Жидкая часть клетки амебы: Жидкая часть клетки амебы — ответ на Uchi.ru

амебоидное движение • Статьи • Кировская Молекулярная Биология

2. Статьи
3. Механизмы движения. Начало: амебоидное движение

Механизмы движения. Начало: амебоидное движение

Движение — это жизнь. Все живые организмы движутся , какие-то медленно, какие-то быстрее.

Движение — это жизнь. Все живые организмы движутся , какие-то медленно, какие-то быстрее.

Неподвижные растения движутся, медленно, но верно, эти движения называют или настиями, или тропизмами. Животные подвижны,  даже прикрепленные организмы совершают движения, не перемещаясь в пространстве. Так что движение — это действительно жизнь.

Перемещается организм, его части, жидкости внутри него. Поэтому механизмы интересны специалистам и тем кто готовится стать этими специалистами. Возможно эти механизмы смогут объяснить особенности животных   и их клеток, что будет интересно для тех, кто просто интересуется биологией.

Клетка является структурно функциональной единицей живого. Одноклеточные организмы подвижны и их особенности движения используются клетками в составе многоклеточных организмов. Именно поэтому наша серия статей начнется с движения одноклеточных.

Одноклеточные организмы имеют специальные органеллы для передвижения: реснички и жгутики. Эти органеллы имеют особое строение и механизмы движения, поэтому заслуживают отдельного рассмотрения, что будет сделано в следующей статье.

Второй механизм связан с перемещением за счет движения цитоплазмы, или амебоидного движения. «Ползет амеба, да по субстрату»* — именно так и перемещаются амебы и подобные им одноклеточные. Такое движение возможно если содержимое клетки жидкое и может перетекать, и, в то же время,  движение жидкости внутри клетки упорядочено и имеет определенное направление.

Определение амебоидных клеток данное Левенгуком говорит, что такая клетка — это «мешочек с жидкой кашей». То есть содержимое клетки является жидкой субстанцией или плохо застывшим желе, такие растворы называют коллоидными.

Наружная или цитоплазматическая мембрана — это нерастворимая в воде (гидрофобная) пленка, которая тоже жидкая во вязкости сходная с оливковым маслом.

То есть клетка амебы — это вязкая жидкая субстанция, покрытая вязкой пленкой. Такие полужидкие конструкции легко принимают форму внешних систем как желе принимает форму чашки, в которую это желе заливают. Желе застывает и поддерживает затем свою форму самостоятельно. В то же время, если желе вытряхнуть из формы и оставить на длительное время — оно растекается, теряя прежнюю форму и оплывая под воздействием сил тяжести и внешних факторов (влажность, температура).

Клетки амеб не имеют такой формы и, казалось бы, должны растекаться в блинчик, но этого не происходит. Известно, что если нет внешнего каркаса, то для поддержания формы должен быть внутренний каркас. Эту роль и выполняет цитоскелет.

Цитоскелет — это трехмерная сеть из трубочек и нитей, расположенная внутри клетки. Эта трехмерная сеть погружена в вязкую жидкость цитоплазмы и окружена мембраной, нерастворимой в воде пленкой, особенно если сеть трубочек и нитей образует скопление под мембраной. Систему цитоскелета можно представить как комок нитей, более плотных ближе к поверхности. Этот комок насыщен полужидким желе, покрытый сверху аналогом мыльного пузыря. 

Такая конструкция легко поддерживает форму, но движение требует перестройки этой формы. Такое возможно если нити могут двигаться относительно друг друга, или нити и микротрубочки легко разбираются с одной стороны и наращиваются с другой, это позволяет перестраивать трехмерную структуру в определенном направлении. Экспериментальные исследования говорят в пользу перестройки. Трубочки цитоскелета или микротрубочки образованы округлыми  частицами белка тубулина, которые, объединяясь как кирпичи, образуют что-то вроде кирпичной трубы, где труба это микротрубочка, а кирпичи — белок тубулин.

