FAGOSOM: CHARAKTERYSTYKA, TWORZENIE I FUNKCJE - BIOLOGIA - 2025

Fagosomów, znany również jako endocytozy pęcherzyku jest pęcherzyk ukształtowany jako wpuklenie błony komórkowej fagocytozy, że obejmuje cząstki lub mikroorganizmy. Fagocytoza jest jedyną metodą żywienia niektórych protistów i jest również stosowana w tym celu przez niektóre niższe metazoans.

U większości zwierząt jednak funkcja fagocytarna niektórych komórek jest zachowana, ale przestają one pełnić funkcję odżywczą, aby stać się niespecyficznym mechanizmem ochronnym przed patogenami, a także do eliminacji martwych lub starzejących się komórek.

Podstawowa ilustracja fagocytozy. Zrobione i zredagowane z: GrahamColm w angielskiej Wikipedii.

Fagosom, powstały podczas fagocytozy, łączy się następnie z lizosomem, tworząc fagolizosom. W tym przypadku następuje trawienie spożytego materiału. W ten sposób organizm może wychwytywać i zabijać bakterie. Jednak niektóre z nich są w stanie przetrwać, a nawet rozwijać się w fagosomach.

cechy

Aby fagosomy utworzyły się, patogeny lub opsoniny muszą wiązać się z receptorem transbłonowym, który jest losowo rozmieszczony na powierzchni komórek fagocytów.

Opsoniny to cząsteczki służące jako znaczniki, takie jak przeciwciała, które będą wiązać się z patogenami i regulować proces fagocytozy.

Ponieważ fagosom powstaje jako wgłębienie błony komórkowej, jego błona będzie miała taki sam podstawowy skład jak podwójna warstwa lipidowa.

Fagosomy zawierają białka związane z błoną, które rekrutują się i łączą z lizosomami, tworząc dojrzałe fagolizosomy

Trening

Fagocytoza jest procesem sekwencyjnym obejmującym kilka etapów, takich jak: chemotaksja, adhezja, endocytoza, tworzenie fagosomu, tworzenie fagolizosomu, zakwaszanie fagolizosomu, tworzenie reaktywnych metabolitów tlenu, aktywacja hydrolaz lizosomalnych, uwalnianie strawionego materiału, tworzenie się szczątkowe ciało i wreszcie egzocytoza.

Endocytoza i fagosomy

Endocytoza to mechanizm, za pomocą którego cząsteczki lub mikroorganizmy przechodzą z zewnątrz do wnętrza komórki. Proces ten można zoptymalizować przez opsynizację cząstek i na ogół zachodzi on przez receptory zlokalizowane w obszarach błony pokrytych klatriną.

Proces ten obejmuje inwazję błony komórkowej, co prowadzi do powstania wakuoli fagocytarnej. Adhezja cząstek lub mikroorganizmów do błony powoduje polimeryzację aktyny, a także tworzenie się pseudopodiów. Te nibynóżki otaczają materiał, który ma być połknięty i łączą się za nim.

Podczas tego procesu ważny jest udział kilku białek, takich jak kinaza C, 3-kinaza fosfoinozytydu i fosfolipaza C.Kiedy wgłębienie kończy się zamykaniem, tworzy się pęcherzyk lub fagosom, który oddziela się od błony i dryfuje w kierunku wewnątrz komórki.

Fagolizosom

Krótko po utworzeniu fagosomu następuje depolimeryzacja F-aktyny, która jest początkowo związana z fagosomem. Błona tej komórki staje się dostępna dla wczesnych endosomów.

Następnie fagosom porusza się wzdłuż mikrotubul cytoszkieletu, przechodząc przez serię fuzji i rozszczepień, w których biorą udział różne białka, takie jak aneksyny oraz GTPazy rap7, rap5 i rap1.

Zdarzenia te powodują dojrzewanie błony fagosomu i jej zawartości i mogą łączyć się z późnymi endosomami, a później z lizosomami, tworząc fagolizosom.

Szybkość, z jaką fagosomy i lizosomy łączą się, zależy od natury połkniętej cząstki, ale zazwyczaj zajmuje to 30 minut. Ta fuzja niekoniecznie wymaga całkowitego zejścia się błon, aby powstał fagolizosom.

