Endocytosis
개요
Endocytosis는 세포가 plasma membrane 성분, fluid, 용질, 거대분자, 입자 물질을 흡수하는 과정이다. Plasma membrane의 작은 부분이 점진적으로 들어가는 물질을 둘러싸고, 먼저 invagination한 다음 pinch off하여 섭취된 물질이나 입자를 포함하는 endocytic vesicle을 형성한다.
Endocytosis의 종류
대부분의 진핵 세포는 지속적으로 pinocytic (endocytic) vesicle을 형성한다:
1. Pinocytosis (“cell drinking”)
세포가 지속적으로 형성하는 작은 endocytic vesicle.
Clathrin-mediated Endocytosis
가장 흔한 형태의 pinocytosis:
- Receptor-mediated endocytosis
- Clathrin-coated pit에서 시작
Clathrin-independent Endocytosis
- Caveolar endocytosis
- 기타 메커니즘
2. Phagocytosis (“cell eating”)
Phagocytosis를 참조하라. 일부 특화된 세포가 큰 입자를 섭취하는 전문화된 형태.
3. Macropinocytosis
Macropinocytosis를 참조하라. 세포가 주변 세포외 fluid를 큰 vesicle로 흡수하는 과정.
4. Autophagy
Autophagy를 참조하라. 세포가 자신의 세포질 성분을 섭취하는 특별한 형태.
Endocytic Pathway
Endocytosis로 생성된 대부분의 endocytic vesicle은 공통 receiving 구획인 early endosome과 융합한다. Early endosome에서 내재화된 cargo가 분류된다:
- 일부 cargo 분자는 plasma membrane으로 반환됨 (직접 또는 recycling endosome 경유)
- 다른 것들은 early endosome이 late endosome으로 변화하는 과정인 endosome maturation을 통해 남아있음
Endocytic–Exocytic Cycle
Endocytosis와 exocytosis는 연결된 과정으로 endocytic–exocytic cycle을 구성한다:
- Endocytosis로 제거되는 막의 양 = Exocytosis로 추가되는 막의 양
- 세포의 표면적과 부피는 변하지 않음
예시:
- Macrophage: 매 시간 자신의 부피의 25%에 해당하는 fluid 섭취
- 분당 plasma membrane의 3% 섭취
- 약 30분 안에 100% 섭취
- Fibroblast: 분당 plasma membrane의 1% 섭취 (macrophage보다 낮은 비율)
- 일부 amoeba: Plasma membrane을 더 빠르게 섭취
Clathrin-coated Pit과 Vesicle
Clathrin-coated Pit
대부분의 세포에서 endocytic pathway는 clathrin-coated pit에서 시작된다:
- Plasma membrane의 특수화된 영역
- 일반적으로 total plasma membrane area의 약 2% 차지
- 수명이 짧음: 형성된 후 약 1분 내에 세포 안으로 invaginate하고 pinch off
Clathrin-coated Vesicle
배양된 fibroblast의 plasma membrane에서 분당 약 2500개의 clathrin-coated vesicle이 pinch off한다. Coated vesicle은 coated pit보다 더 일시적이다:
- 형성된 지 몇 초 내에 coat을 shed
- Early endosome과 융합
Pinocytosis의 속도
Pinocytosis의 속도는 세포 유형에 따라 다르지만 일반적으로 놀랍도록 높다. 이것은 막 구성 요소의 빠른 turnover를 의미한다.