В отличие от кирпичной трубы, у микротрубочек нет аналога  цементной связки, поэтому микротрубочка легко собирается и легко разбирается. В случае нитей основную часть составляют нити актина,  которые представляют собой цепи из округлых части белка актина,  сборка и разборка таких структур  еще легче, чем для трубочек. То есть все компоненты цитоскелета лабильны: легко собираются и разбираются.

Итак, все составляющие системы рассмотрены и можно представить процесс перемещения.

Цитоскелет его нити и микротрубочки образуют шарообразный комок, более плотный ближе к поверхности, жидкое содержимое клетки заполняет просветы между нитями и трубочками, сверху жидкая мембрана.

Когда обнаруживается нужное направление начинается нарастание пучка актиновых нитей и микротрубочек, жидкость пассивно перетекает за ними, а мембрана растягивается, образуется вырост цитоскелета и цитоплазмы. Такой вырост, окруженный мембраной называют псевдоподией или ложноножкой. Эта псевдоподия образует контакт с субстратом и прикрепляется к нему, в результате клетка закрепляется (пока частично) на новой территории. Затем происходит отсоединение мембраны остальной части клетки, в результате клетка крепится к субстрату только за счет прикрепления ложноножки  к субстрату.

Параллельно происходит рост нитей актина и микротрубочек в сторону ложноножки. Но растет не один пучок, а во всем объеме, а в открепленной противоположной направлению роста ложноожки части клетки  происходит разбора цитоскелета.

То есть сначала он растет частично, формируя вырост, чтобы не вызывать разрыва цитоплазмы и мембраны, это вырост крепится  к субстрату, а затем происходит массовое увеличение нитей и микротрубочек цитоскелета в направлении роста ложноножки. Противоположные концы разбираются, происходит направленная перестройка трехмерной сети цитоскетлета.

В некотором приближении, как аналогию, можно привести такой пример: человек с двумя кусками полиэтиленовой пленки перемещается через помещение со свежеокрашенным полом,  краска на котором высохла не до конца . Задача — не испортить покрытие пола и не испачкать обувь. Укладываем на пол пленку, наступаем на нее. Укладываем перед собой второй кусок, перешагиваем на него. Оборачиваемся, подцепляем кончиком ногтя край первого куска на полу, отслаиваем, перекладываем перед собой. Переходим уже на второй кусок полиэтилена, оборачиваемся… И, таким вот образом, медленно, но верно, пока не доберемся до выхода.

Именно так и происходит перемещение цитоскелета клетки: компоненты цитоскелета собираются в одном направлении и разбираются с противоположного, жидкие компоненты клетки или пассивно или в связи с цитоскелетом перетекают за его перемещением, также перемещается и мембрана.

Вот так и  перемещается амеба по субстрату.

В следующей серии будет рассмотрен процесс работы жгутиков и ресничек.                

* — в тексте цитирована фраза из песни, составляющей биофаковский фольклор. Установить авторство не представляется возможным.

Ползет амеба, да по субстрату,
Махает псевдоподией.
А ей положено по штату
Такой быть уродиной.

Нет стройных ножек, нет красных губок,
Один лишь голый протопласт,
И вот такие вот уроды
Простейших составляют класс.

Нет размноженья полового
В различных вариациях,
Не наслаждаются партнеры
Взаимной коньюгацией.

Фотоальбом

Метки: микробиология движение амебоидное движение. субстрат амеба ложноножка псевдоподия

404 Cтраница не найдена

Размер:

AAA

Изображения Вкл. Выкл.

Обычная версия сайта

К сожалению запрашиваемая страница не найдена.

Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже

Университет Майкопский государственный технологический университет – один из ведущих вузов юга России. История университета Анонсы Объявления Медиа Представителям СМИ Газета «Технолог» О нас пишут Ректорат Структура Филиал Политехнический колледж Медицинский институт Лечебный факультет Педиатрический факультет Фармацевтический факультет Стоматологический факультет Факультет послевузовского профессионального образования Факультеты Кафедры Ученый совет Дополнительное профессиональное образование Бережливый вуз – МГТУ Новости Объявления Лист проблем Лист предложений (Кайдзен) Реализуемые проекты Архив проектов Фабрика процессов Рабочая группа «Бережливый вуз-МГТУ» Вакансии Профсоюз Противодействие терроризму и экстремизму Противодействие коррупции WorldSkills в МГТУ Научная библиотека МГТУ Реквизиты и контакты Работа МГТУ в условиях предотвращения COVID-19 Опрос в целях выявления мнения граждан о качестве условий оказания образовательных услуг Документы, регламентирующие образовательную деятельность Система менеджмента качества университета Региональный центр финансовой грамотности Абитуриентам Подача документов онлайн Абитуриенту 2023 Экран приёма 2022 Иностранным абитуриентам Международная деятельность Общие сведения Кафедры Новости Центр международного образования Академическая мобильность и международное сотрудничество Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Как стать участником программ академической мобильности Дни открытых дверей в МГТУ Подготовительные курсы Подготовительное отделение Курсы для выпускников СПО Курсы подготовки к сдаче ОГЭ и ЕГЭ Онлайн-курсы для подготовки к экзаменам Подготовка школьников к участию в олимпиадах Малая технологическая академия Профильный класс Индивидуальный проект Кружковое движение юных технологов Олимпиады, конкурсы, фестивали Архив Веб-консультации для абитуриентов Олимпиады для школьников Отборочный этап Заключительный этап Итоги олимпиад Профориентационная работа Стоимость обучения Студентам Студенческая жизнь Стипендии Организация НИРС в МГТУ Студенческое научное общество Студенческие научные мероприятия Конкурсы Команда Enactus МГТУ Академическая мобильность и международное сотрудничество Образовательные программы Подготовка кадров высшей квалификации Аспирантура Ординатура Расписание занятий Расписание звонков Онлайн-сервисы Социальная поддержка студентов Общежития Трудоустройство обучающихся и выпускников Обеспеченность ПО Инклюзивное образование Условия обучения лиц с ограниченными возможностями Доступная среда Ассоциация выпускников МГТУ Перевод из другого вуза Вакантные места для перевода

Наука и инновации Научная инфраструктура Проректор по научной работе и инновационному развитию Научно-технический совет Управление научной деятельностью Управление аспирантуры и докторантуры Точка кипения МГТУ О Точке кипения МГТУ Руководитель и сотрудники Документы Контакты Центр коллективного пользования Центр народной дипломатии и межкультурных коммуникаций Студенческое научное общество Новости Научные издания Научный журнал «Новые технологии» Научный журнал «Вестник МГТУ» Научный журнал «Актуальные вопросы науки и образования» Публикационная активность Конкурсы, гранты Научные направления и результаты научно-исследовательской деятельности Основные научные направления университета Отчет о научно-исследовательской деятельности в университете Результативность научных исследований и разработок МГТУ Финансируемые научно-исследовательские работы Объекты интеллектуальной собственности МГТУ Результативность научной деятельности организаций, подведомственных Минобрнауки России (Анкеты по референтным группам) Студенческое научное общество Инновационная инфраструктура Федеральная инновационная площадка Проблемные научно-исследовательские лаборатории Научно-исследовательская лаборатория «Совершенствование системы управления региональной экономикой» Научно-исследовательская лаборатория проблем развития региональной экономики Научно-исследовательская лаборатория организации и технологии защиты информации Научно-исследовательская лаборатория функциональной диагностики (НИЛФД) лечебного факультета медицинского института ФГБОУ ВПО «МГТУ» Научно-исследовательская лаборатория «Инновационных проектов и нанотехнологий» Научно-техническая и опытно-экспериментальная база Центр коллективного пользования Конференции Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы науки и образования» VI Международная научно-практическая онлайн-конференция Международная деятельность Иностранным студентам Международные партнеры Академические обмены, иностранные преподаватели Академическая мобильность и фонды Индивидуальная мобильность студентов и аспирантов Как стать участником программ академической мобильности Объявления Факультет международного образования Информация о факультете Международная деятельность Кафедры Кафедра русского языка как иностранного Кафедра иностранных языков Центр Международного образования Академическая мобильность Контактная информация Контактная информация факультета международного образования Сведения об образовательной организации

5.

