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Uma vista geral de Endocytosis

Endocytosis é um processo celular por meio de que as moléculas que não podem passar através de uma membrana de pilha passiva são transportadas activamente do ambiente extracelular no ambiente intracelular.

endocytosisCrédito de imagem: J. Marini/Shutterstock.com

O processo envolve a invaginação da membrana celular, que desenvolve em uma vesícula a contenção do material ingerido esse os botões fora dentro da pilha. Este formulário activo do transporte inclui fases do pinocytosis e da fagocitose.

Endocytosis tem um processo de oposição, conhecido como o exocytosis, onde as moléculas são exportadas activamente fora da pilha. Trabalho dboth of these processos na harmonia para assegurar-se de que a mesma quantidade de licença das moléculas a pilha como entram ele, conseguindo a homeostase mantendo um fluxo igual dentro e para fora. Isto ajuda o corpo a manter um balanço de nutrientes entrantes e de desperdício que parte de modo que a função regular da pilha possa continuar.

Abaixo, nós discutimos o processo envolvido no endocytosis em uma profundidade mais adicional.

Os componentes do endocytosis

Os componentes principais que caracterizam no endocytosis mamífero são endosomes adiantados, endosomes atrasados, e lisosomas. Os endosomes adiantados actuam como o primeiro compartimento do endocytosis. São encontrados na membrana de pilha e recebem quase todos os tipos de vesículas que aproximam a superfície da pilha.

Seu papel principal é como a classificação dos organelles, suas facilidades ligeira ácidas do pH a dissociação de ligantes endocytosed de seus receptors, muitas de que são transportados através dos tubules de volta à superfície da pilha e para fora no ambiente extracelular. Adicionalmente, os endosomes adiantados são o lugar da classificação no caminho transcytotic, onde as moléculas são transportadas em endosomes ou em lisosomas atrasados através dos compartimentos transvesicular.

Os endosomes atrasados são o componente seguinte implicado no caminho endocytic. Estas embarcações recebem o material endocytosed dos endosomes adiantados, assim como dos phagosomes e das redes transporte-Golgi.

Os endosomes atrasados contêm as proteínas que são os blocos de apartamentos de estruturas tais como as mitocôndria e os nucleosomes, assim como glicoproteína ácidas do hidrolase e as lysosomal da membrana. São igualmente parte do caminho de tráfico para glicoproteína da transmembrana tais como os receptors de mannose-6-phosphate. Os endosomes atrasados estão considerados ser o local do final que classifica eventos do endocytosis antes que o material esteja passado nos lisosomas.

O componente final do caminho endocytic é os lisosomas. O papel principal destas estruturas é lyse hidratos de carbono, gorduras, proteínas, restos da produção, e outras moléculas em uns compostos mais simples.

Os lisosomas utilizam ao redor 40 tipos diferentes de enzimas, produzidos no segundo estômago endoplasmic e processados mais no instrumento de Golgi, para realizar com sucesso sua função de dividir estes produtos. Uma vez que os lisosomas dividiram este material, os compostos resultantes estão retornados frequentemente ao citoplasma onde são recrutados em actividades da pilha-construção.

endocytosis Clathrin-dependente

Em a maioria de pilhas eucarióticas, a rota principal ao endocytosis é negociada pelo clathrin da proteína. Quando o caminho clathrin-negociado for provavelmente a rota melhor-compreendida do endocytosis e foi estudado por muitos anos, nossa compreensão dos mecanismos do caminho continua a tornar-se enquanto as novas tecnologias emergem que permitem que nós visualizem os funcionamentos do caminho em uma escala inaudita.

Estes estudos mais novos deram-nos as introspecções chaves na estrutura e na dinâmica das proteínas implicadas no endocytosis clathrin-dependente.

O caminho joga um papel chave em transportar moléculas extracelulares também na mediação das bactérias, das toxinas, e dos vírus que tentam incorporar a pilha. Actualmente, não é claro quanto tempo as vesículas clathrin-revestidas (CCVs) ou os poços clathrin-revestidos (CPP) existem, com os estudos que sugerem prazos de segundos às actas.

A evidência recente foi produzida dos projectos de investigação que utilizam a computação de quantum para analisar a dinâmica da formação de CCV e de CCP. Estes estudos destacaram três populações distintas de CCPs que podem ser definidas por suas propriedades cinéticas originais.

Dois de que são tão breve descrito, com um tempo apenas dos segundos, e um definidos quanto duradouros, com um tempo sobre de uma acta. Os estudos mostraram que, na presença da carga, uma pilha responderá produzindo um número maior de CCPs/CCVs duradouro.

Outras tecnologias mais novas tais como o tomografia do cryo-elétron foram usadas em estudos recentes para desenvolver com sucesso nosso conhecimento do caminho clathrin-negociado. o tomografia do Cryo-elétron revelou a escala dos testes padrões utilizados para organizar a estrutura das vesículas do clathrin.

Mais a esta, a imagem lactente de alta resolução descobriu a localização assimétrica de proteínas do adaptador AP-2 dentro de CCVs individual que pode ser o resultado de uma fase inicial de localização restrita dos adaptadores.

Finalmente, uns estudos mais adicionais revelaram as funções especializadas do endocytosis clathrin-negociado em vários tecidos, tais como o sistema nervoso. Especificamente, a proteína dynamin-1 foi mostrada para ser dispensável para os papéis da síntese synaptic da vesícula e do recicl endocytic, que os estudos precedentes sugeriram. Uns estudos mais recentes (KO) do KO nos ratos revelaram que o papel desta proteína no endocytosis synaptic da vesícula é actividade-dependente.

Enquanto a tecnologia continua a evoluir, nós podemos esperar estudos continuar a visualizar os caminhos do endocytosis mesmo no detalhe da fino-grão. Isto ajudará com nossa compreensão da homeostase, e igualmente de infecções bacterianas e virais.

Fontes

Alanko, J., Hamidi, H. e Ivaska, J., 2016. Sinalização de Endosomes. Enciclopédia da biologia celular, pp.211-224. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123944474200163

Cheng, Y., cápsula, W., Kirchhausen, T., Harrison, S. e Walz, T., 2007. tomografia do Cryo-elétron das vesículas Clathrin-revestidas: Implicações estruturais para o conjunto do revestimento. Jornal da biologia molecular, 365(3), pp.892-899. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1839968/

Miaczynska, M. e Stenmark, H., 2008. Mecanismos e funções do endocytosis. Jornal da biologia celular, 180(1), pp.7-11. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2213624/

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Last Updated: Dec 22, 2020

Sarah Moore

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Sarah Moore

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