endositosis mencakup proses yang memungkinkan masuknya efektif dari berbagai bahan untuk sel struktur membran sel adalah kontrol yang cukup ketat, baik input dan output, berbagai ekstraseluler dan sitoplasma bahan termasuk bahan. Seiring dengan proses lain seperti difusi sederhana dan osmosis, sel mengintegrasikan bahan yang diperlukan untuk fungsi sel yang tepat.
Saat proses endositosis terjadi, molekul dengan ukuran molekul besar, partikel dan bahkan campuran dalam larutan masuk. Ini terjadi dari invaginasi atau kantung yang berasal dari membran dan masuk ke sitoplasma dalam bentuk vesikel yang akan diproses oleh mesin pencernaan seluler.
Sumber: Mariana Ruiz Villarreal karya turunan: Gregor_0492 [CC0]
Proses endositosis (masuknya bahan ke dalam sel) serta eksositosis (proses bahan meninggalkan sel), adalah eksklusif pada organisme eukariotik .
sel eukariotik memiliki kebutuhan energi yang tinggi, karena itu adalah lebih besar (rata-rata 1000 kali lebih besar) daripada prokariotik organisme . Untuk alasan inilah sel eukariotik membutuhkan mekanisme yang memungkinkan masuknya bahan sehingga berbagai macam reaksi biosintetik terjadi di dalamnya.
Indeks artikel
Jenis dan ciri-cirinya
Melalui proses endositosis, sel mempertahankan pertukaran yang efektif dengan lingkungan eksternal.
Selama mekanisme seluler ini, bahan yang cukup beragam dapat masuk ke dalam sel; dengan demikian, proses endositosis dapat bervariasi tergantung pada sifat bahan yang ditelan oleh sel dan apakah ada mediator dalam proses tersebut.
Proses-proses di mana sel dari membran plasma meliputi partikel besar disebut fagositosis . Dengan cara yang sama, sel juga dapat mencakup molekul dan zat terlarut lainnya, menyebut jenis endositosis ini ” pinositosis “.
Selain proses ini, bahan yang masuk ke sel sebelumnya dapat dipilih di daerah khusus membran plasma. Dalam hal ini, endositosis dimediasi oleh reseptor dan bahan yang memasuki sel digabungkan ke reseptor ini untuk ditransfer ke bagian dalam sel dalam vesikel khusus.
Semua sel eukariotik menyerap cairan dan zat terlarut melalui pinositosis, namun, hanya beberapa sel khusus yang melakukan proses fagositosis, seperti yang akan kita lihat nanti.
-fagositosis
fagositosis
Fagositosis adalah bentuk khusus dari endositosis. Pada kesempatan ini, partikel atau molekul besar, yang meliputi zat sisa, mikroorganisme, dan sel lain, tertelan melalui invaginasi membran sel. Karena sifat dari proses ini disarankan sebagai tindakan seluler “makan.”
Bagaimana fagositosis terjadi?
Partikel yang dikenali sebagai “dikonsumsi” mengikat reseptor (khusus) yang mengenalinya di permukaan sel. Reseptor ini terutama mengenali residu N-acetylglucosamide, mannose, di samping banyak protein lain, yang memicu perluasan pseudopoda yang mengelilingi partikel dan menelannya.
Pergerakan pseudopodia ini ditentukan terutama oleh aksi filamen aktin dan miosin pada permukaan sel.
Setelah ditangkap di membran sel, mereka memasuki sitosol dalam bentuk vesikel besar yang disebut fagosom. Ini akan mengikat lisosom (organel seluler yang berisi berbagai macam enzim pencernaan) untuk membentuk vakuola untuk memproses, memecah, dan mendegradasi bahan yang disebut fagolisosom.
Fagolisosom bisa sangat besar dan heterogen karena ukuran dan bentuknya ditentukan oleh jumlah bahan yang dicerna.
Di dalam vakuola pencernaan ini, aktivitas enzimatik menghasilkan sejumlah besar produk esensial yang akan tersedia untuk digunakan sebagai sumber energi oleh sel.
-Pinositosis
Nutrisi Protozoa. Pinositosis. Gambar oleh: Jacek FH (berasal dari Mariana Ruiz Villarreal). Diambil dan diedit dari https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pinocitosis.svg.
Berbeda dengan proses yang dijelaskan di atas, pinositosis adalah proses di mana partikel kecil terus-menerus tertelan, yang dalam banyak kasus dalam bentuk larut. Di sini, sel menelan sejumlah kecil bahan dengan pembentukan vesikel membran yang dilepaskan ke dalam sitoplasma.
Proses pinositosis pada dasarnya dianggap sebagai tindakan seluler “minum”, karena sebagian besar bahan yang masuk ke dalam sel adalah cairan.
Bagaimana pinositosis terjadi?