5: Цитоплазма и цитоскелет — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

16743

• Сюзанна Ваким и Мандип Грюал
• Колледж Бьютт

Заглянуть внутрь клетки

Рисунок \(\PageIndex{1}\) может выглядеть как красочное произведение абстрактного искусства или ультрасовременный ковер, но это не так. На самом деле это модель внутренней части клетки. Это художественное представление того, что вы могли бы увидеть, если бы смогли заглянуть внутрь одного из этих основных строительных блоков живых существ. Внутри камеры, очевидно, многолюдно и оживленно. Он содержит цитоплазму, растворенные вещества и множество структур; и это улей бесчисленных биохимических процессов, происходящих одновременно.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): изображение цитозоля, показывающее микротрубочки (светло-голубой), актиновые филаменты (темно-синий), рибосомы (желтый и фиолетовый), растворимые белки (светло-синий), кинезин (красный), малые молекулы (белые) и РНК (розовые).

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой густой, обычно бесцветный раствор, который заполняет каждую клетку и окружен клеточной мембраной. Цитоплазма давит на клеточную мембрану, заполняя клетку и придавая ей форму. Иногда цитоплазма действует как водянистый раствор, а иногда приобретает гелеобразную консистенцию. В эукариотических клетках цитоплазма включает весь материал внутри клетки, но вне ядра, которое содержит свое собственное водянистое вещество, называемое 9.0038 нуклеоплазма . Все органеллы эукариотических клеток, такие как эндоплазматический ретикулум и митохондрии, расположены в цитоплазме. Цитоплазма помогает удерживать их на месте. Это также место большинства метаболических процессов в клетке, и оно позволяет материалам легко проходить через клетку.

Часть цитоплазмы, окружающая органеллы, называется цитозолем и представляет собой жидкую часть цитоплазмы. Он состоит примерно на 80 процентов из воды, а также содержит растворенные соли, жирные кислоты, сахара, аминокислоты и белки, такие как ферменты. Эти растворенные вещества необходимы для поддержания жизнедеятельности клетки и осуществления метаболических процессов. Например, ферменты, растворенные в цитозоле, расщепляют более крупные молекулы на более мелкие продукты, которые затем могут использоваться органеллами клетки. Продукты жизнедеятельности также растворяются в цитозоле до того, как они попадут в вакуоли или будут вытеснены из клетки.

Хотя прокариотические клетки не имеют органелл (у них есть рибосомы), они все же имеют цитоплазму. Именно в цитоплазме происходит большая часть клеточной активности, включая многие метаболические пути, происходящие внутри органелл, такие как фотосинтез и аэробное дыхание.

Цитоскелет

Хотя может показаться, что цитоплазма не имеет формы или структуры, на самом деле она высокоорганизована. Каркас белковых каркасов, называемый цитоскелетом , обеспечивает структуру цитоплазмы и клетки. Цитоскелет состоит из нитевидных филаментов и трубочек, пересекающих цитоплазму. Вы можете увидеть эти нити и канальцы в клетках на рисунке \(\PageIndex{2}\). Как следует из названия, цитоскелет похож на клеточный «скелет». Он помогает клетке сохранять свою форму, а также помогает удерживать клеточные структуры, такие как органеллы, на месте в цитоплазме.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Цитоскелет. Цитоскелет придает клетке внутреннюю структуру, подобную каркасу дома. На этой фотографии актиновые филаменты и канальцы цитоскелета окрашены в зеленый и красный цвет соответственно. Синие точки — ядра клеток.

