Informatie

5.4A: Endocytose - Biologie


LEERDOELEN

  • Beschrijf endocytose, waaronder fagocytose, pinocytose en receptor-gemedieerde endocytose.

Endocytose is een type actief transport dat deeltjes, zoals grote moleculen, delen van cellen en zelfs hele cellen, in een cel beweegt. Er zijn verschillende variaties van endocytose, maar ze hebben allemaal een gemeenschappelijk kenmerk: het plasmamembraan van de cel dringt binnen en vormt een zak rond het doeldeeltje. De pocket knijpt af, waardoor het deeltje zich in een nieuw gecreëerd intracellulair blaasje bevindt dat is gevormd uit het plasmamembraan.

Fagocytose

Fagocytose (de toestand van "celeten") is het proces waarbij grote deeltjes, zoals cellen of relatief grote deeltjes, door een cel worden opgenomen. Wanneer micro-organismen bijvoorbeeld het menselijk lichaam binnendringen, zal een type witte bloedcel, een neutrofiel genaamd, de indringers door dit proces verwijderen, waarbij het micro-organisme wordt omhuld en overspoeld, dat vervolgens wordt vernietigd door de neutrofiel.

Ter voorbereiding op fagocytose wordt een deel van het naar binnen gerichte oppervlak van het plasmamembraan bedekt met een eiwit genaamd clathrine, dat dit deel van het membraan stabiliseert. Het beklede deel van het membraan strekt zich dan uit vanaf het lichaam van de cel en omringt het deeltje, en omsluit het uiteindelijk. Zodra het blaasje dat het deeltje bevat in de cel is ingesloten, komt het clathrine los van het membraan en gaat het blaasje samen met een lysosoom voor de afbraak van het materiaal in het nieuw gevormde compartiment (endosoom). Wanneer toegankelijke voedingsstoffen uit de afbraak van de vesiculaire inhoud zijn geëxtraheerd, versmelt het nieuw gevormde endosoom met het plasmamembraan en geeft het zijn inhoud af aan de extracellulaire vloeistof. Het endosomale membraan wordt weer onderdeel van het plasmamembraan.

Pinocytose

Een variatie van endocytose wordt pinocytose genoemd. Dit betekent letterlijk "celdrinken" en werd genoemd in een tijd dat de veronderstelling was dat de cel doelbewust extracellulair vocht opnam. In werkelijkheid is dit een proces waarbij moleculen, waaronder water, worden opgenomen die de cel nodig heeft uit de extracellulaire vloeistof. Pinocytose resulteert in een veel kleiner blaasje dan fagocytose, en het blaasje hoeft niet te fuseren met een lysosoom.

Potocytose, een variant van pinocytose, is een proces waarbij een coating-eiwit, caveolin genaamd, aan de cytoplasmatische kant van het plasmamembraan wordt gebruikt, dat een vergelijkbare functie vervult als clathrine. De holtes in het plasmamembraan die de vacuolen vormen, hebben naast caveolin ook membraanreceptoren en lipide-rafts. De vacuolen of blaasjes gevormd in caveolae (enkelvoud caveola) zijn kleiner dan die in pinocytose. Potocytose wordt gebruikt om kleine moleculen de cel in te brengen en deze moleculen door de cel te transporteren om aan de andere kant van de cel vrij te komen, een proces dat transcytose wordt genoemd.

Receptor-gemedieerde endocytose

Een gerichte variant van endocytose, bekend als receptor-gemedieerde endocytose, maakt gebruik van receptoreiwitten in het plasmamembraan die een specifieke bindingsaffiniteit hebben voor bepaalde stoffen. Bij receptor-gemedieerde endocytose, zoals bij fagocytose, wordt clathrine gehecht aan de cytoplasmatische zijde van het plasmamembraan. Als de opname van een verbinding afhankelijk is van receptor-gemedieerde endocytose en het proces niet effectief is, zal het materiaal niet uit de weefselvloeistof of het bloed worden verwijderd. In plaats daarvan blijft het in die vloeistoffen en neemt de concentratie toe. Sommige menselijke ziekten worden veroorzaakt door het falen van receptor-gemedieerde endocytose. Bijvoorbeeld, de vorm van cholesterol die lipoproteïne met lage dichtheid of LDL wordt genoemd (ook wel "slechte" cholesterol genoemd) wordt uit het bloed verwijderd door receptor-gemedieerde endocytose. Bij de menselijke genetische ziekte familiale hypercholesterolemie zijn de LDL-receptoren defect of ontbreken ze volledig. Mensen met deze aandoening hebben levensbedreigende niveaus van cholesterol in hun bloed, omdat hun cellen de LDL-deeltjes niet uit hun bloed kunnen verwijderen.

Hoewel receptor-gemedieerde endocytose is ontworpen om specifieke stoffen die normaal in de extracellulaire vloeistof worden aangetroffen, in de cel te brengen, kunnen andere stoffen op dezelfde plaats de cel binnendringen. Griepvirussen, difterie en choleratoxine hebben allemaal plaatsen die kruisreageren met normale receptorbindende plaatsen en toegang krijgen tot cellen.

Belangrijkste punten

  • Endocytose bestaat uit fagocytose, pinocytose en receptor-gemedieerde endocytose.
  • Endocytose brengt deeltjes de cel in die te groot zijn om passief het celmembraan te passeren.
  • Fagocytose is het opnemen van grote voedseldeeltjes, terwijl pinocytose vloeibare deeltjes opneemt.
  • Receptor-gemedieerde endocytose maakt gebruik van speciale receptoreiwitten om grote deeltjes door het celmembraan te helpen dragen.

Sleutelbegrippen

  • endosoom: Een endocytische vacuole waardoor tijdens endocytose geïnternaliseerde moleculen passeren op weg naar lysosomen
  • neutrofiel: Een cel, vooral een witte bloedcel, die vreemde indringers in het bloed consumeert.