Теперь мы готовы отправиться внутрь клетки. Но прежде надо соответствующим образом одеться. По причинам, которые нам вскоре станут понятными, мы должны надеть на себя кислотоустойчивую и недоступную для лизосом одежду, если хотим избежать внезапного — и фатального — окончания нашего путешествия. Материалом для нашего костюма послужит восковое вещество, экстрагированное из клеточной стенки бацилл проказы, которое придаёт этой бацилле удивительную резистентность к внутриклеточному перевариванию. Поверх костюма следует надеть плащ, имеющий на поверхности подходящий лиганд, чтобы клетка, которую мы планируем посетить, могла нас узнать и впустить. Если это будет лейкоцит, то на плаще должны находиться антитела для Рс-рецепторов. Для других клеток может понадобиться другая одежда — помните, что поверхностные рецепторы варьируют от клетки к клетке. Это значит, что мы можем до известной степени выбрать цель нашего путешествия, не забывая покрыть себя соответствующим лигандом.
С учетом наших размеров (даже после уменьшения в миллион раз мы сопоставимы с крупной бактерией) мы должны внедриться в клетку путем фагоцитоза Однако мы узнаем больше, если попросим клетку сделать исключение и поместить нас в окаймленное углубление. Это даст нам возможность участвовать в эндоцитозе совместно с различными связанными с рецепторами молекулами и испытать его с точки зрения его жертв или объектов. Мы знали, на что идем, тем не менее очень неприятно, когда тебя постепенно обволакивают складки наползающей мембраны. Но еще тяжелее становится на душе, когда, разорвав последнюю связь с внешним миром, наше непрочное суденышко погружается в глубокий мрак цитоплазмы, проплывая мимо огромных теней, едва различимых сквозь полупрозрачную мембрану.
Первым признаком того, что наше поглощение клеткой завершено, является нарастающее закисление среды внутри нашего мембранного корабля. Ионы водорода Н+, или протоны, ответственные за это, проникают к нам из окружающего цитозоля посредством энергозависимого протонного насоса (гл. 3). Предполагается, что насос уже размещен в углублениях клеточной поверхности, но выбрасываемые им протоны растворяются и уносятся внеклеточной жидкостью. Когда же углубления закрываются, образуя везикулы, про-тоны остаются в ловушке, где они быстро накапливаются, пока не достигают концентрации 20 микроэквивалентов на 1 л (рН 4,7) в отличие от концентрации протонов в цитозоле около нейтральных значений (0,1 микроэквивалента на 1 л, или рН 7,0). В результате закисления значительно снижается аффинитет многих лигандов к их рецепторам, вследствие чего ли- ганды полностью отделяются от мембраны. По счастью, наш плащ сделан из лигандов такого типа, и теперь мы свободно плаваем в едкой жидкости, наполняющей эндоцитарную вакуоль, благодаря судьбу за кислотоустойчивое одеяние, которое мы позаимствовали у бацилл проказы. Немало других лигандов присоединились к нам, но некоторые остаются прикрепленными к своим рецепторам.
Тем временем окружающая нас мембрана позволяет нам увидеть спектакль, удивительно похожий на тот, что мы наблюдали на поверхности клетки. Вновь мы видим рецепторы — отдельные из них заняты, но многие свободны. Они скапливаются в углубляющихся щелях и постепенно исчезают в цитоплазме в виде мелких уплощенных везикул; последние либо возвращаются к клеточной поверхности, либо направляются к структурам, которые мы пока не в состоянии разглядеть. Вся эта деятельность направлена на возвращение мембраны, без чего, как мы видели, эндоцитоз не мог бы длительно продолжаться. Но описываемый процесс протекает не стихийно: он предусматривает множество высокоспециализированных процессов сортировки и реорганизации. Определенные рецепторы и другие компоненты мембраны избирательно концентрируются на удаляемых из мембраны участках — «пэтчах» и вместе с ними перемещаются, сопровождаемые теми заглоченными материалами, которые остались прикрепленными к рецепторам или прикрепились к ним в кислой среде, созданной протонным насосом. В это же время к окружающей нас мембране присоединяются участки — «пэтчи» мембран, поступивших в составе вновь прибывших эндоцитарных вакуолей, которые сливаются с нашей. По существу мы находимся в настоящей органелле, являющейся первой станцией на пути импортируемого клеткой материала. На этой станции рецепторы выгружают свою добычу и возвращаются к постам на поверхности клетки для выполнения работы; исключение составляет небольшое число рецепторов, которые отправляются вместе с грузом в глубь клетки. Эта органелла получила название промежуточного компартмента, или рецептосомы, или эндосомы. Последний термин имеет обобщенное значение; он используется для обозначения эндоцитарной вакуоли (см. с. 67), название которой в настоящее время сохранено для эндоцитарной сортировочной станции.
Все эти мембранные перестановки не обходятся без некоторого «слюнотечения», или регургитации (заброса) жидкого содержимого. Но в конечном итоге разложенные на составные части вещества и отделившиеся лиганды остаются внутри эндосом (или возвращаются в этот ком- партмент при новом эндоцитарном заглатывании) . Вместе с ними и мы продолжаем наше рискованное путешествие по цитозолю, подтягиваемые и направляемые невидимыми нитями, частями цитоскелета, как это станет ясно в гл. 12.
Неожиданно прямо перед нами вырастают очертания темного неуклюжего «дирижабля» грязно-коричневого цвета. Столкновение неизбежно.
Сам по себе удар почти не ощущается, но его последствия ужасающи, так как базальная мембрана нашего суденышка в момент столкновения соединилась с мембраной встретившегося нам объекта и мы оказались в чрезвычайно неприятном
окружении. Куда бы мы ни взглянули, всюду видны следы разрушения: разного вида изуродованные молекулы, бесформенные осколки, едва узнаваемые обломки бактерий и вирусов, фрагменты митохондрий, завитки мембран, поврежденные рибосомы — все это находится в процессе растворения и исчезает у нас на глазах. Судя по всему, мы попали в какую-то страшно едкую жидкость. Это конец пути для всех, если не считать нескольких особенно стойких существ. Это было бы и концом нашего пути, не будь мы одеты в защитные костюмы. На языке химии этот выраженный и чрезвычайно неразборчивый процесс разрушения на составные части, свидетелями которого мы стали, называется перевариванием, а «дирижабль», с которым мы столкнулись, — это переваривающий «карман», или лизосома (литическое тело). Вся следующая глава будет посвящена этой негостеприимной, однако в высшей степени нужной части клетки. Но прежде реконструируем события, приведшие нас в лизосому.