Цитоскелет эукариот состоит из сети длинных тонких белковых волокон. Эти нитевидные белки постоянно перестраиваются, чтобы адаптироваться к постоянно меняющимся потребностям клетки. Три основных типа волокон цитоскелета — это микротрубочки, промежуточные филаменты и микрофиламенты (таблица \(\PageIndex{1}\)).

• Микротрубочки являются самыми толстыми структурами цитоскелета. Чаще всего они состоят из филаментов, которые представляют собой полимеры альфа- и бета-тубулина и расходятся наружу из области вблизи ядра, называемой центросомой. Две формы тубулина образуют димеры (пары), которые вместе образуют полые цилиндры. Цилиндры закручиваются друг вокруг друга, образуя микротрубочки. Микротрубочки помогают клетке сохранять свою форму. Они удерживают органеллы на месте и позволяют им перемещаться по клетке, а также образуют митотическое веретено во время клеточного деления. Микротрубочки также входят в состав ресничек и жгутиков — органелл, помогающих клетке двигаться.
• Микрофиламенты состоят из двух тонких актиновых цепочек, скрученных друг вокруг друга. Микрофиламенты в основном сосредоточены непосредственно под клеточной мембраной, где они поддерживают клетку и помогают клетке сохранять свою форму. Микрофиламенты образуют цитоплазматические расширения, такие как микроворсинки и псевдоподии, которые позволяют определенным клеткам двигаться. Взаимодействие белков актина и миозина вызывает сокращение мышечных клеток. Микрофиламенты присутствуют почти в каждой клетке, их много в мышечных клетках и в клетках, которые двигаются, изменяя форму, таких как фагоциты (лейкоциты, которые ищут в организме бактерии и других захватчиков).
• Промежуточные филаменты (IF) отличаются по строению от одного типа клеток к другому. IF может состоять из виментина , кератина , десмина или ламина . Каждый тип ячейки может иметь уникальную комбинацию IF. Например, промежуточные филаменты из кератина находятся в клетках кожи, волос и ногтей. IF организуют внутреннюю структуру клетки, удерживая органеллы и обеспечивая прочность. Они также являются структурными компонентами ядерной оболочки. Промежуточные филаменты, состоящие из белка кератина, находятся в клетках кожи, волос и ногтей.

Таблица \(\PageIndex{1}\): Структура цитоскелета

Характеристика	Микротрубочки	Промежуточные нити	Микрофиламенты
Диаметр волокна	Около 25 нм	от 8 до 11 нм	Около 7 морских миль
Белковая композиция	Тубулин с двумя субъединицами, альфа- и бета-тубулином	Один из различных типов белков, таких как ламин, виментин, десмин и кератин	Актин
Форма	Полые цилиндры из двух белковых цепочек, скрученных друг вокруг друга	Спирали белковых волокон, скрученные друг с другом	Две цепи актина, закрученные друг вокруг друга
Основные функции	Движение органелл и пузырьков; формируют митотические веретена во время размножения клеток; подвижность клеток (в ресничках и жгутиках)	Организация формы ячейки; позиционирует органеллы в цитоплазме, структурно поддерживает ядерную оболочку и саркомеры; участвует в межклеточных и межклеточных соединениях 90–103	Поддержание клеточной формы; обеспечивает движение определенных клеток за счет образования цитоплазматических расширений или сокращений актиновых волокон; участвует в некоторых межклеточных или межклеточных соединениях

Рубрика: Биология человека в новостях

Новости о важном исследовании цитоплазмы эукариотических клеток появились в начале 2016 года. Исследователи из Дрездена, Германия, обнаружили, что, когда клетки лишены достаточного количества питательных веществ, они могут фактически закрыться и стать бездействующим. В частности, когда клетки не получают достаточного количества питательных веществ, они прекращают свой метаболизм, уровень их энергии падает, а рН их цитоплазмы снижается. Их обычно жидкая цитоплазма также принимает твердое состояние. Клетки кажутся мертвыми и как будто наступило своего рода трупное окоченение. Исследователи считают, что эти изменения защищают чувствительные структуры внутри клеток и позволяют клеткам выживать в сложных условиях. Если питательные вещества возвращаются в клетки, они могут выйти из своего спящего состояния целыми и невредимыми. Они будут продолжать расти и размножаться, когда условия улучшатся.

