Endozytose bedeutet, dass eine Zelle ein Molekül, z. B. ein Protein, von außerhalb der Zelle aufnimmt, indem sie es mit der Zellmembran verschlingt. Sie wird von den meisten Zellen genutzt, da viele kritische Substanzen große polare Moleküle sind, die nicht durch die Zellmembran gelangen können. Die beiden Haupttypen der Endozytose sind die Pinozytose und die Phagozytose.
Pinozytose Die Pinozytose, auch als Zelltrinken bekannt, ist die Aufnahme kleiner wässriger Partikel zusammen mit den Membranrezeptoren, die sie erkennen. Sie ist ein Beispiel für die Flüssigphasen-Endozytose und ist normalerweise ein kontinuierlicher Prozess innerhalb der Zelle. Die Partikel werden mit Hilfe von Clathrin-beschichteten Gruben absorbiert. Diese Clathrin-beschichteten Pits sind kurzlebig und dienen nur zur Bildung eines Vesikels für den Transfer der Partikel zum Lysosom. Die Clathrin-beschichtete Grube invaginiert in das Zytosol und bildet ein Clathrin-beschichtetes Vesikel. Die Clathrin-Proteine werden dann dissoziiert. Was übrig bleibt, wird als frühes Endosom bezeichnet. Das frühe Endosom verschmilzt mit einem späten Endosom. Durch dieses Vesikel können die endozytierten Partikel in das Lysosom transportiert werden. Hier befinden sich hydrolytische Enzyme, die den Inhalt des späten Endosoms abbauen. Manchmal werden die Rezeptoren, die zusammen mit dem Liganden endozytiert wurden, nicht abgebaut, sondern zur Plasmamembran zurückgebracht, um den Prozess der Endozytose fortzusetzen.
Rezeptor-vermittelte Endozytose Die rezeptor-vermittelte Endozytose ist eine Form der Pinozytose. Proteine in der Clathrin-Hülle auf der Plasmamembran haben die Fähigkeit, Makromoleküle oder Liganden zu binden und einzufangen. Es sind jedoch nicht die Rezeptoren in der Grube, die die Pinozytose verursachen. Die Vesikel hätten sich unabhängig davon gebildet, ob die Rezeptoren und der Ligand vorhanden waren oder nicht. Aus diesem Grund handelt es sich um ein kontinuierliches, nicht ausgelöstes Ereignis, im Gegensatz zur Phagozytose, die weiter unten erläutert wird. Phagozytose Die Phagozytose, auch als Zellverzehr bekannt, ist die Aufnahme größerer Partikel wie z. B. Bakterien in das Zytosol. Bei kleineren einzelligen Organismen dient dies der Nahrungsaufnahme. Bei größeren mehrzelligen Organismen dient sie dazu, alte oder beschädigte Zellen zu zerstören oder mikrobielle Eindringlinge zu verschlucken. Im Falle der Aufnahme eines Bakteriums wird dieses durch Antikörper in der wässrigen Umgebung gebunden. Wenn dieser Antikörper auf einen Rezeptor auf der Zelloberfläche trifft, reagiert die Plasmamembran, indem sie sich ausdehnt und das Bakterium umschließt. Die Phagozytose ist also kein zufälliges Ereignis. Sie wird durch die Bindung eines Liganden an einen Rezeptor ausgelöst.
Es gibt Zellen, die speziell für die Phagozytose ausgelegt sind. Zu diesen Zellen gehören natürliche Killerzellen, Makrophagen und Neutrophile. Alle diese Zellen sind an der Immunreaktion beteiligt und dienen dem Abbau von fremdem oder antigenem Material.