Transcytozę jest transport materiałów, z jednej strony przestrzeni zewnątrzkomórkowej do drugiej. Chociaż zjawisko to może wystąpić we wszystkich typach komórek - w tym osteoklastach i neuronach - jest charakterystyczne dla nabłonka i śródbłonka.
Podczas transcytozy cząsteczki są transportowane przez endocytozę, w której pośredniczy pewien receptor molekularny. Błoniaste pęcherzyki migrują przez włókna mikrotubuli, które tworzą cytoszkielet, a po przeciwnej stronie nabłonka zawartość pęcherzyka jest uwalniana w wyniku egzocytozy.
Autor: BQmUB2011162, źródło Wikimedia Commons
W komórkach śródbłonka transcytoza jest niezbędnym mechanizmem. Śródbłonek ma tendencję do tworzenia nieprzepuszczalnych barier dla makrocząsteczek, takich jak białka i składniki odżywcze.
Ponadto te cząsteczki są zbyt duże, aby przejść przez transportery. Dzięki procesowi transcytozy następuje transport tych cząstek.
Odkrycie
Istnienie transcytozy postulował w latach pięćdziesiątych XX wieku Palade, badając przepuszczalność naczyń włosowatych, opisując dużą populację pęcherzyków. Później ten rodzaj transportu odkryto w naczyniach krwionośnych mięśnia szkieletowego i mięśnia sercowego.
Termin „transcytoza” został wymyślony przez dr N. Simionescu wraz z jego grupą roboczą, aby opisać przechodzenie cząsteczek z prześwitu komórek śródbłonka naczyń włosowatych do przestrzeni śródmiąższowej w pęcherzykach błoniastych.
Charakterystyka procesu
Ruch materiałów w komórce może przebiegać różnymi drogami przezkomórkowymi: ruch przez transportery błonowe, przez kanały lub pory lub przez transcytozę.
Zjawisko to jest połączeniem procesów endocytozy, transportu pęcherzyków przez komórki i egzocytozy.
Endocytoza polega na wprowadzeniu cząsteczek do komórek, obejmując je wgłębieniem z błony cytoplazmatycznej. Utworzony pęcherzyk jest wbudowywany do cytozolu komórki.
Egzocytoza to odwrotny proces endocytozy, w którym komórka wydala produkty. Podczas egzocytozy błony pęcherzyków łączą się z błoną plazmatyczną, a zawartość jest uwalniana do środowiska zewnątrzkomórkowego. Oba mechanizmy są kluczowe w transporcie dużych cząsteczek.
Transcytoza umożliwia różnym cząsteczkom i cząsteczkom przechodzenie przez cytoplazmę komórki i przechodzenie z jednego regionu zewnątrzkomórkowego do drugiego. Na przykład przejście cząsteczek przez komórki śródbłonka do krążącej krwi.
Jest to proces wymagający energii - jest zależny od ATP - i angażuje struktury cytoszkieletu, w których mikrowłókna aktyny pełnią rolę motoryczną, a mikrotubule wskazują kierunek ruchu.
Gradacja
Transcytoza to strategia stosowana przez organizmy wielokomórkowe do selektywnego przemieszczania materiałów między dwoma środowiskami, bez zmiany ich składu.
Ten mechanizm transportu obejmuje następujące etapy: po pierwsze, cząsteczka wiąże się z określonym receptorem, który można znaleźć na szczytowej lub podstawnej powierzchni komórek. Następnie następuje proces endocytozy przez zakryte pęcherzyki.
Po trzecie, wewnątrzkomórkowe przejście pęcherzyka zachodzi na przeciwległą powierzchnię, skąd został internalizowany. Proces kończy się egzocytozą transportowanej cząsteczki.
Pewne sygnały mogą wywołać procesy transcytozy. Stwierdzono, że polimeryczny receptor immunoglobulin zwany pIg-R (polimeryczny receptor immunoglobiny) ulega transcytozie w spolaryzowanych komórkach nabłonka.
