एंडोसाइटोसिस

एंडोसाइटोसिस एक कोशिकीय प्रक्रिया है जिसमें रासायनिक पदार्थ कोशिका में लाए जाते हैं। जिस सामग्री को आत्मसात किया जाना है वह कोशिका झिल्ली के एक क्षेत्र से घिरा हुआ है, जो तब कोशिका के अंदर से निकलकर एक वेसिकल (जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान) बनाता है जिसमें अंतर्ग्रहण सामग्री होती है। एंडोसाइटोसिस में पिनोसाइटोसिस (सेल ड्रिंकिंग) और phagocytosis  (सेल ईटिंग) शामिल हैं। यह सक्रिय परिवहन का एक रूप है।

इतिहास
यह शब्द 1963 में क्रिश्चियन डी ड्यूवे द्वारा प्रस्तावित किया गया था। फैगोसाइटोसिस की खोज 1882 में एली मेट्चनिकॉफ़ ने की थी।

मार्ग
एंडोसाइटोसिस मार्गों को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: अर्थात्, रिसेप्टर - मध्यस्थता ऐंडोकाएटोसिस (जिसे क्लैथ्रिन-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस के रूप में भी जाना जाता है), कैवोले, पिनोसाइटोसिस और फागोसाइटोसिस।
 * क्लैथ्रिन-मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस की मध्यस्थता छोटे (लगभग 100 एनएम व्यास वाले) पुटिकाओं के उत्पादन द्वारा की जाती है, जिनमें साइटोसोलिक प्रोटीन क्लैथ्रिन से बना रूपात्मक रूप से विशेषता कोट होता है। क्लैथ्रिन-लेपित पुटिका (सीसीवी) वस्तुतः सभी कोशिकाओं में पाए जाते हैं और प्लाज़्मा झिल्ली के डोमेन बनाते हैं जिसे क्लैथ्रिन-कोटेड पिट्स कहा जाता है। लेपित गड्ढे बड़े बाह्य अणुओं को केंद्रित कर सकते हैं जिनमें विभिन्न रिसेप्टर (जैव रसायन) होते हैं जो लिगेंड के रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस के लिए जिम्मेदार होते हैं, उदा। कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन, ट्रांसफरिन, वृद्धि कारक, एंटीबॉडी और कई अन्य।
 * अध्ययन स्तनधारी कोशिकाओं में बढ़े हुए तनाव के वातावरण में क्लैथ्रिन कोट के आकार में कमी की पुष्टि करता है। इसके अलावा, यह सुझाव देता है कि प्रयोगात्मक जांच में देखे गए दो स्पष्ट रूप से अलग क्लैथ्रिन असेंबली मोड, अर्थात् लेपित गड्ढे और लेपित प्लेक, प्लाज्मा झिल्ली में विभिन्न तनावों का परिणाम हो सकते हैं।


 * केवियोले सबसे अधिक रिपोर्ट की जाने वाली गैर-क्लैथ्रिन-लेपित प्लाज्मा झिल्ली कलियां हैं, जो कई प्रकार की कोशिकाओं की सतह पर मौजूद हैं, लेकिन सभी प्रकार की कोशिकाओं में नहीं। वे कोलेस्ट्रॉल-बाइंडिंग प्रोटीन केवोलिन (Vip21) से मिलकर बने होते हैं, जिसमें कोलेस्ट्रॉल और ग्लाइकोलिपिड्स से भरपूर एक बाइलेयर होता है। केवियोले झिल्ली में छोटे (लगभग 50 एनएम व्यास वाले) फ्लास्क के आकार के गड्ढे होते हैं जो एक गुफा के आकार के होते हैं (इसलिए नाम केवियोला)। वे कुछ ऊतकों की कोशिकाओं के प्लाज्मा झिल्ली क्षेत्र के एक तिहाई तक का गठन कर सकते हैं, विशेष रूप से चिकनी मांसपेशियों में प्रचुर मात्रा में, टाइप I न्यूमोसाइट्स, तंतुकोशिका ्स, एडिपोसाइट्स अन्तःस्तरीय कोशिका कोशिकाएं। Uptake of extracellular molecules is also believed to be specifically mediated via receptors in caveolae.A depiction of various types of Endocytosis.jpg** पोटोसाइटोसिस रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस का एक रूप है जो कोशिका में विभिन्न आकारों के अणुओं को लाने के लिए गुफाओं के पुटिकाओं का उपयोग करता है। अधिकांश एंडोसाइटोसिस के विपरीत, जो लाइसोसोम या अन्य ऑर्गेनेल को पुटिकाओं की सामग्री वितरित करने के लिए कैवियोली का उपयोग करता है, पोटोसाइटोसिस के माध्यम से एंडोसाइटोज्ड सामग्री साइटोसोल में जारी की जाती है।
 * पिनोसाइटोसिस, जो आमतौर पर प्लाज़्मा झिल्ली के अत्यधिक झालरदार क्षेत्रों से होता है, एक पॉकेट बनाने के लिए कोशिका झिल्ली का अंतर्वलन होता है, जो फिर कोशिका में पिंच होकर एक बड़े से भरे हुए पुटिका (0.5–5 माइक्रोन व्यास) का निर्माण करता है इसके भीतर बाह्य तरल पदार्थ और अणुओं की मात्रा (~100 सीसीवी के बराबर)। जेब भरना गैर-विशिष्ट तरीके से होता है। पुटिका तब साइटोसोल में जाती है और अन्य पुटिकाओं जैसे एंडोसोम और लाइसोसोम के साथ फ़्यूज़ हो जाती है।
 * फागोसाइटोसिस वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं लगभग 0.75 माइक्रोन व्यास से बड़े कण पदार्थ को बांधती और आंतरिक करती हैं, जैसे कि छोटे आकार के धूल के कण, कोशिका मलबे, सूक्ष्मजीव और apoptosis  कोशिकाएं। इन प्रक्रियाओं में रिसेप्टर-मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस | क्लैथ्रिन-मध्यस्थता वाले एंडोसाइटोसिस और केवियोली मार्ग की तुलना में बड़े झिल्ली क्षेत्रों का उत्थान शामिल है।

