- ما هو الالتقام؟
- تصنيف
- ما هو الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات؟
- المميزات
- معالجة
- نموذج الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل: الكوليسترول في الثدييات
- ماذا يحدث عندما يفشل النظام؟
- الالتقام الخلوي المستقل عن الكلاذرين
- المراجع
إن الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل هو ظاهرة خلوية تشتمل على جزيئات محددة خاضعة للرقابة داخل مدخل الخلية. تُحاط المادة المراد تناولها تدريجياً بجزء صغير من غشاء البلازما حتى تتم تغطية المادة بأكملها. ثم يتم فصل هذه الحويصلة في داخل الخلية.
تقع المستقبلات التي تشارك في هذه العملية على سطح الخلية في مناطق تسمى "المنخفضات المغلفة بالكلاذرين".
المصدر: أليخاندرو بورتو
يعطي هذا النوع من الالتقام الخلوي آلية للتمييز بين المواد التي تدخل. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يزيد من كفاءة العملية ، مقارنة بالالتقام الخلوي غير التمييزي.
المفهوم المعاكس للالتقام الخلوي هو الإفراز الخلوي ، ويتضمن إطلاق الجزيئات إلى البيئة الخارجية للخلايا.
ما هو الالتقام؟
تتمتع الخلايا حقيقية النواة بالقدرة على التقاط الجزيئات من البيئة خارج الخلية وتضمينها في الداخل من خلال عملية تسمى الالتقام الخلوي. يُنسب المصطلح إلى الباحث كريستيان ديوف. تم اقتراحه في عام 1963 وشمل ابتلاع مجموعة واسعة من الجزيئات.
تحدث هذه الظاهرة على النحو التالي: الجزيء أو المادة المراد إدخالها محاط بجزء من الغشاء السيتوبلازمي الذي يتم اختراقه لاحقًا. وهكذا ، تتشكل حويصلة تحتوي على الجزيء.
تصنيف
اعتمادًا على نوع المادة التي تدخل ، يتم تصنيف عملية الالتقام الخلوي إلى البلعمة والكثرة.
الأول ، البلعمة ، يتكون من عمل تناول الجزيئات الصلبة. وهذا يشمل الجسيمات الكبيرة مثل البكتيريا أو الخلايا السليمة الأخرى أو الحطام من الخلايا الأخرى. في المقابل ، يستخدم مصطلح كثرة الخلايا لوصف ابتلاع السوائل.
ما هو الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات؟
الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل هو ظاهرة خلوية تتميز بدخول الجزيئات إلى الخلية بطريقة انتقائية ومضبوطة. الجزيئات المراد دخولها محددة.
كما يشير اسم العملية ، يتم التعرف على الجزيء المراد إدخاله من خلال سلسلة من المستقبلات الموجودة على سطح الخلية. ومع ذلك ، لا توجد هذه المستقبلات بشكل عشوائي عبر الغشاء. في المقابل ، فإن موقعه المادي محدد للغاية في مناطق تسمى "المنخفضات المبطنة بالكلاذرين".
تشكل المنخفضات انغماسًا من الغشاء ، مما يؤدي إلى تكوين حويصلات مغلفة بالكالذرين تحتوي على المستقبلات والجزيئات الكبيرة المرتبطة بها. يُطلق على الجزيء الكبير الذي يرتبط بالمستقبل اسم يجند.
بعد تكوين حويصلات الكلاذرين الصغيرة ، تندمج الأخيرة مع بنى تسمى الإندوسومات المبكرة. في هذه الخطوة ، يتم توزيع المحتوى الداخلي لحويصلة الكلاذرين على مناطق مختلفة. واحد منهم هو الليزوزومات ، أو يمكن إعادة تدويرها في غشاء البلازما.
المميزات
عمليات البلعمة والبلعمة التقليدية من النوع غير التمييزي. أي أن الحويصلات ستحتجز أي جزيء - صلب أو سائل - موجود في الفضاء خارج الخلية ويتم نقله إلى الخلية.
يوفر الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل للخلية آلية انتقائية للغاية تسمح لها بالتمييز وزيادة كفاءة استيعاب الجزيئات في بيئة الخلية.
كما سنرى لاحقًا ، تسمح العملية بأخذ جزيئات مهمة جدًا مثل الكوليسترول وفيتامين ب 12 والحديد. يتم استخدام هذين الجزيئين الأخيرين لتخليق الهيموجلوبين والجزيئات الأخرى.
لسوء الحظ ، تم استغلال وجود المستقبلات التي تتوسط الالتقام الخلوي بواسطة سلسلة من الجزيئات الفيروسية لدخول الخلية - على سبيل المثال فيروس الإنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية.
معالجة
لفهم كيفية حدوث عملية الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات ، تم استخدام امتصاص الكوليسترول بواسطة خلايا الثدييات.
