İşleyiş 98 0

Endositoz ve Ekzositoz Mekanizması ve Özellikleri

Bütün canlı hücreler yaşamak için dış ortamdan alacakları besin ve su başta olmak üzere pek çok farklı organik veya inorganik moleküle ihtiyaç duyar. Hücreler yaşamsal olan bu ihtiyaçlarını karşılamak için çevreleriyle daima bir madde alışverişi içerisindedir. Hücrelerin dışarıyla olan madde alışverişleri çeşitli faktör dikkate alınarak sınıflandırılmıştır. Dış ortamdan hücrenin alacağı madde hücre zarından geçebilecek boyuttan daha büyükse o maddenin hücreye alınması için endositoz yolu kullanılır. Endositoz, bir hücrenin dışarıdan hücre içine alacağı bir maddenin hücre zarından kendiliğinden veya taşıyıcılar vasıtasıyla geçemeyecek kadar büyük olması durumunda hücrenin o maddeyi hücre içine almak için kullandığı yoldur. Benzer bir durum hücrenin hücre zarından geçemeyecek kadar büyük olan molekülleri hücreden dış ortama atmasında da görülür. Hücre zarından kendiliğinden veya çeşitli taşıyıcılarla geçemeyecek kadar büyük moleküllerin hücre sitoplazmasından dış ortama atılmasına ekzositoz adı verilir.

Endositoz ve ekzositoz hücre zarının baş rolde olduğu taşıma şekilleridir. Endositoz ile madde alımında ve ekzositoz ile madde atılımında hücre zarının şekil değişiklikleri önemli bir yer tutar. Bu madde alışverişleri sırasında ATP’nin yanında pek çok enzim ve protein de primer olarak görev alır. Hücre duvarı bulunan bitki ve bakteri hücreleri hücre duvarının, hücre zarının şekil değişikliklerine tam olarak izin vermemesinden dolayı endositoz yapamazlar. İnsan vücudundaki bilhassa immun sistem hücreleri endositozu yoğun olarak kullanırlar.

Endositoz Mekanizması ve Özellikleri

Endositoz, makro moleküllerin hücre içerisine alınmasında kullanılan bir veziküler transport yöntemidir. Hücreler dışarıdan ihtiyaç duydukları bir molekülü almak veya immun sistem hücrelerinde olduğu gibi düşman bir hücreyi yok etmek için endositozu kullanabilirler. Sıvı veya katı maddeler farklı endositoz tipleriyle hücre içine alınır. Hücreye alınacak maddenin katı veya sıvı oluşuna göre pinositoz ve fagositoz olmak üzere 2 farklı endositoz tipi tanımlanmıştır.

Pinositoz (fluid-phase endositoz)

Pinositoz genel olarak sıvı veya sıvıda çözünmüş formdaki maddelerin hücreye alınmasında kullanılan endositoz tipidir. Bazı besin kökenli maddeler, su ve suyun içinde çözünmüş maddeler, virüsler, birincil haberciler gibi pek çok madde pinositoz yolu ile hücreye alınabilir. Hücreler sürekli ve yüksek miktarlarda pinositoz yapar. Örneğin insan immun sisteminde görevli dendritik hücreler ve makrofajlar, kendi hücre hacimlerine eşdeğer sıvıyı 4 saatte pinositoz ile alırlar. Pinositoz gerçekleşirken hücre içine alınan moleküller hücre zarından kopan bir parçayla çevrelenir. Bu sebeple her pinositoz sonrasında bir miktar hücre zarı kaybedilmiş olur. Hücre zarının alınan molekülleri çevrelemesiyle yaklaşık 100 nanometre çapında su ve alınan maddeleri içeren veziküller oluşur. Pinositoz gerçekleşmesi sırasında kullanılan yöntem ve proteinlere göre “klatrin arcılı endositoz” ve “kaveola aracılı endositoz” olmak üzere ikiye ayrılır.

Klatrin Aracılı Endositoz

❶ Klatrin arcılı endositoz gerçekleşmesi sırasında klatrin proteini görev aldığı için bu isimle anılır. Bu endositoz tipinin gerçekleşmesi sırasında ilk olarak pinositoz ile alınacak maddeler kendilerine spesifik reseptörlere bağlanarak algılanır.

❷ Ardından hücre içinde reseptörler ile klatrin arsında adaptör görevi gören adaptör proteinleri spesifik reseptörlere bağlanır.

❸ Devamında bu reseptörler kendilerine membranın dış tarafından tutunan moleküllerle birlikte membranın bir bölgeinde yoğunlaştırılır.

