エンドサイトーシスのステップの定義と説明
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エンドサイトーシス によってプロセスです 細胞 外部環境から物質を体内に取り込む。それは、細胞が成長し発達するために必要な栄養素を得る方法です.エンドサイトーシスによって内在化される物質には、体液、電解質、 タンパク質 、およびその他の高分子。エンドサイトーシスもその手段の 1 つです。 白血球 の 免疫系 以下を含む潜在的な病原体を捕捉して破壊するバクテリアと 原生生物 .エンドサイトーシスのプロセスは、3 つの基本的なステップに要約できます。
エンドサイトーシスの基本ステップ
- 原形質膜は内側に折り畳まれ（陥入し）、細胞外液、溶解分子、食物粒子、異物、病原体、または他の物質。
- 原形質膜は、折り畳まれた膜の両端が合うまで折り畳まれます。これにより、小胞内に液体が閉じ込められます。一部の細胞では、膜から細胞の奥深くまで伸びる長いチャネルも形成されます。 細胞質 .
- 小胞は、折り畳まれた膜の端が一緒に融合すると、膜からはがれます。内在化された小胞は、細胞によって処理されます。
エンドサイトーシスには、食作用、ピノサイトーシス、および受容体媒介エンドサイトーシスの 3 つの主要なタイプがあります。 食作用 「細胞を食べる」とも呼ばれ、固形物または食物粒子の摂取を伴います。 飲作用 、「細胞飲酒」とも呼ばれ、液体に溶解した分子の摂取が含まれます。 受容体媒介エンドサイトーシス 細胞表面の受容体との相互作用に基づく分子の摂取を伴います。
細胞膜とエンドサイトーシス
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エンドサイトーシスが起こるためには、細胞膜から形成された小胞内に物質が封入されている必要があります。 原形質膜 .この膜の主成分は、細胞膜の柔軟性と分子輸送を助けるタンパク質と脂質です。リン脂質は、外部の細胞環境と細胞の内部との間に二重層の障壁を形成する役割を果たします。リン脂質には 親水性 (水に引き寄せられる) 頭と 疎水性 （水をはじく）しっぽ。液体と接触すると、親水性の頭がサイトゾルと細胞外液に面するように自発的に配置され、疎水性の尾部は液体から離れて脂質二重層膜の内部領域に移動します。
細胞膜は、 半透性 、つまり、特定の分子のみが膜を横切って拡散できることを意味します。細胞膜を横切って拡散できない物質は、 受動拡散 プロセス (促進された拡散)、能動輸送 (エネルギーが必要)、またはエンドサイトーシスによって。エンドサイトーシスには、小胞の形成および物質の内在化のための細胞膜の一部の除去が含まれます。細胞サイズを維持するために、膜コンポーネントを交換する必要があります。これは、次のプロセスによって達成されます。 エキソサイトーシス .エンドサイトーシスとは反対に、 エキソサイトーシス 内部小胞の形成、輸送、および細胞膜との融合を伴い、細胞から物質を排出します。
食作用
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食作用 大きな粒子または細胞の巻き込みを伴うエンドサイトーシスの一種です。食作用は、マクロファージなどの免疫細胞が細菌、がん細胞、ウイルス感染細胞、またはその他の有害物質を体から取り除くことを可能にします。また、アメーバなどの生物が環境から食物を得るプロセスでもあります。食作用では、食細胞または 食細胞 標的細胞に付着し、内部化し、分解し、廃棄物を排出できなければなりません。このプロセスは、免疫細胞で発生するため、以下に説明されています。
食作用の基本的な手順
- 指定された分子は原形質膜上の受容体に結合します。
- 分子に結合した受容体は、膜に沿って、クラテリンでコーティングされたピットを含む領域に移動します。
- 分子受容体複合体がクラテリンでコーティングされたピットに蓄積した後、ピット領域はエンドサイトーシスによって内在化される陥入を形成します。
- クラテリンでコーティングされた小胞が形成され、リガンド受容体複合体と細胞外液がカプセル化されます。
- クラテリンでコーティングされた小胞は、細胞質内のエンドソームと融合し、クラテリンコーティングが除去されます。
- 受容体は脂質膜に閉じ込められ、原形質膜に戻されます。
- リサイクルされない場合、指定された分子はエンドソームに残り、エンドソームはリソソームと融合します。
- リソソーム酵素は特定の分子を分解し、目的の内容物を細胞質に送達します。
- エンドサイトーシスの間、 細胞 外部環境から物質を取り込み、成長と発達に必要な栄養素を取得します。
- エンドサイトーシスの 3 つの主要なタイプは、食作用、ピノサイトーシス、および受容体媒介性エンドサイトーシスです。
- エンドサイトーシスが起こるためには、物質が小胞から形成された小胞の中に閉じ込められなければなりません。 細胞（原形質）膜 .
