FAGOSITOSIS: TAHAPAN DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The fagositosis adalah proses di mana sel-sel "menangkap" molekul dan berbagai zat dari medium sekitarnya karena pembentukan invaginasi dari membran plasma, membentuk vesikel intraseluler dikenal sebagai endosomes. Fagositosis, bersama dengan pinositosis dan endositosis yang dimediasi reseptor, merupakan tiga jenis endositosis.

Pinositosis dikaitkan dengan konsumsi cairan dan molekul kecil, sedangkan endositosis yang dimediasi reseptor melibatkan pengikatan molekul spesifik ke protein reseptor membran. Fagositosis dianggap sebagai bentuk makanan, karena berkaitan dengan konsumsi molekul besar, sel lain, atau "puing" dari sel lain.

Fagositosis suatu bakteri (Sumber: GrahamColm di Wikipedia bahasa Inggris melalui Wikimedia Commons)

Pada organisme multiseluler seperti tumbuhan, hewan, dan jamur, tidak semua sel memiliki kemampuan untuk menelan elemen eksternal, yang berarti terdapat beberapa sel khusus untuk tujuan ini, yang dikenal sebagai “sel fagositik”.

Sel fagositik didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh dan melakukan fungsi yang berbeda. Makrofag adalah contoh sel fagositik yang baik yang termasuk dalam sistem kekebalan tubuh, yang berfungsi untuk melindungi kita dari mikroorganisme yang masuk ke dalam tubuh kita.

Fagositosis / Foto dipulihkan dari phagositosis77.blogspot.com

Proses fagositosis tidak akan masuk akal dalam sel eukariotik tanpa adanya jenis organel intraseluler yang disebut lisosom, karena di sanalah nutrisi dari bahan sel fagositosis "diproses" atau "dicerna".

Fagositosis juga dikenal sebagai "heterophagy" (menelan senyawa ekstraseluler), karena ini berbeda dari "autophagy", yang merupakan proses normal yang terjadi di lisosom hampir semua sel eukariotik.

Tahapan

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

Pada organisme eukariotik tingkat tinggi, sel fagositik utama berasal dari prekursor umum 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 tahapan atau tahapan berurutan, yang terdiri dari (1) pengenalan materi yang difagositosis, (2) dalam pembentukan fagosom yang merupakan sejenis vesikel intraseluler, dan (3) ) dalam pembentukan fagolisosom, suatu peristiwa yang diakhiri dengan "pencernaan".

Tahap pengakuan

Fagositosis bukanlah proses yang sederhana. Di antara banyak hal lainnya, ini melibatkan pengenalan sinyal spesifik dan pengikatan partikel atau organisme ke reseptor spesifik yang terletak di permukaan luar membran plasma sel fagositik.

Proses awal ini dapat dianggap sebagai semacam "netralisasi", terutama dalam hal fagositosis yang dimediasi oleh sel-sel tertentu dari sistem kekebalan, yang bertanggung jawab untuk menghilangkan sel-sel yang menyerang.

Dengan demikian, permukaan membran plasma sel fagositik (atau organisme bersel tunggal yang fagositik) diberkahi dengan baterai reseptor yang mampu mengenali molekul spesifik (ligan) yang ditemukan pada permukaan sel yang menyerang atau yang khas dari partikel makanan.

Reseptor ini, yang umumnya merupakan protein membran integral dengan ekstensi ekstraseluler, mengikat ligan mereka, memicu serangkaian peristiwa pensinyalan internal yang mengirimkan pesan yang diterjemahkan sebagai "ada makanan di luar."

Tahap pembentukan fagosom

Setelah sel yang menelan partikel makanan atau sel "asing" lainnya menerima pesan yang dikirim dari permukaan, invaginasi terjadi di membran plasma, yang berarti bahwa sel "menelan" bahan yang akan difagosit, mengelilinginya dengan membrannya sendiri. .

Pada tahap ini diamati bagaimana membran menyebar ke sel lain dan ekstensi ini kadang-kadang dikenal sebagai "pseudopod". Ketika ujung-ujung pseudopoda bertemu, menutupi unsur asing, sebuah "vesikel" internal yang disebut bentuk fagosom.

Pembentukan fagolisosom dan tahap pencernaan

Fagosom yang mengandung elemen fagositosis adalah vesikula intraseluler yang ditutupi oleh membran. Ini memiliki kemampuan untuk berfusi dengan organel intraseluler lainnya: lisosom.

Fusi antara fagosom dan lisosom menimbulkan fagolisosom , yang sesuai dengan organel senyawa tempat "pencernaan" atau "disintegrasi" senyawa fagositosis terjadi (baik itu seluruh sel, sebagian atau molekul ekstraseluler lainnya).

