אנדוציטוזה בתיווך קולטנים: תהליך ותפקודים - ביולוגיה - 2025

קולטן - אנדוציטוזה מתווכת היא תופעה הסלולר הכוללת מולקולות ספציפיות מבוקרת בתוך כניסת התא. החומר שיש לנטוע מוקף בהדרגה בחלק קטן מממברנה הפלזמה עד לכיסוי החומר כולו. ואז שלפוחית ​​זו מנותקת אל פנים התא.

הקולטנים המשתתפים בתהליך זה ממוקמים על פני התא באזורים המכונים "שקעים מצופים קלתרין."

מקור: אלחנדרו פורטו

אנדוציטוזה מסוג זה מעניקה לתא מנגנון להבחנה בין החומרים שנכנסים. בנוסף, זה מגביר את יעילות התהליך, בהשוואה לאנדוציטוזה לא מפלה.

התפיסה ההפוכה של אנדוציטוזיס היא אקסוציטוזיס, והיא כוללת שחרור של מולקולות לסביבה החיצונית של התאים.

מהי אנדוציטוזיס?

לתאים אוקריוטיים יש את היכולת ללכוד מולקולות מהסביבה החוץ תאית וכוללים אותם בפנים דרך תהליך המכונה אנדוציטוזיס. המונח מיוחס לחוקר כריסטיאן דה-דובה. זה הוצע בשנת 1963 וכלל בליעה של מגוון רחב של מולקולות.

התופעה מתרחשת כדלקמן: המולקולה או החומר שאליו נכנסים מוקפים בחלק מהממברנה הציטופלסמית המופעלת לאחר מכן. כך נוצר שלפוחית ​​המכילה את המולקולה.

מִיוּן

תלוי בסוג החומר שנכנס, תהליך האנדוציטוזיס מסווג לפגוציטוזה ופינוציטוזיס.

הראשון, פגוציטוזיס, מורכב מהפעולה של בליעת חלקיקים מוצקים. זה כולל חלקיקים גדולים כמו חיידקים, תאים שלמים אחרים, או פסולת מתאים אחרים. לעומת זאת, המונח פינוציטוזיס המשמש לתיאור בליעת נוזלים.

מהי אנדוציטוזיס בתיווך קולטן?

אנדוציטוזה בתיווך קולטנים היא תופעה תאית המאופיינת בכניסת מולקולות לתא באופן סלקטיבי ומבוקר. המולקולות להיכנס הן ספציפיות.

כפי שמצביע על שם התהליך, המולקולה אליה נכנסים מוכרת על ידי סדרה של קולטנים הנמצאים על פני התא. עם זאת, קולטנים אלה אינם נמצאים באופן אקראי על פני הממברנה. לעומת זאת, המיקום הפיזי שלו מאוד ספציפי באזורים המכונים "שקעים מרופדים קלתרין".

השקעים מהווים פלישה מהקרום, מה שמוביל להיווצרות שלפוחיות מצופות קלתרין המכילות את הקולטנים ומקרומולקולות הכבולות שלהם. המקרו-מולקולה הנקשרת לקולט נקראת ליגנד.

לאחר היווצרות שלפוחית ​​הקטתרין הקטנה, האחרונים מתמזגים עם מבנים הנקראים אנדוזומים מוקדמים. בשלב זה מופץ תוכן הפנים של שלפוחית ​​קלתרין לאזורים שונים. אחד מהם הוא ליזוזומים, או שניתן למחזר אותם בקרום הפלזמה.

מאפיינים

תהליכי הפינוציטוזה והפגוציטוזה המסורתיים הם מהסוג הלא מפלה. כלומר, שלפוחית ​​השוליים תלכוד כל מולקולה - מוצקה או נוזלית - שנמצאת במרחב החוץ תאי ומועברת לתא.

אנדוציטוזה בתיווך קולטנים מספקת לתא מנגנון סלקטיבי מאוד המאפשר לו להבחין ולהגדיל את יעילות ההפנמה של חלקיקים לסביבת התא.

כפי שנראה בהמשך, התהליך מאפשר נטילת מולקולות חשובות מאוד כמו כולסטרול, ויטמין B12 וברזל. שתי מולקולות אחרונות אלה משמשות לסינתזה של המוגלובין ומולקולות אחרות.

