ENDOCITOZA

(ENDOZOMSKO – LIZOZOMSKI SISTEM)

Davno je uočeno da postoje ćelije profesionalni proždirači, makrofagi i

neutrofilni granulociti, koje mogu da »jedu« i »piju«, tj. da vrše fagocitozu i pinocitozu.

Pinocitozom su unošene sitne kapi iz okoline, a fagocitozom krupnije čestice (čitave

bakterije, npr) – pravila se razlika na osnovu dimenzija i agregatnog stanja unošenih

materija.Treća razlika činila se suštinskom: proces pinocitoze odvijao se uvrtanjem

ćelijske membrane, a fagocitoze – izvrtanjem i formiranjem pseudopodija.

Danas se međutim zna da su i pinocitoza i fagocitoza ustvari receptorima

posredovana endocitoza. (Endocitoza je proces kojim se unose određene materije u

ćeliju). Tokom endocitoze ćelijska membrana formira niz sukcesivnih ulegnuća, zatim

endocitotske vezikule, koje fuzijom daju rane i još dublje u citoplazmi kasne endozome.

Receptorima posredovana endocitoza podrazumeva da u ćelijskoj membrani

moraju postojati receptori – integralni membranski proteini. Njih u membrani delimično

pozicionira citoskelet aktinskog porekla. Receptori za endocitozu uglavnom se grupišu

u lipidnim zadebljanjima, domenima gde su dominantni sfingozini i holesterol.

Receptori aktivno detektuju ligand, materiju koju ćelija želi da unese. Partikula se

vezuje za receptor po principu antigen-antitelo. Zatim dolazi do aktivnog grupisanja

receptora za koje su vezani ligandi, pomognuto aktinskim citoskeletom. Zato je

endocitoza skup proces. Kako membrana zna za koje receptore su vezani ligandi?

Adaptin opslužuje čitav proces, tj. detektuje trenutak kad se za receptor veže ligand i

blago potone. Formiranje ulegnuća pomaže još jedan protein – klatrin (izgleda kao

čovečuljak bez glave, koji trči :). Zatim sledi sve veće udubljivanje membrane (flašoliki

uvrati označavaju se kao kaveole) i zatvaranje endocitotske vezikule. Poslednji ključni

1

momenat je otkidanje vezikule sa membrane uz pomoć dinamičkog proteina dinamina.

Ovaj protein se nalazi u dve konformacije: štapićastoj i u formi spirale. Dva slobodna

štapićasta kraja povlače se u suprotnim smerovima, »feder« se stisne i vezikula se

otkida od membrane. Klatrin je veliki molekul, pa se vidi kao ogrtač oko vezikule koja

se zato označava kao ogrnuta, maljava vezikula. Pre fuzionisanja većeg broja

endocitotskih vezikula klatrin mora da se od njih otkači – vraća se u submembranski

prostor i čeka formiranje nove vezikule – recikliranje klatrina. Više glatkih vezikula

(nema klatrina, ali ima drugih koatomera) fuzioniše se u rani endozom, koji je

multiforman, tubulovezikularan. Na sebi može imati evaginacije, invaginacije, vezikule

koje pupe – to su ustvari vezikule uhvaćene u fuziji. Osim molekularne reciklaže mora

da postoji i recikliranje membana: rani endozom se trudi da u vezikularnom delu

koncentriše ono što ćeliji treba, a da vrati tubularni deo membrane sa receptorima. U

kasnom endozomu nalaze se koncentrisane materije koje ćelija želi da koristi. Postoje

dve citološke forme kasnog endozoma: tubulovezikularna forma i multivezikularno telo.

Multivezikularno telo je najmanje izučena forma, ispunjena je sitnim vezikulama,

spekuliše se da je protein deponujuća organela. Ogroman broj kasnih endozoma ulazi u

membranski degradativni kompartment ćelije – lizozomski sistem.

Primarni lizozomi su vezikule heterogene po veličini (0,2 – 0,5 µm;

mikrolizozomi 0,02 µm). Poseduju sopstvenu membranu i u unutrašnjosti homogen,

zacrnjen matriks, oko koga se nalazi prosvetljeni oreol. De Duve je otkrio lizozome.

Primetio je da aktivnost kiselih hidrolaza raste sa stajanjem ćelijskog ekstrakta u

frižideru. Pretpostavio je postojanje membranskih vrećica enzima, čija se membrana

narušava stajanjem u frižideru. Kisele (nizak, kiseo pH optimum aktivnosti, oko 5)

hidrolaze (uz učešće vode) degradiraju bilo šta što ćelija unese. To su nukleaze,

proteaze, glukozidaze, lipaze, fosfataze, sulfataze, fosfolipaze. Sadržaj lizozoma

2

(enzimi) razlikuje se od tkiva do tkiva, što je odraz funkcione prilagođenosti. Membrana

lizozoma je specifična, naime poseduje glikokaliks, ali okrenut ka unutrašnjosti – fizički

sebe štiti od delovanja kiselih hidrolaza. U membrani se nalazi veliki broj integralnih

proteina – protonske pumpe i transporteri (propuštanjem u citoplazmu ćelija dalje

koristi produkte hidrolize).

Primarni lizozomi nastaju kao vezikule koje pupe sa poslednje kese kompleksa

Goldži, a enzimi se sintetišu na polizomima gER-a. U pimarnim lizozomima nalazi se

neaktivna forma enzima, radom protonskih pumpi pH se spušta ispod 5. Zatim se čeka

momenat sjedinjavanja sa kasnim endozomima čime se smanjuje koncentracija H+ jona i

enzimi prelaze u aktivno stanje.

Sekundarni lizozom je veći od primarnog i heterogeno je obojen (svetla i tamna

polja). Svetla polja su mesta delovanja hidrolitičkih enzima, dok je u tamnim poljima

sav supstrat potrošen.

Rezidualno telo je ono što preostaje, nema više aktivnosti hidrolaza. Postoji

nekoliko tipova rezidualnih tela:

- heterogeno (po izgledu slično sekundarnom lizozomu)

- mijelinu slične figure (nakon degradacije biomembrane)

- lipofuscinske granule (Fe daje obojenost, lipofuscini su pigmenti starosti)

Sudbina rezidualnih tela je različita: najčešće se deponuju, nagomilavaju u ćeliji, ali i

izbacuju.

Autofagija je proces pri kome se ostarele, nepotrebne organele zaokružuju

membranom stvarajući autofagozom koji se kao i endozom uključuje u lizozomski

sistem. Diferencirane ćelije životinja retko se odlučuju na autofagiju (izuzetak, koji

potvrđuje pravilo su ćelije jetre i endokrinih žlezda).

3

Svaki endozom ne mora da završi u lizozomskom sistemu. Naime, postoji

proces transcitoze pri kome se endocitozom usvajaju materije i prenose do druge

membrane gde se ekskretuju. Primer za ovo je endotelska ćelija.

U citoplazmi postoji degradativni kompartment koji nije membranski i naziva se

proteasom. U proteasom ulazi polipeptidni lanac a izlazi niz aminokiselina.

Biljne ćelije poseduju vakuole. One su u isto vreme i endozomi i lizozomi i

depoi. Mlade ćelije poseduju nekoliko vakuola a starije centralnu, veliku vakuolu koja

nastaje fuzionisanjem sitnijih vakuola. Vakuola je uspostavljena membranom koja se

naziva tonoplast i u njoj se nalaze jonske pumpe i integralni proteini. Vakuola je

ispunjena tečnošću u kojoj se nalaze hidrolitički enzimi i pH je kisela. Za razliku od

životinja mnogi degradativni produkti deponuju se u vakuoli.

4