हाल के प्रयोगों ने सुझाव दिया है कि एंडोसाइटिक घटनाओं के ये रूपात्मक विवरण अपर्याप्त हो सकते हैं, और वर्गीकरण का एक अधिक उपयुक्त तरीका इस पर आधारित हो सकता है कि क्या विशेष मार्ग क्लैथ्रिन और dynamin  पर निर्भर हैं।

डायनेमिन-आश्रित क्लैथ्रिन-इंडिपेंडेंट पाथवे में फास्ट एंडोफिलिन-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस, अल्ट्राफास्ट एंडोसाइटोसिस, गतिविधि पर निर्भर बल्क एंडोसाइटोसिस, ईजीएफआर गैर-क्लैथ्रिन एंडोसाइटोसिस ईजीएफआर-एनसीई और आईएल2आरβ अपटेक शामिल हैं। डायनामिन-इंडिपेंडेंट क्लैथ्रिन-इंडिपेंडेंट पाथवे में CLIC/GEEC पाथवे (Graf1 द्वारा विनियमित) शामिल हैं, साथ ही बड़े पैमाने पर एंडोसाइटोसिस और पिनोसाइटोसिस।

रिसेप्टर-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस | क्लैथ्रिन-मध्यस्थता एंडोसाइटोसिस एकमात्र मार्ग है जो क्लैथ्रिन और डायनामिन दोनों पर निर्भर करता है।

