ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORI: PROCESSO E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2025

L' endocitosi mediata dal recettore è un fenomeno cellulare che comprende molecole specifiche controllate all'interno dell'ingresso cellulare. Il materiale da ingerire viene progressivamente circondato da una piccola porzione della membrana plasmatica fino a coprire l'intera sostanza. Quindi questa vescicola viene staccata all'interno della cellula.

I recettori che partecipano a questo processo si trovano sulla superficie cellulare in regioni chiamate "depressioni rivestite di clatrina".

Fonte: Alejandro Porto

Questo tipo di endocitosi fornisce alla cellula un meccanismo per discriminare tra le sostanze che entrano. Inoltre, aumenta l'efficienza del processo, rispetto all'endocitosi non discriminatoria.

Il concetto opposto di endocitosi è esocitosi e comprende il rilascio di molecole nell'ambiente esterno delle cellule.

Cos'è l'endocitosi?

Le cellule eucariotiche hanno la capacità di catturare molecole dall'ambiente extracellulare e includerle all'interno attraverso un processo chiamato endocitosi. Il termine è attribuito al ricercatore Christian deDuve. È stato suggerito nel 1963 e includeva l'ingestione di un'ampia gamma di molecole.

Il fenomeno si manifesta come segue: la molecola o il materiale da immettere è circondato da una porzione della membrana citoplasmatica che viene successivamente invaginata. Quindi, si forma una vescicola che contiene la molecola.

Classificazione

A seconda del tipo di materiale che entra, il processo di endocitosi è classificato in fagocitosi e pinocitosi.

Il primo, la fagocitosi, consiste nell'azione di ingerire particelle solide. Ciò include particelle di grandi dimensioni come batteri, altre cellule intatte o detriti di altre cellule. Al contrario, il termine pinocitosi usato per descrivere l'ingestione di liquidi.

Cos'è l'endocitosi mediata dai recettori?

L'endocitosi mediata da recettori è un fenomeno cellulare caratterizzato dall'ingresso di molecole nella cellula in modo selettivo e controllato. Le molecole da inserire sono specifiche.

Come indica il nome del processo, la molecola da inserire viene riconosciuta da una serie di recettori situati sulla superficie della cellula. Tuttavia, questi recettori non si trovano in modo casuale attraverso la membrana. Al contrario, la sua posizione fisica è molto specifica nelle regioni chiamate "depressioni rivestite di clatrina".

Le depressioni formano una invaginazione dalla membrana, portando alla formazione di vescicole rivestite di clatrina che contengono i recettori e le rispettive macromolecole legate. La macromolecola che si lega al recettore è chiamata ligando.

Dopo la formazione delle piccole vescicole di clatrina, queste ultime si fondono con strutture chiamate endosomi precoci. In questa fase, il contenuto dell'interno della vescicola clatrina viene distribuito in diverse regioni. Uno di questi sono i lisosomi, oppure possono essere riciclati nella membrana plasmatica.

Caratteristiche

I processi tradizionali di pinocitosi e fagocitosi sono di tipo non discriminante. Cioè, le vescicole intrappoleranno qualsiasi molecola - solida o liquida - che si trova nello spazio extracellulare e saranno trasportate alla cellula.

L'endocitosi mediata dal recettore fornisce alla cellula un meccanismo molto selettivo che le consente di discriminare e aumentare l'efficienza di internalizzazione delle particelle nell'ambiente cellulare.

Come vedremo più avanti, il processo consente l'assunzione di molecole molto importanti come il colesterolo, la vitamina B12 e il ferro. Queste ultime due molecole sono utilizzate per la sintesi dell'emoglobina e di altre molecole.

Sfortunatamente, la presenza di recettori che mediano l'endocitosi è stata sfruttata da una serie di particelle virali per entrare nella cellula, ad esempio il virus dell'influenza e l'HIV.

Processi

Per capire come si verifica il processo di endocitosi mediata dal recettore, è stato utilizzato l'assorbimento del colesterolo da parte delle cellule di mammifero.

Il colesterolo è una molecola simile ai lipidi con molteplici funzioni, come la modifica della fluidità nelle membrane cellulari e come precursore degli ormoni steroidei legati alla funzione sessuale degli organismi.

Modello di endocitosi mediata da recettori: colesterolo nei mammiferi

Il colesterolo è una molecola altamente insolubile in acqua. Per questo il suo trasporto avviene all'interno del circolo sanguigno sotto forma di particelle di lipoproteine. Tra le più comuni troviamo le lipoproteine ​​a bassa densità, comunemente abbreviate come LDL - acronic dal suo acronimo in inglese low-density lipoprotein.

Grazie a studi effettuati in laboratorio, è stato possibile concludere che l'ingresso della molecola LDL nella cellula avviene legandosi ad uno specifico recettore sulla superficie cellulare situato nelle depressioni rivestite di clatrina.

L'interno degli endosomi con LDL è acido, il che consente la dissociazione della molecola LDL e del suo recettore.

Dopo essere stati separati, il destino dei recettori è quello di essere riciclati nella membrana plasmatica, mentre l'LDL continua il suo trasporto ora nei lisosomi. All'interno, l'LDL viene idrolizzato da enzimi specifici, generando colestarolo.

Infine, il colesterolo viene rilasciato e la cellula può prenderlo e utilizzarlo in vari compiti dove è richiesto, come le membrane.

Cosa succede quando il sistema fallisce?

Esiste una condizione ereditaria chiamata ipercolesterolemia familiare. Uno dei sintomi di questa patologia sono i livelli di colesterolo alto. Questo disturbo deriva dall'incapacità di introdurre la molecola LDL dai fluidi extracellulari nelle cellule. I pazienti mostrano piccole mutazioni nei recettori.

Dopo la scoperta della malattia, è stato possibile identificare che nelle cellule sane era presente un recettore incaricato di mediare l'ingresso delle LDL, che si accumula in specifiche depressioni cellulari.

In alcuni casi, i pazienti erano in grado di riconoscere le LDL, ma i suoi recettori non sono stati trovati nelle depressioni allineate. Questo fatto ha portato al riconoscimento dell'importanza delle depressioni allineate nel processo di endocitosi.

Endocitosi indipendente dalla clatrina

Le cellule hanno anche percorsi che consentono di eseguire l'endocitosi senza il coinvolgimento della clatrina. Tra questi percorsi, spiccano le molecole legate a membrane e fluidi che possono essere endocitati nonostante l'assenza di clatrina.

Le molecole che entrano in questo modo penetrano usando piccole invaginazioni chiamate caveolae situate nella membrana plasmatica.

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