- 食作用は、「細胞を食べること」としても知られています。これは、免疫細胞が体から有害な要素を取り除き、アメーバが食物を得るために使用するプロセスです.
- 飲作用では、細胞は食作用と同様のプロセスで液体と溶解した栄養素を「飲みます」。
- 受容体を介したエンドサイトーシスは、特定の分子を内在化するためのピノサイトーシスよりもはるかに効率的なプロセスです。
- クーパー、ジェフリー M. エンドサイトーシス。 セル: 分子アプローチ。第 2 版 、米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日、www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9831/。
- リム、ジェット・フィー、ポール・A・グリーソン。マクロピノサイトーシス：大きな一口を内在化するためのエンドサイトーシス経路。 免疫学と細胞生物学 、巻。 89、いいえ。 8、2011、p。 836–843., doi:10.1038/icb.2011.20.
- ロザレス、カルロス、アイリーン・ウリベ・ケロル。食作用：免疫における基本的なプロセス。 バイオメッド・リサーチ・インターナショナル 、ヒンダウィ、2017 年 6 月 12 日、www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5485277/。
原生生物の食作用は、これらの生物が食物を得る手段であるため、同様に、より一般的に発生します。ヒトの食作用は、特殊な免疫細胞によってのみ行われます。
飲作用
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食作用は細胞を食べることを伴いますが、 飲作用 セル飲酒が含まれます。液体と溶解した栄養素は、ピノサイトーシスによって細胞に取り込まれます。エンドサイトーシスの同じ基本的な手順は、ピノサイトーシスで利用され、小胞を内在化し、粒子と細胞外液を細胞内に輸送します。細胞内に入ると、小胞はリソソームと融合することがあります。リソソームからの消化酵素は小胞を分解し、その内容物を細胞が使用するために細胞質に放出します。場合によっては、小胞はリソソームと融合せず、細胞を横切って移動し、細胞の反対側の細胞膜と融合します。これは、細胞が細胞膜のタンパク質と脂質をリサイクルできる手段の 1 つです。
ピノサイトーシスは非特異的であり、ミクロピノサイトーシスとマクロピノサイトーシスの 2 つの主要なプロセスによって発生します。名前が示すように、 微飲作用 小さな小胞 (直径 0.1 マイクロメートル) の形成を伴いますが、 マクロピノサイトーシス より大きな小胞 (直径 0.5 ～ 5 マイクロメートル) の形成を伴います。マイクロピノサイトーシスはほとんどの種類の体細胞で発生し、細胞膜から出芽することによって小さな小胞が形成されます。と呼ばれる微飲作用小胞 カベオラ 血管内皮で最初に発見されました。マクロピノサイトーシスは通常、白血球で観察されます。このプロセスは、小胞が出芽によってではなく原形質膜のラッフルによって形成されるという点で、微飲作用とは異なります。フリルは、細胞外液に突き出た膜の延長部分であり、その後折り返されます。そうすることで、細胞膜は液体をすくい上げ、小胞を形成し、小胞を細胞内に引き込みます。
受容体媒介エンドサイトーシス
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受容体媒介エンドサイトーシス 特定の分子の選択的な内在化のために細胞によって使用されるプロセスです。これらの分子は、エンドサイトーシスによって内在化される前に、細胞膜上の特定の受容体に結合します。膜受容体は、として知られているタンパク質クラテリンでコーティングされた原形質膜の領域に見られます。 クラテリンでコーティングされたピット .特定の分子が受容体に結合すると、ピット領域が取り込まれ、クラテリンでコーティングされた小胞が形成されます。アーリーと融合後 エンドソーム （内在化された物質の選別を助ける膜結合嚢）、小胞からクラテリンコーティングが除去され、内容物が細胞内に空にされます。
受容体媒介エンドサイトーシスの基本的な手順
受容体を介したエンドサイトーシスは、ピノサイトーシスよりも 100 倍以上、選択的な分子を取り込む効率が高いと考えられています。