प्रधान घटक
स्तनधारी कोशिकाओं के एंडोसाइटिक मार्ग में अलग-अलग झिल्ली के डिब्बे होते हैं, जो प्लाज्मा झिल्ली से अणुओं को आंतरिक करते हैं और उन्हें वापस सतह पर रीसायकल करते हैं (जैसा कि शुरुआती एंडोसोम और रीसाइक्लिंग एंडोसोम में होता है), या उन्हें गिरावट के लिए क्रमबद्ध करें (देर से एंडोसोम और लाइसोसोम के रूप में)। एंडोसाइटिक मार्ग के प्रमुख घटक हैं: *प्रारंभिक इंडोसोम ्स एंडोसाइटिक मार्ग के पहले खंड हैं। शुरुआती एंडोसोम अक्सर कोशिका की परिधि में स्थित होते हैं, और कोशिका की सतह से आने वाले अधिकांश प्रकार के पुटिकाओं को प्राप्त करते हैं। उनके पास एक विशिष्ट ट्यूबलो-वेसिकुलर संरचना होती है (लगभग 50 एनएम व्यास के जुड़े नलिकाओं के साथ व्यास में 1 माइक्रोमीटर तक के पुटिका) और एक हल्का अम्लीय पीएच। वे मुख्य रूप से ऑर्गेनेल की छंटाई कर रहे हैं, जहां कई एंडोसाइटोज्ड लिगेंड अपने रिसेप्टर (जैव रसायन) से डिब्बे के एसिड पीएच में अलग हो जाते हैं, और जिससे कई रिसेप्टर्स कोशिका की सतह (ट्यूब्यूल के माध्यम से) को रीसायकल करते हैं।  यह बाद के डिब्बों (जैसे देर से एंडोसोम या लाइसोसोम) में ट्रांसवेसिकुलर डिब्बों (जैसे मल्टीविस्कुलर बॉडीज (एमवीबी) या एंडोसोमल कैरियर वेसिकल्स (ईसीवी)) के माध्यम से ट्रांससीटोटिक मार्ग में सॉर्ट करने की साइट भी है। यह हाल ही में पाया गया था कि एक ईसो रंगाई खमीर में एंडोसाइटोसिस के पोर्टल के रूप में कार्य करता है।
 * देर से एंडोसोम लाइसोसोम के मार्ग में एंडोसाइटोज्ड सामग्री प्राप्त करते हैं, आमतौर पर एंडोसाइटिक मार्ग में प्रारंभिक एंडोसोम से, बायोसिंथेटिक मार्ग में ट्रांस-गोल्गी नेटवर्क (टीजीएन) से, और फागोसाइटिक मार्ग में फेगोसोम से। लेट एंडोसोम में अक्सर न्यूक्लियोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया और mRNAs की प्रोटीन विशेषता होती है, जिसमें लाइसोसोमल झिल्ली ग्लाइकोप्रोटीन और एसिड हाइड्रॉलिसिस शामिल हैं। वे अम्लीय (लगभग पीएच 5.5) हैं, और Mannose-6-फॉस्फेट रिसेप्टर्स के ट्रैफिकिंग मार्ग का हिस्सा हैं। माना जाता है कि देर से एंडोसोम लाइसोसोम को सामग्री के वितरण से पहले छँटाई की घटनाओं के अंतिम सेट में मध्यस्थता करते हैं।
 * लाइसोसोम एंडोसाइटिक मार्ग का अंतिम भाग है। उनका मुख्य कार्य सेलुलर अपशिष्ट उत्पादों, वसा, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स को सरल यौगिकों में तोड़ना है। ये फिर साइटोप्लाज्म में नई कोशिका-निर्माण सामग्री के रूप में वापस आ जाते हैं। इसे पूरा करने के लिए, लाइसोसोम लगभग 40 विभिन्न प्रकार के हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों का उपयोग करते हैं, जो सभी एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में निर्मित होते हैं, गोल्गी उपकरण में संशोधित होते हैं और एक अम्लीय वातावरण में कार्य करते हैं। एक लाइसोसोम का अनुमानित पीएच 4.8 है और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (ईएम) द्वारा आमतौर पर इलेक्ट्रॉन सघन सामग्री वाले बड़े रिक्तिकाएं (व्यास में 1-2 माइक्रोमीटर) के रूप में दिखाई देती हैं। उनके पास लाइसोसोमल झिल्ली प्रोटीन और सक्रिय लाइसोसोमल हाइड्रॉलिसिस की उच्च सामग्री है, लेकिन कोई मैनोज़-6-फॉस्फेट रिसेप्टर नहीं है। उन्हें आम तौर पर सेल के प्रमुख हाइड्रोलाइटिक डिब्बे के रूप में माना जाता है।

क्लैथ्रिन-मध्यस्थता
अधिकांश कोशिकाओं में एंडोसाइटोसिस के लिए प्रमुख मार्ग, और सबसे अच्छी तरह से समझा जाने वाला, अणु क्लैथ्रिन द्वारा मध्यस्थता है। यह बड़ा प्रोटीन कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली की भीतरी सतह पर एक लेपित गड्ढे के निर्माण में सहायता करता है। यह गड्ढा फिर कोशिका के कोशिका द्रव्य में एक लेपित पुटिका बनाने के लिए कोशिका में घुस जाता है। ऐसा करने में, यह कोशिका में न केवल कोशिका की सतह का एक छोटा सा क्षेत्र लाता है बल्कि कोशिका के बाहर से तरल पदार्थ की एक छोटी मात्रा भी लाता है। कोट एक पुटिका बनाने के लिए दाता झिल्ली को ख़राब करने का कार्य करते हैं, और वे पुटिका कार्गो के चयन में भी कार्य करते हैं। कोट कॉम्प्लेक्स जिन्हें अब तक अच्छी तरह से चित्रित किया गया है उनमें कोट प्रोटीन- I (COP-I), COP-II और क्लैथ्रिन शामिल हैं। क्लैथ्रिन कोट दो महत्वपूर्ण परिवहन चरणों में शामिल हैं: (i) प्लाज्मा झिल्ली से प्रारंभिक एंडोसोम तक रिसेप्टर-मध्यस्थता और द्रव-चरण एंडोसाइटोसिस और (ii) टीजीएन से एंडोसोम तक परिवहन। एंडोसाइटोसिस में, क्लैथ्रिन कोट को प्लाज्मा झिल्ली के साइटोप्लाज्मिक चेहरे पर इकट्ठा किया जाता है, जिससे गड्ढों का निर्माण होता है जो पिंच ऑफ (स्किशन) करने के लिए आक्रमण करता है और मुक्त सीसीवी बन जाता है। संवर्धित कोशिकाओं में, एक CCV की असेंबली में ~ 1 मिनट लगता है, और हर मिनट में कई सौ से एक हजार या अधिक बन सकते हैं। क्लैथ्रिन कोट का मुख्य मचान घटक 190-केडी प्रोटीन है जिसे क्लैथ्रिन हेवी चेन (सीएचसी) कहा जाता है, जो 25-केडी प्रोटीन से जुड़ा होता है जिसे क्लैथ्रिन लाइट चेन (सीएलसी) कहा जाता है, जो ट्रिस्केलियन्स नामक तीन-पैर वाले ट्रिमर बनाता है।