الكوليسترول هو جزيء شبيه بالدهون وله وظائف متعددة ، مثل تعديل السيولة في أغشية الخلايا وكمقدمة لهرمونات الستيرويد المتعلقة بالوظيفة الجنسية للكائنات الحية.
نموذج الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل: الكوليسترول في الثدييات
الكوليسترول هو جزيء غير قابل للذوبان في الماء بدرجة كبيرة. لهذا السبب ، يحدث نقله داخل مجرى الدم على شكل جزيئات البروتين الدهني. من بين أكثرها شيوعًا نجد البروتين الدهني منخفض الكثافة ، والذي يُختصر عادةً باسم LDL - وهو اختصار له في اللغة الإنجليزية البروتين الدهني منخفض الكثافة.
بفضل الدراسات التي أجريت في المختبر ، كان من الممكن استنتاج أن دخول جزيء LDL إلى الخلية يحدث عن طريق الارتباط بمستقبل معين على سطح الخلية الموجود في المنخفضات المغلفة بالكالاثرين.
الجزء الداخلي من الإندوسومات مع LDL حمضي ، مما يسمح بتفكك جزيء LDL ومستقبلاته.
بعد الفصل ، يجب إعادة تدوير مصير المستقبلات في الغشاء البلازمي ، بينما يستمر LDL في نقله الآن في الجسيمات الحالة. في الداخل ، يتحلل البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) بواسطة إنزيمات معينة ، مما يولد الكوليسترول.
أخيرًا ، يتم إطلاق الكوليسترول ويمكن للخلية أن تأخذه وتستخدمه في مهام مختلفة حيث تكون مطلوبة ، مثل الأغشية.
ماذا يحدث عندما يفشل النظام؟
هناك حالة وراثية تسمى فرط كولسترول الدم العائلي. أحد أعراض هذا المرض هو ارتفاع مستويات الكوليسترول في الدم. ينشأ هذا الاضطراب من عدم القدرة على إدخال جزيء LDL من السوائل خارج الخلية إلى الخلايا. يظهر على المرضى طفرات صغيرة في المستقبلات.
بعد اكتشاف المرض ، كان من الممكن التعرف على وجود مستقبلات في الخلايا السليمة مسؤولة عن التوسط في دخول البروتين الدهني منخفض الكثافة ، والذي يتراكم في انخفاضات خلوية معينة.
في بعض الحالات ، كان المرضى قادرين على التعرف على LDL ، ولكن لم يتم العثور على مستقبلاته في المنخفضات المبطنة. أدت هذه الحقيقة إلى الاعتراف بأهمية المنخفضات المبطنة في عملية الالتقام الخلوي.
الالتقام الخلوي المستقل عن الكلاذرين
تحتوي الخلايا أيضًا على مسارات تسمح بإجراء عملية الالتقام الخلوي دون تدخل الكلاذرين. من بين هذه المسارات ، تبرز الجزيئات المرتبطة بالأغشية والسوائل التي يمكن أن تلتحم على الرغم من غياب الكلاذرين.
الجزيئات التي تدخل بهذه الطريقة تخترق باستخدام غزوات صغيرة تسمى الكهوف الموجودة في غشاء البلازما.
المراجع
- ألبرتس ، بي ، براي ، دي ، هوبكين ، كيه ، جونسون ، إيه دي ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… ووالتر ، بي (2013). بيولوجيا الخلية الأساسية. علوم جارلاند.
- Cooper ، GM ، & Hausman ، RE (2007). الخلية: نهج جزيئي. واشنطن العاصمة ، سندرلاند ، ماساتشوستس.
- كورتيس ، هـ. ، وبارنز ، إن إس (1994). دعوة إلى علم الأحياء. ماكميلان.
- Hill، RW، Wyse، GA، Anderson، M.، & Anderson، M. (2004). فسيولوجيا الحيوان. سيناوير أسوشيتس.
- كارب ، ج. (2009). البيولوجيا الخلوية والجزيئية: المفاهيم والتجارب. جون وايلي وأولاده.
- كيرسنباوم ، آل (2012). علم الأنسجة وبيولوجيا الخلية. إلسفير البرازيل.
- كولمان ، ج. ، وروم ، كيه إتش (2005). الكيمياء الحيوية: نص وأطلس. عموم أمريكا الطبية Ed.
- لوديش ، هـ. ، بيرك ، أ. ، دارنيل ، جي إي ، كايزر ، كاليفورنيا ، كريجر ، إم ، سكوت ، إم بي ،… وماتسودايرا ، ب. (2008). بيولوجيا الخلية الجزيئية. ماكميلان.
- Voet ، D. ، & Voet ، JG (2006). الكيمياء الحيوية. عموم أمريكا الطبية Ed.