Gdy fosforylacja reszty aminokwasu seryny zachodzi w pozycji 664 domeny cytoplazmatycznej pIg-R, indukowany jest proces transcytozy.
Ponadto istnieją białka związane z transcytozą (TAP, białka związane z transytozą), które znajdują się w błonie pęcherzyków, które uczestniczą w procesie i interweniują w procesie fuzji błon. Istnieją markery tego procesu i są to białka o masie około 180 kDa.
Rodzaje transcytozy
Istnieją dwa rodzaje transcytozy, w zależności od cząsteczki zaangażowanej w proces. Jedną z nich jest klatrina, cząsteczka białka biorąca udział w transporcie pęcherzyków w komórkach oraz kaweolina, integralne białko obecne w określonych strukturach zwanych kaweolami.
Pierwszy rodzaj transportu, który obejmuje klatrynę, składa się z wysoce specyficznego rodzaju transportu, ponieważ białko to ma duże powinowactwo do pewnych receptorów, które wiążą się z ligandami. Białko bierze udział w procesie stabilizacji wgłębienia wytwarzanego przez błoniaste pęcherzyki.
Drugi rodzaj transportu, w którym pośredniczy cząsteczka kaweoliny, jest niezbędny w transporcie albuminy, hormonów i kwasów tłuszczowych. Te utworzone pęcherzyki są mniej specyficzne niż pęcherzyki z poprzedniej grupy.
cechy
Transcytoza pozwala na mobilizację komórkową dużych cząsteczek, głównie w tkankach nabłonka, zachowując nienaruszoną strukturę poruszającej się cząsteczki.
Ponadto stanowi środek, dzięki któremu niemowlęta są w stanie wchłonąć przeciwciała z mleka matki i są uwalniane do płynu pozakomórkowego z nabłonka jelitowego.
Transport IgG
Immunoglobulina G, w skrócie IgG, to klasa przeciwciał wytwarzanych w obecności mikroorganizmów, czy to grzybów, bakterii czy wirusów.
Często występuje w płynach ustrojowych, takich jak krew i płyn mózgowo-rdzeniowy. Ponadto jest to jedyny rodzaj immunoglobuliny zdolnej do przenikania przez łożysko.
Najbardziej przebadanym przykładem transcytozy jest transport IgG z mleka matki u gryzoni, które przenikają przez nabłonek jelita potomstwa.
IgG udaje się wiązać z receptorami Fc zlokalizowanymi w luminalnej części komórek szczoteczki, kompleks receptora ligandu ulega endocytozie w pokrytych strukturach pęcherzykowych, są transportowane przez komórkę, a uwalnianie następuje w części podstawnej.
Światło jelita ma pH 6, więc taki poziom pH jest optymalny do wiązania kompleksu. Podobnie, pH dysocjacji wynosi 7,4, co odpowiada płynowi międzykomórkowemu po stronie podstawnej.
Ta różnica pH między obiema stronami komórek nabłonka jelita umożliwia immunoglobulinom dotarcie do krwi. U ssaków ten sam proces umożliwia krążenie przeciwciał z komórek woreczka żółtkowego do płodu.
Bibliografia
- Gómez, JE (2009). Wpływ izomerów resweratrolu na homeostazę wapnia i tlenku azotu w komórkach naczyniowych. Uniwersytet Santiago de Compostela.
- Jiménez García, LF (2003). Biologia komórkowa i molekularna. Pearson Education of Mexico.
- Lodish, H. (2005). Biologia komórkowa i molekularna. Panamerican Medical Ed.
- Lowe, JS (2015). Stevens & Lowe Human Histology. Elsevier Brazylia.
- Maillet, M. (2003). Biologia komórki: podręcznik. Masson.
- Silverthorn, DU (2008). Ludzka psychologia . Panamerican Medical Ed.
- Tuma, PL i Hubbard, AL (2003). Transcytoza: przekraczanie barier komórkowych. Physiological Reviews, 83 (3), 871–932.
- Walker, LI (1998). Problemy biologii komórki. Wydawnictwo Uniwersyteckie.