पुटिकाएं गठन के दौरान चुनिंदा रूप से ध्यान केंद्रित करती हैं और कुछ प्रोटीनों को बाहर कर देती हैं और समग्र रूप से झिल्ली का प्रतिनिधित्व नहीं करती हैं। AP2 एडेप्टर मल्टीसबयूनिट कॉम्प्लेक्स हैं जो प्लाज्मा झिल्ली पर यह कार्य करते हैं। सबसे अच्छी तरह से समझे जाने वाले रिसेप्टर्स जो स्तनधारी कोशिकाओं के लेपित पुटिकाओं में केंद्रित पाए जाते हैं, वे हैं एलडीएल रिसेप्टर (जो रक्त के परिसंचारी से कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन को हटाते हैं), ट्रांसफ़रिन रिसेप्टर (जो सेल में ट्रांसफ़रिन से जुड़े फेरिक आयनों को लाता है) और कुछ हार्मोन रिसेप्टर्स (जैसे कि एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर के लिए)।

किसी एक क्षण में, फाइब्रोब्लास्ट की प्लाज्मा झिल्ली का लगभग 25% लेपित गड्ढों से बना होता है। एक लेपित गड्ढे के रूप में कोशिका में कलियों से पहले लगभग एक मिनट का जीवन होता है, एक फाइब्रोब्लास्ट हर 50 मिनट में लगभग एक बार इस मार्ग से अपनी सतह लेता है। प्लाज़्मा झिल्ली से बनने वाले कोटेड पुटिकाओं का व्यास लगभग 100 एनएम होता है और जीवन भर कुछ सेकंड में मापा जाता है। एक बार जब कोट को बहा दिया जाता है, तो शेष पुटिका एंडोसोम के साथ फ़्यूज़ हो जाती है और एंडोसाइटिक मार्ग से नीचे चली जाती है। वास्तविक नवोदित प्रक्रिया, जिससे एक गड्ढे को एक पुटिका में परिवर्तित किया जाता है, क्लैथ्रिन द्वारा साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन के एक सेट द्वारा सहायता प्रदान की जाती है, जिसमें डायनामिन और एडेप्टर जैसे अनुकूल बनाना शामिल होते हैं।

लेपित गड्ढों और पुटिकाओं को पहली बार थॉमस एफ रोथ और कीथ आर पोर्टर द्वारा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में ऊतक के पतले वर्गों में देखा गया था। 1977 में रिचर्ड जी. एंडरसन, माइकल एस. ब्राउन और जोसेफ एल. गोल्डस्टीन द्वारा रक्त से एलडीएल की निकासी के लिए उनके महत्व की खोज की गई थी। लेपित पुटिकाओं को पहली बार बारबरा पियर्स द्वारा शुद्ध किया गया था, जिन्होंने 1976 में क्लैथ्रिन कोट अणु की खोज की थी।