Pinositosis dapat terjadi dalam dua cara; dengan cara yang “cair atau sederhana” atau dengan cara yang “menyerap”.
Kedua jenis pinositosis bervariasi tergantung pada bagaimana zat dalam larutan atau partikel kecil diinternalisasi. Pada pinositosis cairan, zat dalam larutan memasuki sel sebagai fungsi gradien konsentrasi dengan media ekstraseluler, dan hal ini bergantung pada kecepatan pembentukan vesikel pinositik dalam membran sel.
Pinositosis serap adalah proses yang lebih efisien, laju masuknya zat terlarut ke dalam sitoplasma 100 hingga 1000 kali lebih tinggi daripada saat dilakukan oleh pinositosis cairan, yang merupakan proses khusus endositosis yang diperantarai reseptor.
Endositosis yang diperantarai reseptor
reseptor – endositosis dimediasi adalah proses pinositosis khusus dan terbaik mempelajari proses endositosis seluler. Pada titik ini, zat yang memasuki sitosol memasuki sitosol dengan cara yang dipilih melalui partisipasi reseptor spesifik yang ditemukan dalam konsentrasi yang lebih besar di sektor kecil membran plasma.
Molekul-molekul sering kali mengasosiasikan terlebih dahulu dengan reseptor yang ditemukan dalam konvolusi permukaan sel yang disebut “depresi berlapis klatrin.” Depresi ini mengandung dalam beberapa kasus lebih dari 20 reseptor, masing-masing spesifik untuk makromolekul tertentu.
Vesikel yang terbentuk di daerah khusus membran ini akan dilapisi oleh protein klatrin, dan akan mencakup begitu vesikel dilepaskan di sitoplasma reseptor membran (berbagai jenisnya), dan juga akan menginternalisasi sejumlah kecil cairan ekstraseluler. .
Sebaliknya, pada pinositosis cairan, bahan yang masuk ke dalam sel tidak dipilih dan vesikel yang terbentuk di membran sel tidak memberikan lapisan apa pun dengan klatrin, tetapi lebih sering oleh protein seperti caveolin. Proses ini juga disebut endositosis clathrin-independen.
Ada juga beberapa vakuola yang lebih besar yang memasukkan materi dalam larutan ke dalam sel dalam proses yang dikenal sebagai “makropinositosis.” Selama proses ini tidak ada selektivitas material.
Fitur
Endositosis memiliki berbagai macam fungsi di dalam sel, namun ini bervariasi jika itu adalah organisme uniseluler atau multiseluler atau jenis persyaratan yang dimiliki sel pada waktu tertentu.
Fungsi fagositosis
Proses ini dapat dianggap sebagai proses pemberian makanan utama atau metode pertahanan dan pembuangan limbah. Pada protozoa dan organisme metazoa bawah (misalnya pada amuba), fagositosis adalah mekanisme untuk menangkap partikel makanan, baik itu zat sisa, bakteri, atau protozoa lainnya.
Organisme ini mendeteksi bahan yang akan dicerna melalui reseptor membran dan membungkusnya dengan proyeksi membran, membentuk vesikel besar yang akan diproses di dalam organisme.
Di sisi lain, di sebagian besar organisme, fagositosis melakukan fungsi selain nutrisi seluler. Dalam hal ini, fagositosis digunakan oleh sel khusus yang disebut fagosit “profesional”, yang akan menghilangkan zat limbah dan agen penyerang dari tubuh sebagai mekanisme pertahanan.
Fungsi Pinositosis
Fungsi pinositosis pada dasarnya adalah memasukkan bahan dalam larutan ke dalam sel. Zat terlarut dan metabolit yang diserap ditujukan untuk metabolisme sel dan juga digunakan dalam sintesis beberapa protein yang sangat penting dalam fungsi organisme.
Di sisi lain, bahan yang masuk dapat dipilih untuk menyediakan energi langsung untuk metabolisme sel.
Contoh
Endositosis terjadi pada berbagai skala dalam organisme eukariotik. Di sini kita akan menyebutkan beberapa contoh luar biasa:
fagositosis
Pada mamalia serta vertebrata lainnya , ada beberapa kelas sel yang merupakan bagian dari jaringan darah yang disebut sel darah putih bersama-sama. Sel-sel ini bertindak seperti fagosit profesional, yang berarti bahwa mereka adalah sel khusus dalam melahap bahan.
Makrofag, limfosit dan neutrofil (leukosit), bertanggung jawab untuk menghilangkan dan menelan mikroorganisme menular dari tubuh.
Fagosit dalam darah umumnya bekerja paling baik ketika mereka dapat menjebak patogen di permukaan, seperti dinding pembuluh darah atau bekuan fibrin.
