Endozom

Endocytická kaskáda v buňkách má celou řadu kroků a odboček. Pomocí pikrogramů je znázorněn osud tří různých receptorů - EGF receptoru, transferinového receptoru a M6P receptoru
Endozomy v elektronovém mikroskopu; buňky HeLa

Endozom je membránový váček uvnitř eukaryotních buněk. Vzniká endocytózou a slouží k třídění endocytovaného materiálu. Dnes je známo několik druhů endozomů, které se uplatňují v různých fázích degradační dráhy a končí obvykle na lysozomu. Nejprve vzniká časný endozom a až v následných fázích (přes mezistupeň – „multivezikulární tělísko“) se vyvíjí pozdní endozom a následně dochází se splývání s lysozomy.

Obsah endozomu je kyselejší než cytosol. Kyselé prostředí je udržováno H+ pumpou poháněnou ATP, která čerpá protony z cytosolu do endozomu. Kyselé prostředí přiměje řadu receptorů uvolnit navázaný náklad.

Časný endozom

Časný endozom vzniká spojováním např. klathrinových váčků vzniklých při endocytóze zprostředkované receptorem. Je to dynamický útvar a část obsahu vody, proteinů a lipidů se téměř ihned vrací pomocí váčků zpátky na plazmatickou membránu. Dělá se to pomocí specializovaných membránových domén, jejichž osud je ovládán pomocí Rab proteinů. Mimo domény, která směřuje přímo na plazmatickou membránu, je část váčků někdy posílána do tzv. recyklační endozomu (a až následně ven). V časném endozomu je pH asi 6,5. Následně váčky putují po mikrotubulech směrem ke středu buňky a mění se na pozdní endozomy.[1]

Pozdní endozom

Pozdní endozom je další typ vnitrobuněčného váčku (vezikulu), který vzniká v degradační kaskádě. Vzniká z časného endozomu (přes mezistadium známé jako multivezikulární tělísko, MCB)[1] a má kyselejší pH (cca pH 6[2], podle jiných zdrojů až 4,5[1]). Z pozdního endozomu je ještě úniku a je možno některé proteiny posílat přes Golgiho aparát zpátky na plazmatickou membránu buňky (takto se recyklují např. M6P receptory nebo jisté proteolytické enzymy). Už se v něm nicméně vyskytují některé hydrolytické enzymy dopravené z Golgiho aparátu, které zahajují proteolytický rozklad.[1]

Reference

  1. ↑ a b c d POLLARD, Thomas D; EARNSHAW, William C. Cell Biology. 2. vyd. [s.l.]: Saunders, 2007. ISBN 1416022554. S. 928. 
  2. ↑ ALBERTS, Bruce , et al. The Molecular Biology of the Cell. [s.l.]: Garland Science, 2002. (4th. ed). Dostupné online. ISBN 0-8153-3218-1. 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Endocytic pathway of animal cells showing EGF receptors, transferrin receptors and mannose-6-phosphate receptors.jpg
Autor: Matthew R G Russell, Licence: CC BY-SA 3.0
The endocytic pathway in animal cells. Endocytosed molecules from the cell surface are internalized to early endosomes. These then develop into late endosomes/multivesicular bodies (MVBs) by maturation; recycling molecules are removed, pH is lowered, lumenal vesicles form, and RAB5 is replaced with RAB7, making them competent for fusion with lysosomes. Fusion creates a hybrid, from which a lysosome is reformed. Molecules recycling to the plasma membrane can traffic via recycling endosomes (not shown). Molecules are also transported to/from the Golgi. More complicated pathways exist in specialized cells.


Transferrin and its receptor cycle between the plasma membrane and (mainly) early endosomes. Transferrin releases its iron in the acidic endosome. EGF receptors that are activated by binding EGF, are downregulated by degradation in lysosomes. EGF binding stimulates ubiquitination of EGFRs and this targets them to the lysosome lumen, via lumenal vesicles. Mannose-6-phosphate receptors cycle between the Golgi and endosomes, releasing their cargo due to the low pH of the endosomes.
HeLa cell endocytic pathway labeled for EGFR and transferrin.jpg
Autor: Matthew R G Russell, Licence: CC BY 3.0
Compartments of the endocytic pathway in HeLa cells. Early endosomes (E), late endosomes/MVBs (M), and lysosomes (L) are visible. Epidermal growth factor receptors (EGFR) and transferrin (Tf) are labelled in the early endosomes.

Epidermal growth factor receptors are labelled with an antibody conjugated to 10 nm gold, applied to the cell surface. The cells were stimulated with EGF and allowed to internalize the receptors, bringing the gold with them. The image was taken 5 minutes after internalization, at which point most of the EGFR-gold has reached early endosomes (black dots, marked by arrowheads), but has not yet entered late endosomes or lysosomes. The cells are also loaded with transferrin conjugated to horseradish peroxidase (TfHRP). The HRP catalyses a reaction in the presence of DAB that produces a dark stain in the transferrin containing compartments in the image.

HeLa cells were preincubated for 1 h in serum-free medium. For the final 30 minutes the cells were incubated with TfHRP. The cells were then incubated with EGF and anti-EGFR 10 nm gold-conjugated antibody for 30 minutes at 4°C, washed, and incubated at 37°C for a further 5 minutes, all in the presence of TfHRP. Arrowheads; anti-EGFR 10 nm gold. Dark content; cross linked TfHRP. Bar, 500 nm.

Philips EM400 TEM

Methods for cell fixation and preparation for electron microscopy can be found in the reference below. Briefly, cells were room temperature fixed, a DAB reaction was done, and the cells were osmium stained, dehydrated and embedded en face in epon.

Related reference;

Doyotte, A., Russell, M.R.G., Hopkins, C.R., Woodman, P.G. (2005) Depletion of TSG101 forms a mammalian ‘‘Class E’’ compartment: a multicisternal early endosome with multiple sorting defects. J. Cell Sci, 118:3003-3017.