FAGOSITOSIS: PERINGKAT DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2026

The fagositosis adalah proses di mana sel "menangkap" molekul dan pelbagai bahan daripada medium sekeliling kerana pembentukan invaginations membran plasma, membentuk vesikel intrasel dikenali sebagai endosomes. Phagositosis, bersama dengan pinositosis dan endositosis yang dimediasi reseptor, menambah hingga tiga jenis endositosis

Pinositosis dikaitkan dengan pengambilan cairan dan molekul kecil, sementara endositosis yang dimediasi oleh reseptor melibatkan pengikatan molekul tertentu ke protein reseptor membran. Fagositosis dianggap sebagai bentuk makanan, karena berkaitan dengan pengambilan molekul besar, sel lain, atau "serpihan" dari sel lain.

Fagositosis bakteria (Sumber: GrahamColm di Wikipedia Bahasa Inggeris melalui Wikimedia Commons)

Dalam organisme multisel seperti tumbuhan, haiwan dan kulat, tidak semua sel memiliki kemampuan untuk menyelimuti unsur-unsur luaran, yang bermaksud bahawa ada beberapa sel khusus untuk tujuan ini, yang dikenal sebagai "sel fagositik".

Sel fagosit diedarkan ke seluruh tisu badan dan melakukan fungsi yang berbeza. Makrofag adalah contoh yang baik dari sel fagosit yang tergolong dalam sistem imun, yang fungsinya adalah untuk melindungi kita dari mikroorganisma yang memasuki tubuh kita.

Phagositosis / Foto pulih dari phagositosis77.blogspot.com

Proses fagositosis tidak akan masuk akal pada sel eukariotik tanpa adanya sejenis organel intraselular yang disebut lisosom, kerana di sinilah nutrien dari bahan yang sel-sel fagositosis "diproses" atau "dicerna".

Phagocytosis juga dikenal sebagai "heterophagy" (pengambilan sebatian ekstraselular), kerana ia berbeza dengan "autophagy", yang merupakan proses normal yang berlaku di lisosom hampir semua sel eukariotik.

Tahap

Setelah makrofag melanda virus (1-3), ia memecahnya menjadi beberapa bahagian dengan enzim lisosom (4,5) yang kemudian dibebaskan dari sel sebagai sisa tidak berbahaya (6). Foto diambil dari: askabiologist.asu.edu.

Dalam organisma eukariotik yang lebih tinggi, sel-sel fagosit utama berasal dari prekursor biasa yang berasal dari sumsum tulang. Sel-sel ini dikenal sebagai "sel darah putih" dan merupakan leukosit polimorfonuklear (neutrofil), monosit, dan makrofag.

Proses fagositosis dapat dianalisis sebagai rangkaian langkah atau tahap berurutan, yang terdiri dari (1) pengakuan bahan yang fagositosis, (2) dalam pembentukan fagosom, yang merupakan sejenis vesikel intraselular, dan (3) ) dalam pembentukan fagolysosome, kejadian yang berakhir dengan "pencernaan".

Tahap pengiktirafan

Fagositosis bukanlah proses yang mudah. Di antara banyak perkara lain, ini melibatkan pengiktirafan isyarat spesifik dan pengikatan zarah atau organisma kepada reseptor tertentu yang terletak di bahagian luar membran plasma sel fagositik.

Proses awal ini dapat dianggap sebagai semacam "peneutralan", terutama ketika berhubungan dengan fagositosis yang dimediasi oleh sel-sel tertentu dari sistem kekebalan tubuh, yang bertanggung jawab untuk penghapusan sel yang menyerang.

Oleh itu, permukaan membran plasma sel fagosit (atau organisma bersel tunggal yang fagositik) dikurniakan sebilangan besar reseptor yang mampu mengenali molekul tertentu (ligan) yang terdapat di permukaan sel yang menyerang atau yang khas dari zarah makanan.

Reseptor-reseptor ini, yang umumnya merupakan protein membran integral dengan sambungan ekstraselular, mengikat pada ligan mereka, mencetuskan serangkaian peristiwa isyarat dalaman yang menghantar mesej yang diterjemahkan sebagai "ada makanan di luar."

Tahap pembentukan fagosom

Setelah sel yang melapisi zarah makanan atau sel "asing" lain menerima pesan yang dikirim dari permukaan, penyebaran berlaku pada membran plasma, yang bermaksud bahawa sel itu "menyelimuti" bahan yang akan difagositosis, mengelilinginya dengan membrannya sendiri. .

Pada peringkat ini diperhatikan bagaimana membran menyebar ke sel lain dan peluasan ini kadang-kadang dikenali sebagai "pseudopod". Apabila hujung pseudopod bersatu, merangkumi unsur asing, "vesikel" dalaman yang disebut bentuk fagosom.

Tahap pembentukan dan pencernaan phagolysosome

Fagosom yang mengandungi unsur-unsur fagositosis adalah vesikel intraselular yang ditutupi oleh membran. Ini mempunyai keupayaan untuk menyatu dengan organel intraselular lain: lisosom.

