Endocytosis and Lysosome Formation

Jedną z głównych funkcji lizosomów jest trawienie materiału pobranego z zewnątrz komórki na drodze endocytozy, co zostało szczegółowo omówione w rozdziale 12. Jednak rola lizosomów w trawieniu materiału pobranego przez endocytozę odnosi się nie tylko do funkcji lizosomów, ale także do ich powstawania. W szczególności lizosomy powstają w wyniku fuzji pęcherzyków transportowych pączkujących z sieci trans Golgiego z endosomami, które zawierają cząsteczki pobrane w wyniku endocytozy przez błonę plazmatyczną.

Powstanie lizosomów stanowi zatem skrzyżowanie szlaku wydzielniczego, za pośrednictwem którego białka lizosomalne są przetwarzane, ze szlakiem endocytarnym, za pośrednictwem którego cząsteczki zewnątrzkomórkowe są pobierane na powierzchni komórki (rysunek 9.36). Materiał z zewnątrz komórki jest pobierany do pokrytych klatyną pęcherzyków endocytarnych, które wyrastają z błony plazmatycznej, a następnie łączą się z wczesnymi endosomami. Składniki błony są następnie zawracane do błony plazmatycznej (omówione szczegółowo w rozdziale 12), a wczesne endosomy stopniowo dojrzewają do późnych endosomów, które są prekursorami lizosomów. Jedną z istotnych zmian podczas dojrzewania endosomów jest obniżenie wewnętrznego pH do około 5,5, co odgrywa kluczową rolę w dostarczaniu lizosomalnych kwaśnych hydrolaz z sieci trans Golgiego.

Ryc. 9.36

Endocytoza i tworzenie lizosomów. Cząsteczki są pobierane z zewnątrz komórki w pęcherzykach endocytarnych, które łączą się z wczesnymi endosomami. Składniki błony są utylizowane w miarę dojrzewania wczesnych endosomów do późnych endosomów. Pęcherzyki transportowe przenoszące kwasy (więcej…)

Jak omówiono wcześniej, hydrolasy kwasowe są kierowane do lizosomów przez reszty mannozo-6-fosforanowe, które są rozpoznawane przez receptory mannozo-6-fosforanowe w sieci trans Golgiego i pakowane do pęcherzyków pokrytych klatyną. Po usunięciu płaszcza klatynowego te pęcherzyki transportowe łączą się z późnymi endosomami, a kwaśne wewnętrzne pH powoduje odłączenie hydrolaz od receptora mannozy-6-fosforanu (patrz Rysunek 9.36). Hydrolazy są w ten sposób uwalniane do światła endosomu, podczas gdy receptory pozostają w błonie i są ostatecznie zawracane do Golgiego. Późne endosomy dojrzewają następnie do lizosomów, ponieważ nabywają pełny zestaw kwaśnych hydrolaz, które trawią cząsteczki pierwotnie pobrane w procesie endocytozy.