❹ Bu yoğunlaşma sonrasında sitozolde bulunan klatrin proteinleri adaptör proteinlere bağlanır. Klatrinler birbirine bağlandıkça membranın iç tarafına doğru vezikül tomurcuklanmaya başlar.

❺ Tam olarak tomrcuklanan vezikül dinamin adındaki özel bir protein ile sitoplazmik membrandan tamamen kopartılır.

❻ Son olarak vezikül yüzeyindeki kaplama proteinleri özel enzimler kullanılarak vezikülden ayrılır. Sonuçta dışarıdan hücreye alınan maddeler hücre zarından kopan bir parça ile çevrelenmiş şekilde sitoplazmaya alınmış olur.

Klatrin aracılı endositoz

Kaveola Aracılı Endositoz

Klatrinden bağımsız olarak gerçekleşen pinositoz şeklidir. Hücre membranındaki bir integral proteini olan kaveolinden faydalanılır. Hücre zarı yüzeyindeki kaveola adı verilen 50-80 nanometre çapındaki özel çukurlar aracılığı ile gerçekleşir. Kaveola hücreyi boydan boya kat ederek kargoyu karşı taraf plazma membranına taşır. Damar endotel hücrelerinde madde taşınması bu yolla gerçekleşir.

Klatrin aracılı endositoz

Fagositoz

Fagositoz genellikle büyük boyutlu katı formdaki partiküllerin hücreye alınmasında kullanılan veziküler transport yöntemidir. Virüs, bakteri gibi mikroorganizmalar, ölü hücre kalıntıları, yabancı cisimler fagositoz ile hücre içerisine alınabilir. Amip gibi bazı tek hücreliler fagositozla beslenir. Fagositoz özelleşmiş bir fonksiyondur. İnsan vücudundaki makrofajlar, nötrofiller ve dendritik hücreler fagositoz için özelleşmiş bağışıklık hücrelerdir.

Fagositoz klatrinden bağımsız olarak gerçekleşir. Hücreye alınacak partikülün membran üzerinde spesifik reseptörüne bağlanmasının ardından fagositoz tetiklenir. Reseptöre bağlanma ile membranın sitoplazma tarafında çeşitli sinyal yolakları tetiklenir ve bunun sonucu olarak da aktin polimerizasyonu başlar. Aktin iplikçikleri hücre zarına şekil vererek partikülün etrafının çevrelenmesini ve devamında hücre içine alınmasını sağlar. Oluşan zarla çevrili vezikül fagozom olarak adlandırılır ve çapı 250 nanometre veya daha büyüktür.

Ekzositoz Mekanizması ve Özellikleri

Hücre içinde oluşan ve hücre zarından kendiliğinden veya taşıyıcı proteinlerle atılamayacak olan maddeler ekzositoz ile hücre dışına atılır. Hücre içinde golgi ve endplazmik retikulum organellerinde sentezlenen proten yapılı veya protein dışı salgı maddeleri bu yolla hücre dışına salgılanır. Ayrıca endositoz ile kayıp yaşanan hücre zarının yenilenmesi ve büyüklüğünün korunması da ekzositoz ile mümkün olur. Ekzositoz enerji harcanan ve pek çok farklı proteinin aktif olarak rol aldığı bir sitoplazmik transport şeklidir.

❶ Ekzositozun ilk aşaması dış ortama taşınacak molekülleri taşıyan vezikülün hücrenin sitoplazmik membranına bağlanmasıdır. Bu bağlanma Vezikül membranındaki spesifik Rab-GTP proteininin sitoplazmik membran üzerindeki spesifik Rab efektör proteinine bağlanmasıyla gerçekleşir.

❷ Bağlanmanın gerçekleşmesi sonrasında vezikül üzerindeki v-SNARE proteinleri ile hücre membranı üzerindeki t-SNARE proteinleri birbirine tutunarak kenetlenmenin gerçekleşmesi sağlanır.

❸ Kenetlenmenin ardından v-SNARE ve t-SNARE proteinleri vezikül ile membran arasındaki mesafeyi azaltır. Yeterince yaklaşmanın ardından füzyon gerçekleşir ve vezikül içeriği hücre dışına atılmış. Vezikül membranı da hücre membranının bir parçası haline gelmiş olur.

❹ Son olarak özel protein olan NSF proteini kullanılarak birleşmiş olan SNARE proteinleri birbirinden ayrılır.  

Ekzositoz mekanizması

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.