Penyatuan antara fagosom dan lisosom menimbulkan fagolisosom , yang sesuai dengan organel senyawa di mana "pencernaan" atau "disintegrasi" sebatian fagositosis berlaku (sama ada keseluruhan sel, bahagiannya atau molekul ekstraselular lain).

Oleh kerana lisosom adalah organel yang bertanggung jawab atas degradasi bahan intraselular yang kekurangan atau sisa, mereka dikurniakan enzim hidrolitik dan proteolitik yang berbeza yang memberi mereka kemampuan untuk menguraikan (menjadi serpihan yang lebih kecil) zarah-zarah yang terdapat di dalam fagosom yang dengannya bergabung.

Bahan yang dihasilkan dari degradasi fagolysosomal ini dapat dihilangkan secara pasti sebagai bahan buangan dari sel fagositik atau dapat digunakan sebagai "blok bangunan" untuk sintesis sebatian intraselular baru.

ciri-ciri

Fagositosis mempunyai banyak fungsi penting dalam organisma eukariotik. Dalam protozoa dan makhluk uniselular lain, misalnya, proses ini penting untuk pemakanan, kerana sebahagian besar makanan dimakan dengan cara ini.

Fagositosis dalam amuba (Sumber: Miklos melalui Wikimedia Commons)

Sebaliknya, dalam banyak organisma multisel, fagositosis sangat penting untuk pertahanan spesifik dan bukan spesifik, iaitu untuk imuniti bawaan dan imuniti adaptif.

Ia mempunyai fungsi utama dalam "pemusnahan" mikroorganisma patogen yang menyerang seperti bakteria, parasit, dan lain-lain, dan juga terlibat dalam pembentukan semula keadaan normal di tempat di mana jangkitan atau keradangan telah terjadi, yaitu, penting bagi pembaikan luka.

Juga dalam konteks imunologi, fagositosis sangat penting untuk proses penyampaian antigen dan pengaktifan limfosit spesifik sistem kekebalan tubuh (sel B dan sel T), yang turut serta dalam pertahanan tubuh terhadap agen asing atau asing.

Fagositosis juga terlibat dalam penghapusan dan "kitar semula" sel-sel dalam tubuh yang melalui peristiwa apoptosis, sehingga komponennya dapat digunakan kembali atau diarahkan pada pembentukan molekul atau organel intraselular baru.

Sebagai fakta yang ingin tahu, makrofag dalam tubuh manusia bertanggungjawab untuk pengambilan lebih dari 100 juta eritrosit yang kehausan atau tidak berfungsi dalam aliran darah setiap hari.

Sel-sel sistem imun yang melakukan fagositosis

Sel-sel sistem imun yang melakukan fagositosis juga dapat menggunakan banyak mekanisme untuk memusnahkan patogen, seperti:

Radikal oksigen

Mereka adalah molekul yang sangat reaktif yang bertindak balas dengan protein, lipid, dan molekul biologi lain. Semasa tekanan fisiologi, jumlah radikal oksigen dalam sel dapat meningkat secara mendadak, menyebabkan tekanan oksidatif, yang dapat memusnahkan struktur sel.

Nitrik oksida

Ini adalah bahan reaktif, mirip dengan radikal oksigen, yang bertindak balas dengan superoksida untuk membuat molekul lain yang merosakkan pelbagai molekul biologi.

Protein antimikrob

Mereka adalah protein yang secara khusus merosakkan atau membunuh bakteria. Contoh protein antimikroba termasuk protease, yang membunuh pelbagai bakteria dengan memusnahkan protein penting, dan lisozim, yang menyerang dinding sel bakteria gram positif.

Peptida antimikrob

Peptida antimikroba serupa dengan protein antimikroba kerana menyerang dan membunuh bakteria. Beberapa peptida antimikroba, seperti defensin, menyerang membran sel bakteria.

Protein pengikat

Protein pengikat selalunya merupakan pemain penting dalam sistem kekebalan tubuh bawaan kerana mereka secara bersaing mengikat protein atau ion yang sebaliknya bermanfaat bagi bakteria atau replikasi virus.

Rujukan

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Penting. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Brown, E. (1995). Fagositosis. BioEssays, 17 (2), 109-117.
3. Garrett, WS, & Mellman, I. (2001). Kajian endositosis. Dalam Sel Dendritik (Kedua, hlm. 213-cp1). Akhbar Akademik.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Biologi Sel Molekul (edisi ke-5). Freeman, WH & Syarikat.
5. Platt, N., & Fineran, P. (2015). Mengukur aktiviti fagosit sel. Kaedah dalam Sel Biologi, 126, 287-304.
6. Rosales, C., & Uribe-Querol, E. (2017). Fagositosis: Proses Asas dalam Kekebalan. BioMed Research International, 1–18.
7. Sbarra, AJ, & Karnovskyi, ML (1959). Asas Biokimia Fagositosis. Jurnal Kimia Biologi, 234 (6), 1355-1362.
8. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
9. Stuart, LM, & Ezekowitz, RAB (2005). Fagositosis: Kerumitan yang elegan. Kekebalan, 22 (5), 539–550.