Это важное фундаментальное научное исследование было проведено на нечеловеческом организме: одноклеточных грибах, называемых дрожжами. Тем не менее, это может иметь важные последствия для человека, потому что у дрожжей есть эукариотические клетки со многими из тех же структур, что и человеческие клетки. Дрожжевые клетки, по-видимому, способны «обмануть» смерть, отключив все жизненные процессы контролируемым образом. Исследователи надеются, что продолжающиеся исследования помогут понять, можно ли обучить человеческие клетки этому «трюку».

Обзор

1. Опишите состав цитоплазмы.
2. Каковы некоторые функции цитоплазмы?
3. Опишите строение и функции цитоскелета.
4. Цитоплазма состоит из клеток? Почему или почему нет?
5. Назовите два типа структур цитоскелета.
6. Верно или неверно. Цитоплазма обычно зеленая.
7. Верно или неверно. Ядро клетки заполнено цитоплазмой.
8. На рисунке \(\PageIndex{2}\) различных структур цитоскелета выше (показаны красным и зеленым), что вы заметили в этих различных структурах?
9. Опишите один пример метаболического процесса, происходящего в цитозоле.
10. В эукариотических клетках весь материал внутри клетки, но вне ядра, называется ___________.
11. Как называется жидкая часть цитоплазмы?
12. Какое химическое вещество составляет большую часть цитозоля?
13. Когда дрожжевые клетки, лишенные питательных веществ, впадают в спячку, их цитоплазма переходит в твердое состояние. Как вы думаете, какое влияние окажет твердая цитоплазма на нормальные клеточные процессы? Поясните свой ответ.
14. В чем разница между цитоплазмой и цитозолем?
15. Назовите три основные части цитоскелета.
16. Перечислите две функции эукариотического цитоскелета

Attributions

1. Переполненный цитозоль TimVickers, общедоступный через Wikimedia Commons
2. Флуоресцентные клетки от NIH, опубликованы в открытом доступе через Wikimedia Commons
3. Текст адаптирован из книги «Биология человека» по лицензии CK-12, лицензия CC BY-NC 3.0

---

Эта страница под названием 5.5: Цитоплазма и цитоскелет распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Сюзанной Ваким и Мандипом Грюалом посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

ПОД ЛИЦЕНЗИЕЙ

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Сюзанна Ваким и Мандип Гревал

   Количество столбцов печати

   Два

   Печать CSS

   Плотный

   Лицензия

   СК-12

   Версия лицензии

   3,0

   Программа OER или Publisher

   Программа ASCCC OERI

   Показать оглавление

   да

2. Теги

   1. актин
   2. альфа-тубулин
   3. Бета-тубулин
   4. цитоплазма
   5. цитоскелет
   6. цитозоль
   7. десмин
   8. промежуточные нити
   9. кератин
   10. ламин
   11. микротрубочки
   12. микроворсинки
   13. нуклеоплазма
   14. источник@https://www. ck12.org/book/ck-12-human-biology/
   15. виментин

Эндоцитоз и экзоцитоз | Биология для специальностей I

Опишите основные механизмы, с помощью которых клетки импортируют и экспортируют макромолекулы

Помимо перемещения малых ионов и молекул через мембрану, клеткам также необходимо удалять и принимать более крупные молекулы и частицы. Некоторые клетки даже способны поглощать целые одноклеточные микроорганизмы. Возможно, вы правильно предположили, что поглощение и высвобождение больших частиц клеткой требует энергии. Однако крупная частица не может пройти через мембрану даже при наличии энергии, поставляемой клеткой.

Существует два основных механизма переноса этих крупных частиц: эндоцитоз и экзоцитоз.