למרבה הצער, נוכחותם של קולטנים המתווכים לאנדוציטוזיס נוצלה על ידי סדרה של חלקיקים ויראליים בכדי להיכנס לתא - למשל נגיף השפעת ו- HIV.

תהליך

כדי להבין כיצד מתרחש תהליך האנדוציטוזה בתיווך הקולט, נעשה שימוש בספיגת הכולסטרול על ידי תאי יונקים.

כולסטרול הוא מולקולה דמוית שומנים עם פונקציות מרובות, כמו שינוי נזילות בקרומי התא וכמבשר להורמוני סטרואידים הקשורים לתפקוד המיני של האורגניזמים.

מודל אנדוציטוזיס בתיווך קולטנים: כולסטרול אצל יונקים

כולסטרול הוא מולקולה בלתי מסיסה ביותר במים. מסיבה זו הובלתו מתרחשת בזרם הדם בצורה של חלקיקי ליפופרוטאין. בין הנפוצים ביותר אנו מוצאים ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה, המקוצר לרוב כ- LDL - אקרוני מה ראשי תיבות שלו באנגלית ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה.

הודות למחקרים שבוצעו במעבדה, ניתן היה להסיק כי כניסת מולקולת ה- LDL לתא מתרחשת על ידי קשירה לקולטן ספציפי על פני התא הנמצא בשקעים מצופים קלתרין.

פנים האנדוזומים עם LDL הוא חומצי, המאפשר ניתוק של מולקולת LDL והקולטן שלה.

לאחר ההפרדה, יש למחזר את גורל הקולטנים בממברנה הפלסמטית, ואילו ה- LDL ממשיך בהובלתו כעת בליזוזומים. בפנים, LDL מנוזל על ידי אנזימים ספציפיים, ויוצר כולסטרול.

לבסוף משתחרר הכולסטרול והתא יכול לקחת אותו ולהשתמש בו במשימות שונות היכן שהוא נדרש, כמו קרומים.

מה קורה כאשר המערכת נכשלה?

יש מצב תורשתי הנקרא היפר-כולסטרולמיה משפחתית. אחד התסמינים של פתולוגיה זו הוא רמות כולסטרול גבוהות. הפרעה זו נובעת מחוסר יכולת להכניס את מולקולת ה- LDL מנוזלים תאיים לתאים. החולים מציגים מוטציות קטנות בקולטנים.

לאחר גילוי המחלה ניתן היה לזהות כי בתאים בריאים היה קולטן האחראי על תיווך כניסת ה- LDL, המצטבר בשקעים תאיים ספציפיים.

בחלק מהמקרים המטופלים הצליחו לזהות LDL, אך הקולטנים שלה לא נמצאו בשקעים מרופדים. עובדה זו הביאה להכרה בחשיבותם של שקעים מרופדים בתהליך האנדוציטוזיס.

אנדוציטוזה עצמאית של קלתרין

לתאים יש גם מסלולים המאפשרים לבצע אנדוציטוזיס ללא מעורבות של קלתרין. בין המסלולים הללו בולטים מולקולות ונוזלים הקשורים לממברנה הניתנות לאנדוציטציה למרות היעדר קלתרין.

מולקולות הנכנסות בדרך זו חודרות באמצעות פלישות קטנות הנקראות caveolae הממוקמות בקרום הפלזמה.

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק., ג'ונסון, א.ד., לואיס, ג'., רף, מ., … & וולטר, פ. (2013). ביולוגיה חיונית של תאים. גרלנד מדע.
2. קופר, GM ו- Hausman, RE (2007). התא: גישה מולקולרית. וושינגטון די.סי., סנדרלנד, מ.א.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). הזמנה לביולוגיה. מקמילן.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., and Anderson, M. (2004). פיזיולוגיה של בעלי חיים. מקורבי סינאור.
5. Karp, G. (2009). ביולוגיה תאית ומולקולרית: מושגים וניסויים. ג'ון וויילי ובניו.
6. Kierszenbaum, AL (2012). היסטולוגיה וביולוגיה של התא. אלזביברזיל.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). ביוכימיה: טקסט ואטלס. פנמריקנית רפואית אד.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). ביולוגיה מולקולרית של התא. מקמילן.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). בִּיוֹכִימִיָה. פנמריקנית רפואית אד.