Karena lisosom adalah organel yang bertanggung jawab untuk degradasi bahan intraseluler yang kekurangan atau limbah, mereka diberkahi dengan enzim hidrolitik dan proteolitik berbeda yang memberi mereka kemampuan untuk menghancurkan (menjadi fragmen yang lebih kecil) partikel yang terkandung dalam fagosom yang dengannya mereka menggabungkan.

Bahan yang dihasilkan dari degradasi fagolisosom ini dapat secara definitif dihilangkan sebagai bahan limbah dari sel fagositik atau dapat digunakan sebagai “blok bangunan” untuk sintesis senyawa intraseluler baru.

fitur

Fagositosis memiliki banyak fungsi penting dalam organisme eukariotik. Pada protozoa dan makhluk uniseluler lainnya, misalnya, proses ini penting untuk nutrisi, karena sebagian besar makanan dicerna dengan cara ini.

Fagositosis pada amuba (Sumber: Miklos via Wikimedia Commons)

Sebaliknya, dalam banyak organisme multiseluler, fagositosis sangat penting untuk pertahanan spesifik dan nonspesifik, yaitu untuk imunitas bawaan dan imunitas adaptif.

Ini memiliki fungsi utama dalam "penghancuran" menyerang mikroorganisme patogen seperti bakteri, parasit, dll, dan juga terlibat dalam pemulihan kondisi normal di tempat infeksi atau pembengkakan telah terjadi, yaitu, penting untuk perbaikan luka.

Juga dalam konteks imunologi, fagositosis sangat penting untuk proses presentasi antigen dan aktivasi limfosit spesifik dari sistem kekebalan (sel B dan sel T), yang berpartisipasi dalam pertahanan tubuh terhadap agen asing atau asing.

Fagositosis juga terlibat dalam eliminasi dan "daur ulang" sel dalam tubuh yang mengalami peristiwa apoptosis, sehingga komponennya dapat digunakan kembali atau diarahkan ke pembentukan molekul atau organel intraseluler baru.

Fakta yang aneh, makrofag dalam tubuh manusia bertanggung jawab atas konsumsi harian lebih dari 100 juta eritrosit yang rusak atau tidak berfungsi dalam aliran darah.

Sel-sel sistem kekebalan yang melakukan fagositosis

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

Radikal oksigen

Mereka adalah molekul yang sangat reaktif yang bereaksi dengan protein, lipid, dan molekul biologis lainnya. Selama stres fisiologis, jumlah radikal oksigen dalam sel dapat meningkat secara dramatis, menyebabkan stres oksidatif, yang dapat merusak struktur sel.

Oksida nitrat

Ini adalah zat reaktif, mirip dengan radikal oksigen, yang bereaksi dengan superoksida untuk membuat molekul lain yang merusak berbagai molekul biologis.

Protein antimikroba

Mereka adalah protein yang secara khusus merusak atau membunuh bakteri. Contoh protein antimikroba termasuk protease, yang membunuh berbagai bakteri dengan menghancurkan protein esensial, dan lisozim, yang menyerang dinding sel bakteri gram positif.

Peptida antimikroba

Peptida antimikroba mirip dengan protein antimikroba karena menyerang dan membunuh bakteri. Beberapa peptida antimikroba, seperti defensins, menyerang membran sel bakteri.

Mengikat protein

Protein pengikat seringkali merupakan pemain penting dalam sistem kekebalan bawaan karena mereka secara kompetitif mengikat protein atau ion yang seharusnya bermanfaat bagi bakteri atau replikasi virus.

Referensi

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Esensial. Abingdon: Ilmu Garland, Taylor & Francis Group.
2. Brown, E. (1995). Fagositosis. BioEssays, 17 (2), 109-117.
3. Garrett, WS, & Mellman, I. (2001). Studi tentang endositosis. Dalam Dendritic Cells (Second, pp. 213-cp1). Pers Akademik.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (edisi ke-5th). Freeman, WH & Company.
5. Platt, N., & Fineran, P. (2015). Mengukur aktivitas fagositik sel. Metode dalam Biologi Sel, 126, 287-304.
6. Rosales, C., & Uribe-Querol, E. (2017). Fagositosis: Proses Mendasar dalam Kekebalan. BioMed Research International, 1–18.
7. Sbarra, AJ, & Karnovskyi, ML (1959). Dasar Biokimia dari Fagositosis. Jurnal Kimia Biologi, 234 (6), 1355-1362.
8. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biology (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
9. Stuart, LM, & Ezekowitz, RAB (2005). Fagositosis: Kompleksitas yang elegan. Imunitas, 22 (5), 539–550.