Sel-sel ini berpartisipasi dalam fungsi imun spesifik dan nonspesifik, bahkan ada fagosit yang mengkhususkan diri dalam menghadirkan antigen untuk memicu respons imun
Selain itu, makrofag “terutama” bertanggung jawab untuk menelan dan menghilangkan sekitar 10 11 sel darah merah dari darah, serta sel-sel tua lainnya dan zat limbah, untuk mempertahankan proses pembaruan sel terus menerus. Bersama dengan limfosit, mereka bekerja dalam penghancuran sebagian besar patogen dalam tubuh.
Pinositosis
Proses pinositosis biasanya cukup efektif dalam menggabungkan bahan ekstraseluler. Pada pinositosis absorptif, reseptor yang terletak pada vesikel fossa membran berlapis klatrin dapat mengenali faktor pertumbuhan, berbagai hormon, protein pembawa, serta lipoprotein dan protein lainnya.
Contoh klasik dari proses ini adalah penangkapan kolesterol dari reseptor pada membran. Kolesterol diangkut ke aliran darah dalam bentuk lipoprotein, yang paling sering dimobilisasi adalah LDC atau lipoprotein densitas rendah .
Namun, berbagai macam metabolit seperti vitamin B12 dan bahkan besi juga ditangkap dalam proses tersebut, bahan yang tidak dapat diinternalisasi oleh sel melalui proses transpor aktif. Keduanya menentukan metabolit dalam sintesis hemoglobin, protein khusus dalam pengangkutan oksigen dalam darah.
Di sisi lain, materi juga diintegrasikan ke dalam sel secara efisien, melalui pinositosis cairan. Dalam sel endotel pembuluh darah, vesikel mengangkut sejumlah besar zat terlarut dan cairan dari aliran darah ke ruang intraseluler.
Endositosis, “proses berskala besar”
Endositosis adalah proses yang sangat umum dalam sel eukariotik, di mana bahan terintegrasi baik dalam larutan maupun dalam bentuk makromolekul dan bahkan seluruh sel dan mikroorganisme.
Dalam kasus endositosis yang dimediasi reseptor, lekukan berlapis klatrin menempati sekitar 2% dari total luas permukaan membran sel. Masing-masing lekukan ini memiliki waktu paruh dua menit, yang menyebabkan seluruh membran sel diinternalisasi dalam periode antara 1 dan 2 jam.
Ini berarti bahwa rata-rata 3 hingga 5% membran diinternalisasi setiap menit, yang memberi kita gambaran tentang besarnya proses dan pembaruan berkelanjutan yang dialami membran sel.
Makrofag hadir dalam jaringan darah, misalnya, “menelan” hingga 35% volume sitoplasma mereka dalam waktu sekitar satu jam, 3% dari membran plasma setiap menit, dan 100% dalam waktu sekitar setengah jam.
Kerugian dari endositosis
Meskipun merupakan proses penting untuk nutrisi seluler, penyerapan zat limbah dan penangkapan mikroorganisme eksternal, selama proses seperti endositosis yang dimediasi reseptor, banyak virus dan patogen masuk ke dalam sel. Influenza dan HIV mengikuti rute ini sebagai cara langsung untuk memasuki sel.
Apa yang terjadi setelah endositosis?
Vesikel yang dilepaskan ke dalam sitoplasma dan bahan yang dicakupnya diproses oleh lisosom. Dalam lisosom ada baterai enzimatik yang kuat di mana zat yang ada dalam vesikel didegradasi menjadi produk yang dapat digunakan oleh metabolisme sel.
Namun, dalam proses degradasi, berbagai komponen membran plasma dipulihkan. Reseptor spesifik dari lekukan yang dilapisi dengan klatrin dan bahan lain seperti berbagai protein membran, dikirim ke aparatus Golgi atau ke permukaan sel untuk diintegrasikan kembali ke dalamnya dalam vesikel daur ulang.
Proses daur ulang ini sangat mudah dan terjadi pada kecepatan yang sama dengan pembentukan vesikel, karena membran sel hanya mensintesis 5% permukaannya lagi setiap jam.
Referensi
- Alcamo, IE (1996) Tebing Tinjauan Singkat Mikrobiologi . Wiley Publishing, Inc., New York, New York.
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Biologi sel esensial . New York: Ilmu Garland. Edisi ke-2
- Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brook: Biologi Mikroorganisme . Pendidikan Pearson.
- Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. (hal. 397-402). Marban.
- Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Prinsip Terpadu zoologi . New York: McGraw-Hill. Edisi ke- 14 .
- Jiménez García, L.J & H. Merchand Larios. (2003). Biologi Seluler dan Molekuler . Meksiko. Editorial Pearson Education.
- Kühnel, W. (2005). Atlas Warna Sitologi dan Histologi (Edisi ke-11) Madrid, Spanyol: Editorial Médica Panamericana.
- Smythe, E. & Warren, G. (1991). Mekanisme endositosis yang diperantarai reseptor . Eur.J. Biochem. 202: 689-699.