Цели обучения

• Описать эндоцитоз и определить различные его разновидности, включая фагоцитоз, пиноцитоз и эндоцитоз, опосредованный рецепторами
• Определите этапы экзоцитоза

 Эндоцитоз

Эндоцитоз — это тип активного транспорта, при котором частицы, такие как большие молекулы, части клеток и даже целые клетки, перемещаются в клетку. Существуют различные варианты эндоцитоза, но все они имеют общую характеристику: плазматическая мембрана клетки инвагинирует, образуя карман вокруг частицы-мишени. Карман отщипывается, в результате чего частица оказывается во вновь созданном внутриклеточном пузырьке, образованном из плазматической мембраны.

Фагоцитоз

Рисунок 1. При фагоцитозе клеточная мембрана окружает частицу и поглощает ее. (кредит: Мариана Руис Виллареал)

Фагоцитоз (состояние «поедания клеток») — это процесс, при котором крупные частицы, такие как клетки или относительно крупные частицы, поглощаются клеткой. Например, когда микроорганизмы проникают в организм человека, тип лейкоцитов, называемый нейтрофилом, удаляет захватчиков посредством этого процесса, окружая и поглощая микроорганизм, который затем уничтожается нейтрофилом (рис. 1).

При подготовке к фагоцитозу часть обращенной внутрь поверхности плазматической мембраны покрывается белком, называемым клатрином , который стабилизирует этот участок мембраны. Покрытая часть мембраны затем отходит от тела клетки и окружает частицу, в конечном итоге окружая ее. Как только везикула, содержащая частицу, оказывается внутри клетки, клатрин отделяется от мембраны, и везикула сливается с лизосомой для разрушения материала во вновь образованном компартменте (эндосоме). Когда доступные питательные вещества из деградации везикулярного содержимого извлечены, новообразованная эндосома сливается с плазматической мембраной и высвобождает свое содержимое во внеклеточную жидкость. Эндосомальная мембрана снова становится частью плазматической мембраны.

Пиноцитоз

Рисунок 2. При пиноцитозе клеточная мембрана инвагинирует, окружает небольшой объем жидкости и отщипывается. (кредит: Мариана Руис Виллареал)

Вариант эндоцитоза называется пиноцитозом. Это буквально означает «питие клетки» и было названо в то время, когда предполагалось, что клетка целенаправленно поглощает внеклеточную жидкость. На самом деле это процесс, в котором молекулы, в том числе и вода, нужны клетке из внеклеточной жидкости. Пиноцитоз приводит к образованию везикул гораздо меньшего размера, чем при фагоцитозе, и везикулам не нужно сливаться с лизосомами (рис. 2).

Разновидность пиноцитоза называется потоцитозом. В этом процессе используется покрывающий белок, называемый кавеолином, на цитоплазматической стороне плазматической мембраны, который выполняет функцию, аналогичную клатрину. Полости в плазматической мембране, образующие вакуоли, помимо кавеолина имеют мембранные рецепторы и липидные рафты.

Вакуоли или везикулы, образующиеся в кавеолах (единственные кавеолы), меньше, чем при пиноцитозе. Потоцитоз используется для доставки небольших молекул в клетку и транспортировки этих молекул через клетку для их высвобождения на другой стороне клетки, процесс, называемый трансцитозом.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз

Рисунок 3. При рецептор-опосредованном эндоцитозе поглощение веществ клеткой направлено на вещества одного типа, которые связываются с рецептором на внешней поверхности клеточной мембраны. (кредит: модификация работы Марианы Руиз Вильярреал)

Целевой вариант эндоцитоза использует рецепторные белки в плазматической мембране, которые обладают специфическим связывающим сродством к определенным веществам (рис. 3).

При рецептор-опосредованном эндоцитозе, как и при фагоцитозе, клатрин прикрепляется к цитоплазматической стороне плазматической мембраны. Если поглощение соединения зависит от рецептор-опосредованного эндоцитоза и этот процесс неэффективен, материал не будет удален из тканевой жидкости или крови. Вместо этого он останется в этих жидкостях и увеличит концентрацию.

