ENDOCITOZA MEDIATĂ DE RECEPTOR: PROCES ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Receptor - endocitoză mediată este un fenomen celular care cuprinde molecule specifice controlate în interiorul intrării celulei. Materialul care urmează să fie ingerat este înconjurat progresiv de o mică porțiune a membranei plasmatice până când întreaga substanță a fost acoperită. Apoi, această vezicule este detașată în interiorul celulei.

Receptorii care participă la acest proces sunt localizați pe suprafața celulelor în regiuni numite „depresii acoperite cu clatrin”.

Sursa: Alejandro Porto

Acest tip de endocitoză oferă celulei un mecanism de discriminare între substanțele care intră. În plus, crește eficiența procesului, comparativ cu endocitoza nediscriminatorie.

Conceptul opus al endocitozei este exocitoza și cuprinde eliberarea de molecule în mediul extern al celulelor.

Ce este endocitoza?

Celulele eucariote au capacitatea de a capta molecule din mediul extracelular și de a le include în interior printr-un proces numit endocitoză. Termenul este atribuit cercetătorului Christian DeDuve. A fost sugerat în 1963 și a inclus ingestia unei game largi de molecule.

Fenomenul se produce astfel: molecula sau materialul care trebuie introdus este înconjurat de o porțiune a membranei citoplasmatice care este ulterior invaginată. Astfel, se formează o vezicule care conține molecula.

Clasificare

În funcție de tipul de material care intră, procesul de endocitoză este clasificat în fagocitoză și pinocitoză.

Primul, fagocitoza, constă în acțiunea de a ingera particule solide. Aceasta include particule mari, cum ar fi bacteriile, alte celule intacte sau resturile de la alte celule. În schimb, termenul de pinocitoză utilizat pentru a descrie ingestia de lichide.

Ce este endocitoza mediată de receptori?

Endocitoza mediată de receptor este un fenomen celular caracterizat prin intrarea moleculelor în celulă într-o manieră selectivă și controlată. Moleculele de intrat sunt specifice.

După cum indică numele procesului, molecula care trebuie introdusă este recunoscută de o serie de receptori localizați pe suprafața celulei. Cu toate acestea, acești receptori nu se găsesc la întâmplare în întreaga membrană. În schimb, locația sa fizică este foarte specifică în regiunile numite „depresiuni căptușite de clatrin”.

Depresiile formează o invaginație din membrană, ceea ce duce la formarea de vezicule acoperite cu clatrin care conțin receptorii și macromoleculele respective legate. Macromolecula care se leagă de receptor se numește ligand.

După formarea veziculelor mici de clathrin, acestea din urmă fuzionează cu structuri numite endosomi timpurii. În această etapă, conținutul interior al veziculei clatrinei este distribuit în diferite regiuni. Unul dintre ei este lizozomul, sau poate fi reciclat în membrana plasmatică.

Caracteristici

Procesele tradiționale de pinocitoză și fagocitoză sunt de tip nediscriminatoriu. Adică, veziculele vor capta orice moleculă - solidă sau lichidă - care se află în spațiul extracelular și sunt transportate în celulă.

Endocitoza mediată de receptor oferă celulei un mecanism foarte selectiv care îi permite să discrimineze și să crească eficiența internalizării particulelor în mediul celular.

După cum vom vedea mai târziu, procesul permite preluarea de molecule foarte importante precum colesterolul, vitamina B12 și fierul. Aceste ultime două molecule sunt utilizate pentru sinteza hemoglobinei și a altor molecule.

Din păcate, prezența receptorilor care mediază endocitoza a fost exploatată de o serie de particule virale pentru a intra în celulă - de exemplu virusul gripal și HIV.

Proces

Pentru a înțelege modul în care are loc procesul de endocitoză mediat de receptori, s-a utilizat absorbția colesterolului de către celulele mamifere.

Colesterolul este o moleculă asemănătoare lipidelor, cu multiple funcții, cum ar fi modificarea fluidității în membranele celulare și ca un precursor al hormonilor steroizi legat de funcția sexuală a organismelor.

Model de endocitoză mediat de receptor: colesterolul la mamifere

Colesterolul este o moleculă extrem de insolubilă în apă. Din acest motiv, transportul său are loc în interiorul fluxului sanguin sub formă de particule de lipoproteină. Printre cele mai frecvente găsim lipoproteina cu densitate joasă, prescurtată în mod obișnuit ca LDL - acronică din acronimul său în lipoproteină de joasă densitate engleză.

Datorită studiilor efectuate în laborator, s-a putut concluziona că intrarea moleculei LDL în celulă are loc prin legarea la un receptor specific de pe suprafața celulei situată în depresiuni acoperite cu clatrin.

Interiorul endosomilor cu LDL este acid, ceea ce permite disocierea moleculei LDL și a receptorului acesteia.

După ce a fost separat, soarta receptorilor este de a fi reciclată în membrana plasmatică, în timp ce LDL continuă cu transportul său acum în lizozomi. În interior, LDL este hidrolizat de anumite enzime, generând colestarol.

În cele din urmă, colesterolul este eliberat și celula poate să-l ia și să-l folosească în diferite sarcini unde este necesar, cum ar fi membranele.

Ce se întâmplă când sistemul eșuează?

Există o afecțiune ereditară numită hipercolesterolemie familială. Unul dintre simptomele acestei patologii este nivelul ridicat al colesterolului. Această tulburare apare dintr-o incapacitate de a introduce molecula LDL din fluidele extracelulare în celule. Pacienții prezintă mici mutații în receptori.

După descoperirea bolii, a fost posibil să se identifice că în celulele sănătoase a existat un receptor responsabil de medierea intrării LDL, care se acumulează în depresii celulare specifice.

În unele cazuri, pacienții au fost capabili să recunoască LDL, dar receptorii săi nu s-au găsit în depresiunile căptușite. Acest fapt a dus la recunoașterea importanței depresiilor căptușite în procesul de endocitoză.

Endocitoză independentă de clatină

De asemenea, celulele au căi care permit efectuarea endocitozei fără implicarea clatrinei. Printre aceste căi, moleculele legate de membrane și lichide care pot fi endocitate, în ciuda absenței clatrinei.

Moleculele care intră în acest fel pătrund folosind mici invaginații numite caveola situate în membrana plasmatică.

Referințe

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … și Walter, P. (2013). Biologia celulară esențială. Garland Science.
2. Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). Celula: o abordare moleculară. Washington, DC, Sunderland, MA.
3. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., și Anderson, M. (2004). Fiziologia animalelor. Asociații Sinauer.
5. Karp, G. (2009). Biologie celulară și moleculară: concepte și experimente. John Wiley & Sons.
6. Kierszenbaum, AL (2012). Histologie și biologie celulară. Elsevier Brazilia.
7. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochimie: text și atlas. Editura Medicală Panamericană.
8. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, … și Matsudaira, P. (2008). Biologia celulelor moleculare. Macmillan.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochimie. Editura Medicală Panamericană.