5.4 Magnflutningur

5.4 Magnflutningur

Námsmarkmið

Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:

• Lýsa innfrumun, þar á meðal frumuáti, frumudrykkju og viðtakamiðlaðri innfrumun
• Lýsa ferli útfrumunar

Auk þess að flytja litlar jónir og sameindir í gegnum himnuna þurfa frumur einnig að losa sig við og taka inn stærri sameindir og agnir (sjá töflu 5.2). Sumar frumur geta jafnvel gleypt heilar einfruma örverur. Þú hefur líklega réttilega ályktað að þegar fruma tekur inn eða losar stórar agnir þurfi hún orku. Stór ögn kemst þó ekki í gegnum himnuna, jafnvel þótt fruman leggi til orku.

Innfrumun

Innfrumun er tegund virks flutnings sem flytur agnir, svo sem stórar sameindir, hluta frumna og jafnvel heilar frumur, inn í frumu. Til eru mismunandi afbrigði innfrumunar, en þau eiga öll eitt sameiginlegt einkenni: frumuhimnan fellur inn á við og myndar vasa utan um markögnina. Vasinn klípist síðan af og ögnin lokast inni í nýrri innanfrumubólu sem mynduð er úr frumuhimnunni.

Frumuát

Frumuát, bókstaflega „fruma étur“, er ferlið þar sem fruma tekur inn stórar agnir, svo sem aðrar frumur eða tiltölulega stórar agnir. Þegar örverur ráðast til dæmis inn í mannslíkamann fjarlægir ákveðin gerð hvítra blóðkorna, daufkyrningur, innrásaraðilana með þessu ferli: hann umlykur og gleypir örveruna og eyðir henni síðan (mynd 5.21).

Til undirbúnings fyrir frumuát verður hluti af innra yfirborði frumuhimnunnar þakinn próteininu klatríni, sem stöðgar þennan hluta himnunnar. Þakni hluti himnunnar teygir sig síðan út frá frumunni og umlykur ögnina þar til hún lokast inni. Þegar bólan sem inniheldur ögnina er komin inn í frumuna losnar klatrínið frá himnunni og bólan rennur saman við leysingarkorn sem brýtur niður efnið í nýmyndaða hólfinu, eða innfrumubólunni. Þegar aðgengileg næringarefni úr niðurbroti innihalds bólunnar hafa verið tekin út rennur nýmyndaða innfrumubólan saman við frumuhimnuna og losar innihald sitt út í utanfrumuvökvann. Himna innfrumubólunnar verður aftur hluti af frumuhimnunni.

Frumudrykkja

Afbrigði innfrumunar er frumudrykkja, sem merkir bókstaflega „fruma drekkur“. Warren Lewis uppgötvaði ferlið árið 1929; þessi bandaríski fósturvísafræðingur og frumulíffræðingur lýsti ferli sem hann taldi að fruman notaði til að taka markvisst upp utanfrumuvökva. Í raun tekur ferlið upp sameindir, þar á meðal vatn, sem fruman þarfnast úr utanfrumuvökvanum. Frumudrykkja myndar mun minni bólu en frumuát og bólan þarf ekki að renna saman við leysingarkorn (mynd 5.22).

Afbrigði frumudrykkju er potocytosis. Þetta ferli notar hjúppróteinið kaveólín á umfrymishlið frumuhimnunnar, en það gegnir svipuðu hlutverki og klatrín. Holurnar í frumuhimnunni sem mynda bólurnar hafa himnuviðtaka og lípíðfleka auk kaveólíns. Bólurnar, eða blöðrurnar, sem myndast í caveolae, eintala caveola, eru minni en þær sem myndast við frumudrykkju. Potocytosis flytur litlar sameindir inn í frumuna og síðan í gegnum frumuna til losunar hinum megin; þetta ferli kallast gegnfrumun. Í sumum tilvikum skila caveolae farmi sínum til himnubundinna frumulíffæra eins og frymisnets.

Viðtakamiðluð innfrumun

Markvisst afbrigði innfrumunar notar viðtakaprótein í frumuhimnunni sem hafa sértæka bindisækni í ákveðin efni (mynd 5.23).

Í viðtakamiðlaðri innfrumun, líkt og í frumuáti, festist klatrín við umfrymishlið frumuhimnunnar. Ef upptaka efnasambands er háð viðtakamiðlaðri innfrumun og ferlið virkar ekki, verður efnið ekki fjarlægt úr vefjavökva eða blóði. Þess í stað helst það í þessum vökvum og styrkur þess eykst. Bilun í viðtakamiðlaðri innfrumun veldur sumum sjúkdómum í mönnum. Til dæmis fjarlægir viðtakamiðluð innfrumun lágþéttni lípóprótein, eða LDL, úr blóðinu. LDL er oft kallað „slæmt“ kólesteról. Í erfðasjúkdómnum ættgengri kólesterólhækkun eru LDL-viðtakarnir gallaðir eða vantar alveg. Fólk með þetta ástand hefur lífshættulega hátt kólesteról í blóði vegna þess að frumur þess geta ekki hreinsað LDL-agnir.

Þótt viðtakamiðluð innfrumun sé ætluð til að flytja sértæk efni sem eru venjulega í utanfrumuvökvanum inn í frumuna geta önnur efni komist inn í frumuna á sama stað. Inflúensuveirur, barnaveikieitur og kólerueitur hafa öll bindistaði sem víxlverka við eðlilega bindistaði viðtaka og komast þannig inn í frumur.

Tengill í námsefni

Útfrumun

Andstæða þess að flytja efni inn í frumu er útfrumun. Útfrumun er andstæða ferlanna sem við ræddum hér að framan að því leyti að tilgangur hennar er að losa efni úr frumunni út í utanfrumuvökvann. Úrgangsefni er umlukið himnu og rennur saman við innra borð frumuhimnunnar. Þessi samruni opnar himnuhjúpinn út á yfirborð frumunnar og úrgangsefnið losnar út í utanfrumurýmið (mynd 5.24). Önnur dæmi um frumur sem losa sameindir með útfrumun eru seyting próteina í utanfrumuefni og seyting taugaboðefna út í taugamótabil með taugaboðefnabólum.