פינוציטוזיס: תהליך, תפקודים והבדל עם פגוציטוזיס - ביולוגיה - 2025

פינוציטוזה הוא תהליך הסלולר של בליעה של חלקיקים בינוניים, בדרך כלל קטנים בצורה מסיסה דרך ההיווצרות של שלפוחיות קטנות הממברנה של התא. תהליך זה נחשב למעשה לפעולה הסלולרית של "שתייה". השלפוחיות ישוחררו לאחר תהליך הפתיחה של קרום התא שבתוכה.

תהליך לכידת חומר נוזלי זה כולל מולקולות מומסות או חלקיקים מיקרואליים תלויים. זהו אחד האמצעים השונים לשילוב חומר או אנדוציטוזה חוץ תאית, בהם התא משתמש לצורך תחזוקתו האנרגטית.

מקור: יצירה נגזרת של מריאנה רייז וילאריאל: גרגור_0492

תהליכים אחרים בהם התא מעביר חומר חוץ תאי כולל שימוש בחלבוני טרנספורטר וחלבוני תעלה על פני דו שכבתי הפוספוליפידים של הממברנה הציטופלסמית. עם זאת, בפינוציטוזה החומר הלכוד מוקף בחלק מהקרום.

סוגי פינוציטוזיס

ניתן ליצור תהליך אנדוציטוזיס זה בשתי דרכים שונות: "פינוציטוזיס נוזלים" ו"פינוציטוזיס ספיחה ". שתיהן נבדלות זו מזו באופן השילוב בין החלקיקים או החומרים במתלה.

ב pinocytosis נוזלים החומרים נספגים מסיסים בנוזל. קצב כניסת המומסים הללו לתא פרופורציונלי לריכוזם בסביבה החוץ תאית ותלוי גם ביכולתו של התא ליצור שלפוחיות פינוציטיות.

לעומת זאת, שיעור הכניסה של "מולקולה" על ידי פינוציטוזיס ספיגה ניתן על ידי ריכוז המולקולה בסביבה החיצונית וכן מספרם, הזיקה והתפקוד של הקולטנים של המולקולות האמורות הממוקמות על פני קרום התא. התהליך האחרון תואם את הקינטיקה של האנזים Michaelis-Menten.

ככל שיהיו דברים שווים (ריכוז המולקולות שייקלטו), פינוזוזיס ספיגה יהיה מהיר פי 100 עד 1000 מנוזל, וגם יעיל יותר בספיגת נוזלים (פחות כמות).

תהליך

פינוציטוזיס הוא תהליך שכיח מאוד בתאים אוקריוטיים. זה מורכב מתנועה של חלקיקים מהחלק החיצוני של התא דרך היווצרות שלפוחית ​​פינוציטית, הפתיחה של קרום התא, שבסופו של דבר מנותק מהאחרון, ליצירת חלק מהציטופלזמה.

באופן כללי, מרבית השלפוחיות האנדוציטיות שמקורן בקרום התא עוברות את תוואי הפינוציטוזה. לשלפוחיות אלה כיעד העיקרי שלהם הם האנדוזומים שיעברו לאחר מכן לליזוזומים, אברונים תאיים האחראים לעיכול התא.

אנדוציטוזיס בתיווך קולטנים או פינוציטוזיס ספיגה

זוהי הצורה הנלמדת ביותר של פינציטוזיס. במקרה זה המנגנון מאפשר כניסה בררנית של מקרומולקולות מוגדרות. מקרו-מולקולות שנמצאות בסביבה החוץ-תאי נקשרות כברירת מחדל לקולטנים ספציפיים על קרום הפלזמה.

באופן כללי, קולטנים ייעודיים נמצאים מקובצים באזורים של הממברנה המכונה "שקעים מצופים קלתרין." בשלב זה, לשלפוחיות הפינוציטים שנוצרו באזורים אלה יהיה ציפוי של חלבון זה (קלתרין) ויכלול גם את הקולטן והליגנד (בדרך כלל ליפופרוטאינים).

ברגע שהשלפוחיות המצופות כבר נמצאות בציטופלזמה, הן מתמזגות עם האנדוזומים המוקדמים, כלומר אלה הקרובים ביותר לקרום התא.