प्रक्रियाएं और घटक
केवोलिन प्रोटीन जैसे केवोलिन-1 (केवोलिन 1), केवोलिन-2 (केवोलिन 2), और केवोलिन-3 (केवोलिन 3), केवोलर निर्माण प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। अधिक विशेष रूप से, CAV1 और CAV2 गैर-मांसपेशी कोशिकाओं में गुहिका गठन के लिए जिम्मेदार होते हैं जबकि CAV3 मांसपेशी कोशिकाओं में कार्य करता है। प्रक्रिया CAV1 के अन्तः प्रदव्ययी जलिका  में संश्लेषित होने के साथ शुरू होती है जहां यह डिटर्जेंट-प्रतिरोधी  ओलिगोमेर ्स बनाता है। फिर, ये ओलिगोमर्स कोशिका की सतह पर पहुंचने से पहले  गॉल्गी कॉम्प्लेक्स  के माध्यम से गुफाओं के निर्माण में सहायता के लिए यात्रा करते हैं। कैवियोले का निर्माण कुछ शर्तों के तहत डिसएस्पेशन के माध्यम से भी प्रतिवर्ती होता है, जैसे कि प्लाज़्मा मेम्ब्रेन टेंशन में वृद्धि। ये कुछ स्थितियां तब ऊतकों के प्रकार पर निर्भर करती हैं जो गुफाओं के कार्य को व्यक्त कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, सभी ऊतक जिनमें केवोलर प्रोटीन होते हैं, उनमें केवोलर संरचना नहीं होती है। रक्त-मस्तिष्क-बाधा|रक्त-मस्तिष्क बाधा। हालांकि गुफाओं के बीच संरक्षित कई रूपात्मक विशेषताएं हैं, प्रत्येक CAV प्रोटीन के कार्य विविध हैं। केवोलिन्स के बीच एक सामान्य विशेषता है उनका संभावित हेयरपिन संरचनाओं का हाइड्रोफोबिक फैलाव जो α-हेलीकॉप्टर से बने होते हैं। इन हेयरपिन जैसे α-हेलीकॉप्स के सम्मिलन से एक केवियोले कोट बनता है जो झिल्ली वक्रता की ओर जाता है। सम्मिलन के अलावा, केवोलिन ओलिगोमेराइज़ेशन में भी सक्षम हैं जो आगे चलकर झिल्ली वक्रता में भूमिका निभाता है। हाल के अध्ययनों से यह भी पता चला है कि पोलीमरेज़ I, ट्रांसक्रिप्ट रिलीज़ फैक्टर और सीरम डेप्रिवेशन प्रोटीन रिस्पॉन्स भी कैवियोले के संयोजन में भूमिका निभाते हैं। कैवियोले असेंबली के अलावा, शोधकर्ताओं ने यह भी पता लगाया है कि CAV1 प्रोटीन अन्य एंडोसाइटिक मार्गों को भी प्रभावित कर सकता है। जब CAV1 CDC42 से जुड़ता है, CAV1 इसे निष्क्रिय कर देता है और झिल्ली तस्करी की घटनाओं के दौरान Cdc42 गतिविधि को नियंत्रित करता है।

तंत्र
सेल अपटेक की प्रक्रिया झिल्ली नवोदित को प्रेरित करने के लिए घटक अणुओं के झुकाव और चिरायता पर निर्भर करती है। चूंकि इस तरह के चिरल और झुके हुए लिपिड अणुओं के एक बेड़ा रूप में होने की संभावना है, शोधकर्ताओं का सुझाव है कि कैवियोली गठन भी इस तंत्र का अनुसरण करता है क्योंकि कैवियोले भी राफ्ट घटकों में समृद्ध होते हैं। जब केवोलिन प्रोटीन कोलेस्ट्रॉल के माध्यम से आंतरिक पत्रक से जुड़ते हैं, तो झिल्ली झुकना शुरू कर देती है, जिससे सहज वक्रता हो जाती है। यह प्रभाव बल वितरण के कारण उत्पन्न होता है जब केवोलिन ओलिगोमर झिल्ली से बंध जाता है। बल वितरण तब झिल्ली के तनाव को बदल देता है जिससे नवोदित होता है और अंततः पुटिका का निर्माण होता है।

गैलरी
 Endocytosis 3.jpg|प्रथम चरण Endocytosis 4.jpg|चरण 2 Endocytosis 5.jpg|स्टेज 3 Endocytosis 6.webm|एंडोसाइटोसिस एनिमेशन (1) Endocytosis 7.webm|एंडोसाइटोसिस एनिमेशन (2) 

यह भी देखें
• Active transport

• Emperipolesis

• RAP6 (Rab5-activating protein 6)

• Exocytosis

• Phagocytosis

• Pinocytosis

• Trans-endocytosis

बाहरी संबंध

 * Endocytosis at biologyreference.com
 * Endocytosis - researching endocytic mechanisms at endocytosis.org
 * Clathrin-mediated endocytosis ASCB Image & Video Library
 * Types of Endocytosis (Animation)