Некоторые заболевания человека вызваны нарушением рецептор-опосредованного эндоцитоза. Например, форма холестерина, называемая липопротеином низкой плотности или ЛПНП (также называемая «плохим» холестерином), удаляется из крови посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза. При генетическом заболевании человека, семейной гиперхолестеринемии, рецепторы ЛПНП дефектны или полностью отсутствуют. У людей с этим заболеванием уровень холестерина в крови опасен для жизни, потому что их клетки не могут очистить кровь от частиц ЛПНП.

Хотя эндоцитоз, опосредованный рецепторами, предназначен для доставки в клетку определенных веществ, которые обычно находятся во внеклеточной жидкости, другие вещества могут попадать в клетку в том же месте. Вирусы гриппа, дифтерии и холерный токсин имеют сайты, которые перекрестно реагируют с нормальными сайтами связывания рецепторов и проникают в клетки.

Экзоцитоз

Обратным процессом перемещения вещества в клетку является процесс экзоцитоза. Экзоцитоз противоположен процессам, обсуждавшимся в последнем разделе , поскольку его целью является вытеснение материала из клетки во внеклеточную жидкость. Отходы обволакиваются мембраной и сливаются с внутренней частью плазматической мембраны. Это слияние открывает мембранную оболочку снаружи клетки, и отходы выбрасываются во внеклеточное пространство (рис. 4). Другие примеры клеток, высвобождающих молекулы посредством экзоцитоза, включают секрецию белков внеклеточного матрикса и секрецию нейротрансмиттеров в синаптическую щель с помощью синаптических пузырьков.

Рисунок 4. При экзоцитозе везикулы, содержащие вещества, сливаются с плазматической мембраной. Затем содержимое выбрасывается наружу клетки. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Краткое изложение обсуждаемых методов клеточного транспорта содержится в Таблице 1, которая также включает потребности в энергии и материалы, транспортируемые каждым из них.

Таблица 1. Способы транспортировки, потребности в энергии и типы транспортируемых материалов
Способ транспортировки	Активный/пассивный	Транспортируемый материал
Распространение	Пассивный	Низкомолекулярный материал
Осмос	Пассивный	Вода
Облегченный транспорт/распространение	Пассивный	Натрий, калий, кальций, глюкоза
Первичный активный транспорт	Активный	Натрий, калий, кальций
Вторичный активный транспорт	Активный	Аминокислоты, лактоза
Фагоцитоз	Активный	Крупные макромолекулы, целые клетки или клеточные структуры
Пиноцитоз и потоцитоз	Активный	Малые молекулы (жидкости/вода)
Рецептор-опосредованный эндоцитоз	Активный	Большие количества макромолекул
Экзоцитоз	Активный	Отходы, белки внеклеточного матрикса, нейротрансмиттеры

Резюме: эндоцитоз и экзоцитоз

Клетки осуществляют три основных типа эндоцитоза. Фагоцитоз — это процесс, при котором клетки поглощают крупные частицы, в том числе другие клетки, заключая частицы в расширение клеточной мембраны и отпочковываясь от новой вакуоли. Во время пиноцитоза клетки поглощают такие молекулы, как вода, из внеклеточной жидкости. Наконец, эндоцитоз, опосредованный рецепторами, представляет собой таргетную версию эндоцитоза, при которой рецепторные белки в плазматической мембране обеспечивают доставку в клетку только специфических веществ-мишеней.

Экзоцитоз во многом представляет собой процесс, обратный эндоцитозу. Здесь клетки вытесняют материал за счет слияния везикул с плазматической мембраной и последующего сброса их содержимого во внеклеточную жидкость.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы узнать, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. Этот короткий тест не учитывает , а не для вашей оценки в классе, и вы можете пересдавать его неограниченное количество раз.