מכאן ואילך יכולים להתרחש מספר תהליכים מורכבים, כולל יציאה של שלפוחית ​​מחזור לכיוון קרום התא ומנגנון הגולגי (הנושא קולטני קרום וחומרים אחרים) או שלפוחית ​​או גופים רב-סיבוליים העוקבים אחר תהליך הובלת חומר לליזוזומים.

כמה מקלטים יש?

ישנם יותר מ -20 קולטנים שונים שמכניסים סלקטיבית מקרומולקולות לתא. במהלך תהליך זה, נוזלים שאינם המדיום הציטופלסמי משולבים גם הם באופן לא סלקטיבי, המכונה "אנדוציטוזה שלב הנוזלים".

בכל דיכאון או מרווח קלתרין המצוי בקרום התא, אין סוג אחד של קולטן; במקום זאת, ישנם קולטנים שונים המופנמים בו זמנית בתא עם היווצרות שלפוחית ​​יחידה.

בתהליך זה ובהיווצרות שלפוחיות מחזור החוזרות לקרום שיוטמעו מחדש, נוכחותו של קומפלקס קולטן או הליגנדים שלו (מולקולות שהתקבלו) משפיעה בדרך כלשהי על נוכחותם של קולטנים ומולקולות אחרות.

פינוציטוזה נוזלית

במקרה זה מדובר בתהליך לא סלקטיבי, בו מולקולות או חלקיקים נלכדים באופן פעיל. כלי הדם הנוצרים מדופן התא אינם מצופים על ידי קלתרין אלא על ידי חלבונים כמו קייבולין. בחלק מהמקרים, תהליך זה ידוע בשם פוטוציטוזיס.

מאפיינים

במהלך התהליך, חומרים רבים משולבים בתא, או באופן סלקטיבי עם היווצרות שלפוחיות מצופות קלתרין או לא באופן סלקטיבי דרך שלפוחיות לא מצופות.

פינוציטוציס ספיגה

קולטנים שונים המזהים הורמונים, גורמי גדילה, חלבוני נשא, כמו גם חלבונים וליפרופרוטאינים אחרים יכולים להצטבר בשקעים מצופים קלתרין של קרום הפלזמה.

אחד התהליכים המוערכים הטובים ביותר הוא לכידת כולסטרול בתאי יונקים, המתווכת על ידי נוכחותם של קולטנים ספציפיים על קרום התא.

כולסטרול נישא בדרך כלל בזרם הדם בצורה של ליפופרוטאינים, כאשר הנפוץ ביותר הוא ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL).

ברגע שהשלפוחית ​​המצופה נמצאת בציטופלזמה, הקולטנים ממוחזרים חזרה לקרום והכולסטרול בצורה של LDC מועבר לליזוזומים שיעבדו את תא השימוש בהם.

מטבוליטים אחרים שנלכדו בפינוציטים ספיגים

תהליך זה משמש גם לתפיסת סדרה של מטבוליטים בעלי חשיבות רבה בפעילות התאית. חלקם הם ויטמין B12 וברזל שהתא אינו יכול להשיג בתהליכי הובלה פעילים דרך הממברנה.

שני המטבוליטים הללו חיוניים בסינתזת ההמוגלובין, שהוא החלבון העיקרי הקיים בתאי הדם האדומים בזרם הדם.

מצד שני, רבים מהקולטנים שנמצאים בקרום התא שאינם ממוחזרים נקלטים בדרך זו ומועברים לליזוזומים כדי להתעכל על ידי מגוון גדול של אנזימים.

למרבה הצער, דרך מסלול זה (פינוציטוזה בתיווך קולטנים) נכנסים לתא נגיפים רבים כמו שפעת ו- HIV.

Pinocytosis של שלפוחית ​​שלא מכוסים על ידי clathrin

כאשר Pinocytosis מתרחש על ידי מסלולים אחרים שבהם לא נוצרות שלפוחית ​​מצופה קלתרין, התהליך מתגלה כדינאמי ויעיל במיוחד.

