décrire les principaux mécanismes par lesquels les cellules importent et exportent des macromolécules
en plus de déplacer de petits ions et molécules à travers la membrane, les cellules doivent également éliminer et absorber de plus grandes molécules et particules. Certaines cellules sont même capables d’engloutir des microorganismes unicellulaires entiers. Vous avez peut-être correctement émis l’hypothèse que l’absorption et la libération de grosses particules par la cellule nécessitent de l’énergie. Une grosse particule, cependant, ne peut pas passer à travers la membrane, même avec l’énergie fournie par la cellule.,
Il y a deux mécanismes primaires qui transportent ces grosses particules: l’endocytose et l’exocytose.
objectifs D’apprentissage
- décrire l’endocytose et identifier différentes variétés d’importation, y compris la phagocytose, la pinocytose et l’endocytose médiée par les récepteurs
- identifier les étapes de l’exocytose
endocytose
L’endocytose est un type de transport actif qui déplace des particules, telles que de., Il existe différentes variantes de l’endocytose, mais toutes partagent une caractéristique commune: la membrane plasmique de la cellule invagine, formant une poche autour de la particule cible. La poche se pince, ce qui fait que la particule est contenue dans une vésicule intracellulaire nouvellement créée formée à partir de la membrane plasmique.
la Phagocytose
la Figure 1. Dans la phagocytose, la membrane cellulaire entoure la particule et l’engloutit., (crédit: Mariana Ruiz Villareal)
la phagocytose (la condition de « manger des cellules”) est le processus par lequel les grosses particules, telles que les cellules ou les particules relativement grosses, sont absorbées par une cellule. Par exemple, lorsque des micro-organismes envahissent le corps humain, un type de globule blanc appelé neutrophile éliminera les envahisseurs par ce processus, entourant et engloutissant le micro-organisme, qui est ensuite détruit par le neutrophile (Figure 1).,
en préparation de la phagocytose, une partie de la surface tournée vers l’intérieur de la membrane plasmique est recouverte d’une protéine appelée clathrine, qui stabilise cette section de la membrane. La partie revêtue de la membrane s’étend alors à partir du corps de la cellule et entoure la particule, l’enfermant éventuellement. Une fois que la vésicule contenant la particule est enfermée dans la cellule, la clathrine se désengage de la membrane et la vésicule fusionne avec un lysosome pour la dégradation du matériau dans le compartiment nouvellement formé (endosome)., Lorsque les nutriments accessibles provenant de la dégradation du contenu vésiculaire ont été extraits, l’endosome nouvellement formé fusionne avec la membrane plasmique et libère son contenu dans le liquide extracellulaire. La membrane endosomale redevient une partie de la membrane plasmique.
Pinocytose
la Figure 2. Dans la pinocytose, la membrane cellulaire invagine, entoure un petit volume de liquide et se pince. (crédit: Mariana Ruiz Villareal)
Une variante de l’endocytose est appelée pinocytose., Cela signifie littéralement « boire des cellules » et a été nommé à un moment où l’hypothèse était que la cellule prenait délibérément du liquide extracellulaire. En réalité, il s’agit d’un processus qui absorbe les molécules, y compris l’eau, dont la cellule a besoin du liquide extracellulaire. La pinocytose entraîne une vésicule beaucoup plus petite que la phagocytose, et la vésicule n’a pas besoin de fusionner avec un lysosome (Figure 2).
Une variante de la pinocytose est appelée potocytose., Ce processus utilise une protéine de revêtement, appelée cavéoline, sur le côté cytoplasmique de la membrane plasmique, qui remplit une fonction similaire à la clathrine. Les cavités dans la membrane plasmique qui forment les vacuoles ont des récepteurs membranaires et des radeaux lipidiques en plus de la cavéoline.
les vacuoles ou vésicules formées dans les cavéoles (cavéoles singulières) sont plus petites que celles de la pinocytose. La potocytose est utilisée pour amener de petites molécules dans la cellule et pour transporter ces molécules à travers la cellule pour leur libération de l’autre côté de la cellule, un processus appelé transcytose.,
Endocytose Médiée par les Récepteurs
la Figure 3. Dans l’endocytose médiée par les récepteurs, l’absorption de substances par la cellule est ciblée sur un seul type de substance qui se lie au récepteur sur la surface externe de la membrane cellulaire. (crédit: modification des travaux de Mariana Ruiz Villareal)
Une variation ciblée de l’endocytose utilise des protéines réceptrices dans la membrane plasmique qui ont une affinité de liaison spécifique pour certaines substances (Figure 3).,
dans l’endocytose médiée par les récepteurs, comme dans la phagocytose, la clathrine est attachée au côté cytoplasmique de la membrane plasmique. Si l’absorption d’un composé dépend de l’endocytose médiée par les récepteurs et que le processus est inefficace, le matériau ne sera pas retiré des fluides tissulaires ou du sang. Au lieu de cela, il restera dans ces fluides et augmentera en concentration.
