extracellulaire vloeistof te targeten en te binden via receptoreiwitten in het celmembraan.

Pinocytose proces

Pinocytose wordt geïnitieerd door de aanwezigheid van gewenste moleculen in de extracellulaire vloeistof nabij het celmembraanoppervlak. Deze moleculen kunnen omvatten: eiwitten , suiker moleculen , en ionen. Het volgende is een algemene beschrijving van de volgorde van gebeurtenissen die optreedt tijdens pinocytose.

Basisstappen van pinocytose

• Het plasmamembraan vouwt naar binnen ( invagineert ) het vormen van een depressie of holte die zich vult met extracellulaire vloeistof en opgeloste moleculen.
• Het plasmamembraan vouwt zichzelf terug totdat de uiteinden van het ingevouwen membraan elkaar raken. Dit houdt de vloeistof in het blaasje vast. In sommige cellen vormen zich ook lange kanalen die zich van het membraan tot diep in het cytoplasma uitstrekken.
• Fusie van de uiteinden van het ingevouwen membraan snijdt het blaasje af van het membraan, waardoor het blaasje naar het midden van de cel kan drijven.
• Het blaasje kan de cel doorkruisen en terug in het membraan worden gerecycleerd door exocytose of kan fuseren met een lysosoom . Lysosomen geven enzymen af ​​die blaasjes openbreken en hun inhoud in het cytoplasma legen om door de cel te worden gebruikt.

Micropinocytose en macropinocytose

De opname van water en opgeloste moleculen door cellen vindt plaats via twee hoofdroutes: micropinocytose en macropinocytose. In micropinocytose , worden zeer kleine blaasjes (met een diameter van ongeveer 0,1 micrometer) gevormd wanneer het plasmamembraan invagineert en interne blaasjes vormt die uit het membraan afsterven. Caveolae zijn voorbeelden van micropinocytotische blaasjes die in de celmembranen van de meeste soorten lichaamscellen . Caveolae werden voor het eerst bekeken in epitheelweefsel die lijnen aderen (endotheel).

In macropinocytose , worden blaasjes gecreëerd die groter zijn dan die gevormd door micropinocytose. Deze blaasjes bevatten grotere hoeveelheden vloeistof en opgeloste voedingsstoffen. De blaasjes variëren in grootte van 0,5 tot 5 micrometer in diameter. Het proces van macropinocytose verschilt van micropinocytose doordat zich ruches vormen in het plasmamembraan in plaats van invaginaties. Ruches worden gegenereerd als de cytoskelet herschikt de opstelling van actine microfilamenten in het membraan. De ruches strekken delen van het membraan uit als armachtige uitsteeksels in de extracellulaire vloeistof. De ruches vouwen zich vervolgens terug en omsluiten delen van de extracellulaire vloeistof en vormen blaasjes genaamd macropinosomen . Macropinosomen rijpen in de cytoplasma en ofwel zekeren met lysosomen (inhoud komt vrij in het cytoplasma) of migreert terug naar het plasmamembraan voor recycling. Macropinocytose komt veel voor bij witte bloedcellen , zoals macrofagen en dedritische cellen. Deze immuunsysteem cellen gebruiken deze route als een middel om de extracellulaire vloeistof te testen op de aanwezigheid van antigenen.

02 van 02

Receptor-gemedieerde endocytose

Receptor-gemedieerde endocytose stelt cellen in staat om moleculen zoals eiwitten op te nemen die nodig zijn voor normaal celfunctioneren. Encyclopedie Britannica/UIG/Getty Images

Hoewel pinocytose een goed proces is om niet-selectief vocht, voedingsstoffen en moleculen op te nemen, zijn er momenten waarop cellen specifieke moleculen nodig hebben. macromoleculen , zoals eiwitten en lipiden , worden efficiënter opgenomen door het proces van receptor-gemedieerde endocytose . Dit type endocytose richt zich op en bindt specifieke moleculen in extracellulaire vloeistof door het gebruik van receptor eiwitten gelegen binnen de celmembraan . Daarbij worden specifieke moleculen ( liganden ) binden aan specifieke receptoren op het oppervlak van het membraaneiwit. Eenmaal gebonden, worden de doelmoleculen geïnternaliseerd door endocytose. Receptoren worden gesynthetiseerd door een cel organel genaamd de endoplasmatisch reticulum (ER) . Eenmaal gesynthetiseerd, stuurt het ER de receptoren mee naar de Golgi-apparaat voor verdere verwerking. Van daaruit worden de receptoren naar het plasmamembraan gestuurd.

