Articles

Molekylære udtryk cellebiologi: endosomer

endosomer og endocytose

endosomer er membranbundne vesikler, dannet via en kompleks familie af processer kollektivt kendt som endocytose og findes i cytoplasmaet i stort set alle dyreceller. Den grundlæggende mekanisme for endocytose er det modsatte af, hvad der sker under eksocytose eller cellulær sekretion. Det involverer invagination (foldning indad) af en celles plasmamembran for at omslutte makromolekyler eller andet stof, der diffunderer gennem den ekstracellulære væske. De omringede fremmede materialer bringes derefter ind i cellen, og efter en klemning af membranen (betegnet spirende) frigives til cytoplasmaet i en sæklignende vesikel. Størrelsen af vesikler varierer, og de større end 100 nanometer i diameter kaldes typisk vakuoler.

tre primære mekanismer for endocytose, der udstilles af en typisk celle, er illustreret i Figur 1. Yderst til venstre i figuren præsenteres receptormedieret endocytose, som er den mest specifikt målrettede form for den endocytiske proces. Gennem receptormedieret endocytose er aktive celler i stand til at optage betydelige mængder af bestemte molekyler (ligander), der binder til receptorsteder, der strækker sig fra den cytoplasmatiske membran ind i den ekstracellulære væske, der omgiver cellen. Disse receptorsteder er almindeligvis grupperet sammen langs belagte gruber i membranen, som er foret på deres cytoplasmatiske overflade med en børstelignende samling af pelsproteiner. Pelsproteinerne menes at spille en rolle i forstørrelsen af pit og dannelsen af en vesikel. Bemærk, Som vist i Figur 1, vesikler produceret via receptormedieret endocytose kan internalisere andre molekyler ud over ligander, selvom liganderne normalt bringes ind i cellen i højere koncentration.

en mindre specifik mekanisme for endocytose er pinocytose, som er illustreret i det centrale afsnit i Figur 1. Ved hjælp af pinocytose er en celle i stand til at indtage dråber af væske fra den ekstracellulære væske. Alle opløste stoffer, der findes i dråberne uden for cellen, kan blive indkapslet i de vesikler, der dannes via denne proces, hvor de, der er til stede i den største koncentration i den ekstracellulære væske, også bliver de mest koncentrerede i de membranøse sække. Pinocytiske vesikler har tendens til at være mindre end vesikler produceret af andre endocytiske processer.

den endelige type endocytose, betegnet fagocytose (se figur 1), er sandsynligvis den mest kendte måde, hvorpå en celle kan importere eksterne materialer. I mange skolevidenskabslaboratorier observerer børn amøber under mikroskopet og ser de encellede organismer spise ved at strække pseudopodier ud og omslutte eventuelle fødepartikler, de finder i deres stier. Denne opslukning og efterfølgende emballering af partiklerne i vesikler, som normalt er store nok til korrekt at blive omtalt som vakuoler, er fagocytose. Selvom det ofte er forbundet med amøber, praktiseres fagocytose af mange organismer. Hos de fleste multicellulære dyr fungerer fagocytiske celler hovedsageligt i kropsligt forsvar snarere end som et middel til at få næring. For eksempel er leukocytter i menneskekroppen ofte fagocytose protosoer, bakterier, døde celler og lignende materialer for at hjælpe med at afværge infektioner eller andre problemer.

når de er frigivet i cytoplasmaet, kan flere små vesikler produceret via endocytose komme sammen for at danne en enkelt enhed. Dette endosom fungerer generelt på en af to måder. Oftest transporterer endosomer deres indhold i en række trin til et lysosom, som efterfølgende fordøjer materialerne. I andre tilfælde anvendes endosomer imidlertid af cellen til at transportere forskellige stoffer mellem forskellige dele af den eksterne cellemembran. Denne sidstnævnte funktion er særlig vigtig blandt epitelceller, såsom dem, der komponerer det ydre lag af huden, fordi de udviser polaritet (den ene side af cellen er forskellig fra den anden side). Illustreret i figur 2 er et fluorescens digitalt billede af en enkelt afrikansk grøn abe nyre fibroblastcelle (CV-1 linje) transficeret med et fluorescerende protein fusioneret til en målretning aminosyresekvens for endosomer (grøn). Kernen, plasmamembranen og endosomkomponenterne er markeret på figuren.

et endosom, der er bestemt til at overføre dets indhold til et lysosom, gennemgår generelt flere ændringer undervejs. I sin oprindelige form, når strukturen ofte betegnes som et tidligt endosom, indeholder den specialiserede vesikel et enkelt rum. Over tid finder kemiske ændringer i vesiklen imidlertid sted, og membranen, der omgiver endosomet, foldes ind på sig selv på en måde, der ligner invaginationen af plasmamembranen. I dette tilfælde klemmes membranen imidlertid ikke af. Følgelig dannes en struktur med flere rum, betegnet et multivesikulært endosom. Det multivesikulære endosome er en mellemstruktur, hvor yderligere kemiske ændringer, herunder et signifikant fald i pH-niveauet, finder sted, når vesiklen udvikler sig til et sent endosome.

selvom sene endosomer er i stand til at nedbryde mange proteiner og fedtstoffer, er et lysosom nødvendigt for fuldt ud at fordøje alle de materialer, de indeholder. Ofte overføres indholdet af sene endosomer til et lysosom gennem fusion (sammenføjning) af deres membraner. Under nogle omstændigheder er sene endosomer i stand til yderligere at modnes til lysosomer gennem yderligere kemiske og strukturelle ændringer, i hvilket tilfælde fusion ikke er nødvendig for, at fordøjelsen kan afsluttes.

Tilbage til DYRECELLESTRUKTUR

spørgsmål eller kommentarer? Send os en mail.
1995-2019 af Michael Davidson og Florida State University. Alle Rettigheder Forbeholdes. Ingen billeder, grafik, programmer, scripts eller applets må gengives eller bruges på nogen måde uden tilladelse fra indehaverne af ophavsretten. Brug af denne hjemmeside betyder, at du accepterer alle de juridiske vilkår og betingelser, der er angivet af ejerne.
denne hjemmeside vedligeholdes af vores
Graphics& programmering Team
i samarbejde med optisk mikroskopi på
National High Magnetic Field Laboratory.
sidste ændring: fredag, Nov 13, 2015 på 01:18 PM
Adgangsantal siden 26. maj 2005: 220036
mikroskoper leveret af: