endocytose er prosessen der celler internalisere stoffer fra deres ytre miljø. Det er slik celler får næringsstoffene de trenger for å vokse og utvikle seg. Stoffer som er internalisert ved endocytose inkluderer væsker, elektrolytter, proteiner, og andre makromolekyler. Endocytose er også et av virkemidlene hvite blodceller av immunforsvar fange og ødelegge potensielle patogener inkludert bakterie og protister. Prosessen med endocytose kan oppsummeres i tre grunnleggende trinn.
Det er tre primære typer endocytose: fagocytose, pinocytose og reseptormediert endocytose. fagocytose kalles også "cellespising" og innebærer inntak av fast materiale eller matpartikler. pinocytosis, også kalt "celledrikking", innebærer inntak av molekyler oppløst i væske. Reseptormediert endocytose innebærer inntak av molekyler basert på deres interaksjon med reseptorer på en celleoverflate.
For at endocytose skal oppstå, må stoffer være lukket inne i en vesikkel dannet fra cellemembranen, eller plasmamembran. Hovedkomponentene i denne membranen er proteiner og lipider, som hjelper til cellemembranens fleksibilitet og molekyltransport. Fosfolipider er ansvarlige for å danne en dobbelt-lags barriere mellom det ytre cellemiljøet og cellens indre. Fosfolipider har
hydrofil (tiltrukket av vann) hoder og hydrofobe (frastøtt av vann) haler. Når de er i kontakt med væske, ordner de spontant slik at de hydrofile hodene deres vender mot cytosolen og ekstracellulær væske, mens deres hydrofobe haler beveger seg bort fra væsken til det indre området av lipid-dobbeltlaget membran.Cellemembranen er semipermeabel, noe som betyr at bare visse molekyler får diffundere over membranen. Stoffer som ikke kan diffundere over cellemembranen, må hjelpes på tvers av passiv diffusjon prosesser (forenklet diffusjon), aktiv transport (krever energi), eller ved endocytose. Endocytose innebærer fjerning av deler av cellemembranen for dannelse av vesikler og internalisering av stoffer. For å opprettholde cellestørrelse, må membrankomponenter byttes ut. Dette oppnås ved prosessen med eksocytose. I motsetning til endocytose, eksocytose innebærer dannelse, transport og fusjon av indre vesikler med cellemembranen for å utvise stoffer fra cellen.
fagocytose er en form for endocytose som involverer oppslukking av store partikler eller celler. Fagocytose lar immunceller, som makrofager, kvitte kroppen med bakterier, kreftceller, virusinfiserte celler eller andre skadelige stoffer. Det er også prosessen der organismer som amøber henter mat fra omgivelsene. Ved fagocytose, den fagocytiske cellen eller phagocyte må kunne feste seg til målcellen, internalisere den, forringe den og bortvise avfallet. Denne prosessen, som den forekommer i immunceller, er beskrevet nedenfor.
Mens fagocytose involverer cellespising, pinocytosis innebærer celledrikking. Væsker og oppløste næringsstoffer føres inn i en celle ved hjelp av pinocytose. De samme grunnleggende trinnene for endocytose blir brukt i pinocytose for å internalisere vesikler og til å transportere partikler og ekstracellulær væske inne i cellen. Når det er inne i cellen, kan vesikelen smelte sammen med et lysosom. Fordøyelsesenzymer fra lysosomet nedbryter vesikelen og frigjør innholdet i cytoplasma for bruk av cellen. I noen tilfeller smelter ikke vesikelen med et lysosom, men beveger seg over cellen og smelter sammen med cellemembranen på den andre siden av cellen. Dette er et middel som en celle kan resirkulere cellemembranproteiner og lipider.
Pinocytosis er uspesifikk og forekommer ved to hovedprosesser: mikropinocytose og makropinocytose. Som navnene antyder, micropinocytosis innebærer dannelse av små vesikler (0,1 mikrometer i diameter), mens macropinocytosis innebærer dannelse av større vesikler (0,5 til 5 mikrometer i diameter). Mikropinocytose forekommer i de fleste typer kroppsceller, og de bittesmå vesiklene dannes ved spiring fra cellemembranen. Mikropinocytotiske vesikler kalt caveolae ble først oppdaget i endotel av blodkar. Makropinocytose observeres vanligvis i hvite blodlegemer. Denne prosessen skiller seg fra mikropinocytose ved at vesiklene ikke dannes ved spiring, men ved plasmamembranflass. Ruffles er utvidede deler av membranen som rager ut i den ekstracellulære væsken og deretter brettes tilbake på seg selv. Dermed øser cellemembranen væsken, danner en vesikkel og trekker vesikelen inn i cellen.
Reseptormediert endocytose er prosessen som brukes av celler for selektiv internalisering av spesifikke molekyler. Disse molekylene binder seg til spesifikke reseptorer på cellemembranen før de blir internalisert ved endocytose. Membranreseptorer finnes i regioner av plasmamembranen belagt med proteinet clatherine kjent som clatherine-belagte groper. Når det spesifikke molekylet binder seg til reseptoren, blir gropregionene internalisert og det dannes klorindrager. Etter å ha smeltet sammen tidlig endosomes (membranbundne sekker som hjelper til med å sortere internalisert materiale), clatherine-belegget fjernes fra vesiklene og innholdet tømmes i cellen.