Certaines maladies humaines sont causées par la défaillance de l’endocytose médiée par les récepteurs., Par exemple, la forme de cholestérol appelée lipoprotéine de basse densité ou LDL (également appelée « mauvais” cholestérol) est éliminée du sang par endocytose médiée par les récepteurs. Dans l’hypercholestérolémie familiale de maladie génétique humaine, les récepteurs LDL sont défectueux ou manquants entièrement. Les personnes atteintes de cette maladie ont des niveaux de cholestérol potentiellement mortels dans leur sang, car leurs cellules ne peuvent pas éliminer les particules de LDL de leur sang.,
bien que l’endocytose médiée par les récepteurs soit conçue pour amener des substances spécifiques qui se trouvent normalement dans le liquide extracellulaire dans la cellule, d’autres substances peuvent entrer dans la cellule au même site. Les virus de la grippe, la diphtérie et la toxine du choléra ont tous des sites qui réagissent de manière croisée avec les sites de liaison aux récepteurs normaux et pénètrent dans les cellules.
l’Exocytose
Le processus inverse de déplacer le matériel dans une cellule est le processus d’exocytose., L’exocytose est le contraire des processus discutés dans la dernière section en ce sens que son but est d’expulser le matériel de la cellule dans le liquide extracellulaire. Les déchets sont enveloppés dans une membrane et fusibles à l’intérieur de la membrane plasmique. Cette fusion s’ouvre l’enveloppe membraneuse sur l’extérieur de la cellule, et les déchets sont expulsés dans l’espace extracellulaire (Figure 4)., D’autres exemples de cellules libérant des molécules par exocytose comprennent la sécrétion de protéines de la matrice extracellulaire et la sécrétion de neurotransmetteurs dans la fente synaptique par des vésicules synaptiques.
la Figure 4. Dans l’exocytose, les vésicules contenant des substances fusionnent avec la membrane plasmique. Le contenu est ensuite libéré à l’extérieur de la cellule., (crédit: modification du travail de Mariana Ruiz Villareal)
Un résumé des méthodes de transport cellulaire discutées est contenu dans le tableau 1, qui comprend également les besoins en énergie et les matériaux transportés par chacun.
| le Tableau 1.,is | Active | Large macromolecules, whole cells, or cellular structures | ||
|---|---|---|---|---|
| Pinocytosis and potocytosis | Active | Small molecules (liquids/water) | ||
| Receptor-mediated endocytosis | Active | Large quantities of macromolecules | ||
| Exocytosis | Active | Waste materials, proteins for the extracellular matrix, neurotransmitters | ||
In Summary: Endocytosis and Exocytosis
Cells perform three main types of endocytosis., La phagocytose est le processus par lequel les cellules ingèrent de grosses particules, y compris d’autres cellules, en enfermant les particules dans une extension de la membrane cellulaire et en bourgeonnant d’une nouvelle vésicule. Pendant la pinocytose, les cellules absorbent des molécules telles que l’eau du liquide extracellulaire. Enfin, l’endocytose médiée par les récepteurs est une version ciblée de l’endocytose dans laquelle les protéines réceptrices de la membrane plasmique garantissent que seules des substances spécifiques et ciblées sont introduites dans la cellule.
L’exocytose à bien des égards est le processus inverse de l’endocytose., Ici, les cellules expulsent du matériel par la fusion de vésicules avec la membrane plasmique et le déversement ultérieur de leur contenu dans le liquide extracellulaire.
Vérifiez votre compréhension
répondez à la ou aux questions ci-dessous pour voir dans quelle mesure vous comprenez les sujets abordés dans la section précédente. Ce court quiz ne compte pas pour votre note dans la classe, et vous pouvez le reprendre un nombre illimité de fois.
utilisez ce quiz pour vérifier votre compréhension et décider si (1) étudier plus avant la section précédente ou (2) passer à la section suivante.