De receptor-gemedieerde endocytotische route wordt vaak geassocieerd met gebieden van het plasmamembraan die met clatherine beklede kuilen . Dit zijn gebieden die bedekt zijn (aan de kant van het membraan die naar de cytoplasma ) met het eiwit clatherine. Zodra de doelmoleculen binden aan specifieke receptoren op het membraanoppervlak, migreren de molecuul-receptorcomplexen naar en hopen zich op in met clatherine beklede kuilen. De pitregio's invagineren en worden geïnternaliseerd door endocytose. Eenmaal geïnternaliseerd, de nieuw gevormde met clatherine beklede blaasjes, die vloeistof en gewenste liganden bevatten, migreren door het cytoplasma en fuseren met vroege endosomen (membraangebonden zakjes die helpen bij het sorteren van geïnternaliseerd materiaal). De clatherine-coating wordt verwijderd en de inhoud van het blaasje wordt naar de juiste bestemming geleid. Stoffen die worden verkregen door receptor-gemedieerde processen omvatten ijzer, cholesterol, antigenen enziekteverwekkers.

Receptor-gemedieerd endocytoseproces

Receptor-gemedieerde endocytose stelt cellen in staat om hoge concentraties van specifieke liganden uit extracellulaire vloeistof op te nemen zonder het volume van de vloeistofinname proportioneel te vergroten. Er wordt geschat dat dit proces meer dan honderd keer efficiënter is in het opnemen van selectieve moleculen dan pinocytose. Een algemene beschrijving van het proces wordt hieronder beschreven.

Basisstappen van receptor-gemedieerde endocytose

• Receptor-gemedieerde endocytose begint als een ligand bindt aan een receptor op het plasmamembraan.
• De ligandgebonden receptor migreert langs het membraan naar een gebied dat een met clatherine beklede put bevat.
• Ligand-receptorcomplexen hopen zich op in de met clatherine beklede put en het putgebied vormt een invaginatie die wordt geïnternaliseerd door endocytose.
• Er wordt een met clatherine gecoat blaasje gevormd, dat het ligand-receptorcomplex en de extracellulaire vloeistof inkapselt.
• Het met clatherine beklede blaasje versmelt met een endosoom in de cytoplasma en de clatherine-coating wordt verwijderd.
• De receptor is ingesloten in een lipide membraan en teruggevoerd naar het plasmamembraan.
• Het ligand blijft in het endosoom en het endosoom versmelt met a lysosoom .
• Lysosomale enzymen breken het ligand af en leveren de gewenste inhoud aan het cytoplasma.

Adsorptieve pinocytose

Adsorptieve pinocytose is een niet-specifieke vorm van endocytose die ook wordt geassocieerd met met clatherine beklede putjes. Adsorptieve pinocytose verschilt van receptor-gemedieerde endocytose doordat er geen gespecialiseerde receptoren bij betrokken zijn. Geladen interacties tussen moleculen en het membraanoppervlak houden de moleculen aan het oppervlak bij met clatherine beklede putten. Deze putjes vormen zich slechts een minuut of zo voordat ze door de cel worden geïnternaliseerd.

bronnen

• Alberts, Bruce. Transport naar de cel vanuit het plasmamembraan: endocytose. Huidige rapporten over neurologie en neurowetenschappen ., U.S. National Library of Medicine, 1 januari 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26870/.
• Lim, JP en PA Gleeson. Macropinocytose: een endocytische route voor het internaliseren van grote slokjes. Huidige rapporten over neurologie en neurowetenschappen ., U.S. National Library of Medicine, nov. 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21423264.