В этом случае образуются крупные пузырьки, называемые вакуолями и поглощение корпускулярного материала: бактерий, крупных вирусов, отмирающих собственных клеток организма или чужеродных клеток. Фагоцитоз осуществляется главным образом специализированными клетками, такими как макрофаги и нейтрофилы. Эндоцитоз характеризуется поглощением и внутриклеточным разрушением макромолекулярных соединений, таких как белки и белковые комплексы, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липопротеины. Объектом пиноцитоза как фактора неспецифической иммунной защиты являются, в частности, токсины микроорганизмов. На рис. 4 показаны последовательные этапы захвата и внутриклеточного переваривания находящихся в экстрацеллюлярном пространстве растворимых макромолекул (эндоцитоз макромолекул фагоцитами). Адгезия таких молекул на клетке может осуществляться двумя способами: неспецифическим — в результате случайной встречи молекул с клеткой, и специфическим, который зависит от предсуществующих рецепторов на поверхности пиноцитирующей клетки. В последнем случае внеклеточные вещества выступают в качестве лигандов, взаимодействующих с соответствующими рецепторами. На этом принципе основано взаимодействие «антиген — антитело».
Адгезия веществ на клеточной поверхности приводит к локальной инвагинации (впячиванию) мембраны, завершающейся образованием пиноцитарного пузырька очень небольшого размера (приблизительно 0,1 мкн). Несколько слившихся пузырьков формируют более крупное образование — пиносому. На следующем этапе пиносомы сливаются с лизосомами, содержащими гидролитические ферменты, которые разрушают полимерные молекулы до мономеров. В тех случаях, когда процесс пиноцитоза реализуется через рецепторный аппарат, в пиносомах до слияния с лизосомами наблюдается отсоединение захваченных молекул от рецепторов, которые в составе дочерних пузырьков возвращаются на клеточную поверхность. Рисунок 4. Эндоцитоз. РМ — растворимые макромолекулы; РЦ — рецептор; ПП — пиноцитарный пузырек; ПС — пиносома. Белки клеточных мембран определяют специфику функционирования различных клеток организма.
Очевидно, что чем выше организм в иерархии видов, тем выше и разнообразнее специализация его клеток. Так, у позвоночных различают более 200 клеточных типов, выполняющих специфические функции. Так, ключевая специализация нервной клетки связана с ее плазматическоймембраной, содержащей белки, которые образуют ионные насосы и каналы и вызывают передвижение ионов, эквивалентное электрическому току. Хотя такие насосы и каналы имеются в плазматической мембране всех клеток, только нервная клетка использует их таким образом, чтобыэлектрический импульс мог распространиться от одного конца клетки до другого за какую-то долю секунды и передать сигнал к действию. До сих пор известна структура всего 50 мембранных белков (для сравнения: среди растворимых белков расшифрована структура уже 30 000).Выделить белок клеточной мембраны очень трудно, т.к. в отличие от большинства водорастворимых белков мембранные белки растворяются только в жирах или в присутствии детергентов. Между тем, именно на мембранные белки рассчитывают ученые при разработке лекарственных препаратов: более 60% современных лекарств работают с ними. Поэтому изучение механизмов их функционирования позволят более эффективно доставлять лекарственные препараты к своему «адресату». Заключение
Таким образом, клеточная мембрана представляет собой высокоизбирательный фильтр, который окружает каждую клетку, определяет ее величину и обеспечивает сохранение существенных различий между клеточным содержимым и окружающей средой. Мембрана поддерживает разницу концентраций ионов по обе стороны мембраны и позволяет питательным веществам проникать внутрь клетки, а продуктам выделения выходить наружу. Все биологические мембраны представляют собой ансамбли липидных и белковых молекул, удерживаемых вместе с помощью нековалентных взаимодействий. При посредстве белков выполняются разнообразные функции мембраны: барьерная (избирательная проницаемость);транспорт определенных молекул внутрь клетки или из нее;часть белковых молекул является ферментами, которые катализируют ассоциированные с мембраной реакции;
осуществляют структурную связь цитоскелета с внеклеточным матриксом или служат рецепторами для получения и преобразования химических сигналов из окружающей среды. Изучение особенностей функционирования клеточных мембран у различных организмов позволяет не только прояснить детали функционирования клеток, но и заглянуть в прошлое — на ранние этапы эволюции. Тонкие настройки транспорта веществ в будущем позволят «точечно» доставлять те или иные медицинские препараты до целевой клетки.
Список литературы
Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки: В 3-х т. 2-е изд., перераб. М75 и доп. Т. 1. Пер. с англ.
М.: Мир, 1994.-517 с. Болдырев А. А. Матриксная функция биологических мембран // Соросовский образовательный журнал, 2001, № 7, с. 2−8.Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции: перевод с англ. = B iomembranes. M
olecular structure and function (by Robert B. G ennis). — 1-еиздание. — М.:Мир, 1997
Рубин А. Б. Биофизика, учебник в 2 тт. — 3-е издание, исправленное и дополненное. — М.: издательство Московского университета, 2004
Ченцов Ю. С.
Введение
в клеточную биологию (4 издание). — ИКЦ «Академкнига» Москва, 2004. —
С. 492. Hanne Poulsen, HimanshuKhandelia, J. P rebenMorth, MaikeBublitz, Ole G. M ouritsen, Jan Egebjerg, PoulNissen. N
eurological disease mutations compromise a C-terminal ion pathway in the Na+/K±ATPase. // N ature. V. 467. P. 99−102.Jason M.
A liotta, Mandy Pereira, Kevin W. J ohnson, et al.
M icrovesicle entry into marrow cells mediates tissue-specific changes in mRNA by direct delivery of mRNA and induction of transcription // Experimental Hematology. 2010. V.
38. P. 233−245.