לדוגמא, בתאי אנדותל שהם חלק מכלי הדם, על שלפוחיות הנוצרות לגייס כמויות גדולות של מומסים מזרם הדם לחלל התוך תאיים.

סולם הפינוציטוזיס

שקעים מצופים קלתרין, למשל, תופסים כ -2% משטח קרום הפלזמה, בעלי אורך חיים משוער של עד שתי דקות.

במובן זה, פינוציטוזיס ספיגה גורמת להפנמת קרום התא כולו בתוך התא דרך היווצרות שלפוחית ​​מצופה בפרק זמן של שעה עד שעתיים, הממוצעים בין 3 ל 5% מהקרום. פלזמה לכל דקה.

מקרופאג למשל, מסוגל לשלב בערך 35% מנפח הציטופלזמה בכשעה. כמות החומרים והמולקולות המומסות אינה משפיעה בשום שלב על מהירות היווצרות שלפוחית ​​והפנמתם של אלה.

הבדל עם פגוציטוזיס

פגוציטוזה ופינוציטוזיס הם תהליכים דומים בהם התא מפנים חומר חוץ תאי שיש לעבד; שניהם תהליכים הזקוקים לאנרגיה, ולכן הם נחשבים למנגנוני תחבורה פעילים. בניגוד לפינוציטוזיס, פגוציטוזיס היא ממש הדרך בה התא "אוכל".

פגוציטוזיס מאופיינת ב"בלעה "של חלקיקים גדולים, כולל חיידקים, פסולת תאים שונים ואפילו תאים שלמים. החלקיק שיש לבצע פגוציטוזה נקשר לרצפטורים הממוקמים על פני קרום התא (המזהים שאריות מנוז, N-aceltiglucosamide, בין השאר) שמפעילים את הרחבתם של פסאודופודים המקיפים את החלקיק.

ברגע שהקרום מתמזג סביבו, נוצרת שלפוחית ​​גדולה (בניגוד לאלו הנוצרים בתהליך הפינוציטוזה) המכונה פגוזום שמשתחרר לציטופלזמה. זה כאשר הפגוזום נקשר לליזוזום ליצירת פגוליסוזום.

בתוך הפגוליסוזום, העיכול של החומר מתרחש הודות לפעילות האנזימטית של הידרולזות חומצה ליזוזומלית. בתהליך זה ממוחזרים גם קולטנים וחלק מהממברנות המופנמות, החוזרות בצורה של מחזור שלפוחית ​​אל פני התא.

היכן מופיעה פגוציטוזיס?

זהו תהליך שכיח מאוד שבאמצעותו ניזונים אורגניזמים כמו פרוטוזואה ומטוזואנים נמוכים. יתר על כן, באורגניזמים רב-תאיים, פגוציטוזה מספקת קו הגנה ראשון נגד סוכנים זרים.

הדרך בה תאים מתמחים, הכוללים סוגים שונים של לויקוציטים (מקרופאגים ונויטרופילים), הורסים מיקרואורגניזמים חיצוניים וצורכים פסולת תאית, חיונית לשמירה על מערכת הגוף.

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק. ג'ונסון, א., לואיס, ג'., רף, מ., רוברטס, ק. וולטר, פ. (2004). ביולוגיה חיונית של תאים. ניו יורק: גרלנד מדע.
2. קופר, GM, האוסמן, רי אנד רייט, נ (2010). התא. (עמ '397-402). מרבן.
3. היקמן, סי. פ., רוברטס, ל.ס., קין, ס.ל., לארסון, א., אניסון, ה. אייזנהור, די.ג'יי (2008). עקרונות משולבים של זואולוגיה. ניו יורק: מקגרו היל.
4. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). ביולוגיה תאית ומולקולרית. מקסיקו. חינוך פירסון.
5. Kühnel, W. (2005). אטלס צבעוני של ציטולוגיה והיסטולוגיה. מדריד, ספרד: עריכה של Médica Panamericana.
6. Randall, D., Burgreen, W., French, K. (1998). אקארד פיזיולוגיה של בעלי חיים: מנגנונים והתאמות. ספרד: מקגרו-היל.