W niektórych przypadkach połączenie między fagosomem a lizosomem uzyskuje się poprzez wąskie mostki wodne. Mosty te pozwalają jedynie na ograniczoną wymianę treści obu struktur.

Resztki ciała

Gdy dojdzie do hydrolizy cząsteczki lub mikroorganizmu, powstałe cząsteczki zostaną uwolnione do cytozolu komórki, a odpady pozostaną zawarte w pęcherzyku, który stanie się ciałem szczątkowym.

Później ten odpad zostanie uwolniony poza komórkę w wyniku procedury zwanej egzocytozą.

cechy

Eliminacja patogenów

Fagosomy znane jako makrofagi i neutrofile nazywane są profesjonalnymi fagocytami i są komórkami odpowiedzialnymi za większość wychwytywania i eliminacji patogenów. Te dwa typy komórek mają różne metody rozkładania bakterii.

Neutrofile wytwarzają toksyczny tlen, a także pochodne chloru w celu zabijania bakterii, a także wykorzystują proteazy i peptydy przeciwbakteryjne. Z kolei makrofagi zależą bardziej od zakwaszenia fagolizosomów, a także wykorzystania enzymów proteolitycznych i glikolitycznych do niszczenia patogenów.

Zapalenie

Proces tworzenia fagosomów jest powiązany z procesami zapalnymi za pośrednictwem wspólnych cząsteczek sygnałowych. Na przykład kinaza PI-3 i fosfolipaza C biorą udział w tworzeniu fagosomów i są również ważnymi składnikami wrodzonej odpowiedzi immunologicznej.

Białka te indukują produkcję cytokin prozapalnych w ściśle regulowanym procesie i których odpowiedź zapalna będzie zależała od rodzaju cząsteczki zawartej w fagosomie.

Prezentacja antygenów

Niedojrzałe komórki dendrytyczne są zdolne do fagocytozy elementów chorobotwórczych. Fagosomy tych komórek tylko częściowo degradują patogeny fagocytowane.

W wyniku tej częściowej degradacji powstają fragmenty białek o odpowiedniej wielkości dla specyficznego rozpoznawania bakterii. Te fragmenty są kierowane do głównego kompleksu zgodności tkankowej i są wykorzystywane do aktywacji komórek T w odpowiedzi immunologicznej.

Odżywianie

Wiele protistów wykorzystuje fagocytozę jako mechanizm karmienia. W niektórych przypadkach jest to nawet ich jedyny mechanizm pozyskiwania składników odżywczych. W takich przypadkach czas między pochłonięciem cząsteczki pokarmu a strawieniem jej w fagosomie jest znacznie krótszy niż w przypadku profesjonalnych fagocytów.

Etapy fagocytozy u ameby. Zrobione i zredagowane przez: Miklos.

Eliminacja komórek

Fagosomy są odpowiedzialne za eliminację starych i apoptotycznych komórek jako mechanizm do osiągnięcia homeostazy tkankowej. Na przykład czerwone krwinki mają jeden z najwyższych wskaźników rotacji w organizmie. W ten sposób starzejące się erytrocyty ulegają fagocytozie przez makrofagi zlokalizowane w wątrobie i śledzionie.

Bibliografia

1. G. Karp (2008). Biologia komórkowa i molekularna. Koncepcje i eksperymenty. Wydanie 5. John Wiley & Sons, Inc.
2. SL Wolfe (1977). Komórka biologiczna. Ediciones Omega, SA
3. O. Rojas-Espinosa i P. Arce-Paredes (2003). Fagocytoza: mechanizmy i konsekwencje. Pierwsza część. Biochemia.
4. O. Rojas-Espinosa i P. Arce-Paredes (2004). Fagocytoza: mechanizmy i konsekwencje. Druga część. Biochemia.
5. O. Rojas-Espinosa i P. Arce-Paredes (2004). Fagocytoza: mechanizmy i konsekwencje. Trzecia część. Biochemia.
6. Fagosom. Na Wikipedii. Odzyskany z en.wilipedia.org
7. Phagosome: co to jest? Formacja, struktura, funkcja, proces dojrzewania i manipulacja bakteriami. Odzyskany z arribasalud.com