Харчування еукаріотичної клітини. Освіта травної вакуолі частина 2
Як клітина використовує захоплені із зовнішнього середовища живильні речовини
Є всього два принципово різних варіанти.
Молекули поживних речовин можна використовувати для побудови інших молекул, що виконують в житті клітини якісь більш-менш важливі функції, наприклад, різних молекул, що входять до складу клітинної мембрани. Цей варіант використання клітиною поживних речовин називається асиміляцією.
Інший варіант - по суті справи спалити їх. Якщо підпалити, наприклад, шматочок цукру або деревини, то він буде горіти, виділяючи енергію у вигляді світла і тепла. Схожий процес відбувається з окремими молекулами їжі в процесі дихання. Енергія, яка при цьому виділяється, використовується клітиною, наприклад, для пересування або для захоплення нових харчових частинок. Такий варіант використання речовин називаетсядіссіміляціей.
Фагоцитоз ( "фагосом" - "пожирач", "цітос" - "клітка") - харчування клітини порівняно великими харчовими частини цами (в тому числі іншими клітинами). Загальна картина фагоцитозу показана на рис. 12. пропливає повз клітки харчова частка стосується мембрани і прилипає до неї (1,2). Мембрана під нею прогинається, охоплюючи частку з усіх боків (3). В результаті утворюється мембранний пухирець з часткою всередині - травна вакуоль (4). Вона відривається від мембрани і спливає вглиб цитоплазми.
Механізм утворення травної вакуолі при фагоцитозі. У більшості клітин працюють два незалежних механізму.
Перший з них - простий наслідок механізму прилипання харчової частки до мембрани. За рахунок теплового руху молекул води і харчова частка, і рецептори мембрани весь час злегка вібрують. Тому близько розташовані, але ще не з'єдналися один з одним рецептори і ліганди через короткий час стикаються і злипаються. Виходить, що мембрана все більше і більше налипає на харчову частку з усіх боків.
Другий механізм забезпечується роботою спеціальних білків, одним кінцем приєднуються до рецепторів мембрани, вже прилип до лигандам на харчової частки, а іншим - до розташованих під мембраною микротрубочкам. Ці білки здатні рухатися по микротрубочкам вглиб цитоплазми, "тягнучи за собою" рецептори, закріплені в мембрані. В результаті роботи багатьох таких білків весь шматок мембрани, що прилип до харчової частки, занурюється всередину клітини, "на ходу" замикаючись в пляшечку.
Отже, травна вакуоль виявляється в цитоплазмі. Там вона зливається з іншим бульбашкою (первинної лизосомой - від слів "лізис" - "розчинення, розщеплення" і "сома" - "тіло"), що відділилися від комплексу Гольджі. Бульбашка - результат цього злиття - називають вторинної лизосомой. Після цього харчова частка починає розчинятися. Хвилин через 20 всередині вторинної лізосоми видніються тільки кілька маленьких безформних шматочків, чомусь «не захотіли" розчинятися. Потім вторинна лизосома підпливає до мембрани клітини і зливається з нею, викидаючи з клітки назовні ці "шматочки". Інший варіант, набагато більш прийнятний для багатоклітинних тварин - вторинна лизосома викидає неперетравлені залишки в спеціальну вакуоль накопичення на «вічне зберігання».
Всі ці перетворення відбуваються завдяки діяльності спеціальних молекул. На наступному малюнку показані молекули мембрани клітини (вони називаються рецепторами), що забезпечують прилипання харчової частки до мембрани і утворення травної вакуолі. Рецептори - це молекули мембрани клітини, які можуть дізнаватися інші молекули (ліганди), і міцно до них прилипати. Стосувалось мембрани частка прилипає в тому випадку, якщо на її поверхні є ліганди до яких-небудь рецепторів, які є на поверхні клітини (на мембрані зазвичай є близько 100 різних різновидів рецепторів, і кожен з них "дізнається" певний ліганд).
Розчинення частинок їжі у вторинній лізосоми (етапи 5-7)
Нехай в даному конкретному випадку клітина захопила за допомогою фагоцитозу іншу клітку, тільки маленьку. Первинна лизосома принесла з комплексу Гольджі спеціальні молекули (травні ферменти), які вміють "розрізати" великі молекули (наприклад, полімери) на частини. Через це органели захопленої клітини "розвалюються" на окремі дрібні молекули.
У мембрані вторинної лізосоми є також білки-переносники. які вміють переносити ці дрібні молекули через мембрану в цитоплазму клітини.
У мембрані, крім ліпідів, є велика кількість молекул білків. Одні з них занурені в подвійний шар ліпідів, інші прикріплені до голівок ліпідів і цілком знаходяться або зовні, або всередині клітини. Зовнішня поверхня клітинної мембрани відрізняється від внутрішньої: тут до голівок ліпідів і до білків прикріплені короткі ланцюжки із залишків моносахаридів - олігосахариди. Всі разом вони утворюють на поверхні клітини "цукрову шубу" - гликокаликс.
