Eksocytoseprosess, typer, funksjoner og eksempler

De eksocytose Det er en prosess der cellen utviser materiale utenfor cytoplasmaet gjennom cellemembranen. Det skjer gjennom vesikler som finnes i det cellulære interiøret, kalt eksosomer, som smelter sammen med plasmamembranen og frigjør innholdet til det ytre miljøet. Den inverse prosessen kalles endocytose.

Som endocytose er det en eksklusiv prosess med eukaryote celler. Endocytose og eksocytosefunksjoner må være i en dynamisk og presis balanse slik at cellemembranen opprettholder størrelsen og sammensetningen som kjennetegner den.

Ladyofhats Source [CC0]

Eksocytose forekommer i cellen i første omgang for å eliminere stoffer som ikke er fordøyelse ved fordøyelsesmaskiner og som kom inn i den under den endocytiske prosessen. I tillegg er det en mekanisme som brukes til å frigjøre hormoner på forskjellige cellenivåer.

Eksocytose kan også transportere stoffer gjennom en cellebarriere, noe som innebærer kobling av inngangs- og utgangsprosessene i cellen.

Et stoff kan fanges opp på den ene siden av veggen i et blodkar gjennom pinocytoseprosessen, mobiliseres gjennom cellen og frigjøres fra den andre siden ved eksocytose.

[TOC]

Hva er eksosomene?

Eksosomer er små membranvesikler av variert opprinnelse som skilles ut av de fleste celletyper, og det antas at viktige funksjoner i intercellulær kommunikasjon utfører. Selv om eksosomene ble beskrevet nylig, har interessen for disse vesiklene økt dramatisk de siste årene.

Denne oppdagelsen vakte en fornyet interesse for det generelle feltet for hemmelige membranvesikler, involvert i modulering av intercellulær kommunikasjon.

Opprinnelig ble eksosomene betraktet som veldig spesifikke celleorganeller med materiale som ble kastet av cellen fordi de hadde uønskede molekylære komponenter eller "metabolsk søppel". De ble også sett på som et symbol på celledød fordi de fraktet avfallsstoffer.

Etter funnet at de inneholder proteiner, lipider og genetisk materiale (som molekyler involvert i regulering, inkludert RNM og mikroarn), ble det imidlertid konkludert med at de kan påvirke celler på en mer kompleks måte.

Prosess

På samme måte som endocytose, krever cellesekresjonsprosessen energi i form av ATP, da den utgjør en aktiv prosess. Golgi -apparatet spiller en grunnleggende rolle i eksocytose, siden membranen som pakker materialene som er bestemt til cellulær sekresjon er brutt ned fra dette.

Intracellulære transportvesikler stammer fra Golgi -apparatet, og beveger seg med innholdet gjennom cytoplasma, langs de cytoplasmatiske mikrotubuli, mot cellemembranen, slår seg sammen og slipper innholdet til den ekstracellulære væsken.

Endocytose og eksocytose opprettholder en balanse i cellen som gjør det mulig å bevare dimensjonene og egenskapene til plasmamembranen. Hvis ikke, ville membranen til en celle endre dimensjonene når den ble utvidet ved tilsetning av membranen til utskillelsesvesiklene som tilsettes den.

På denne måten blir overskuddet av membran tilsatt i eksocytosen integrert igjen ved endocytose, og returnerer denne membranen gjennom de endocytiske vesiklene til Golgi -apparatet, hvor den blir resirkulert.

Eksosomer har ikke sin opprinnelse i Golgi -apparatet

Ikke alt materialet for eksocytose kommer fra transnettverket til Golgi -apparatet. En del av dette kommer fra tidlige endosomer. Dette er cellulære organeller som er spesialisert i å motta vesiklene som ble dannet under endocytoseprosessen.

Innenfor disse, etter å ha blitt slått sammen med et endosom, blir en del av innholdet gjenbrukt og transportert til cellemembranen ved hjelp av vesikler som dannes i selve endosomet.

Det kan tjene deg: eukaryotisk celle

På den annen side, i pre-synaptiske terminaler, frigjøres nevrotransmittere i uavhengige vesikler for å akselerere nervøs kommunikasjon. Sistnevnte er ofte konstitutive eksocytosevesikler beskrevet senere.

Folkens

Eksocytoseprosessen kan være konstitutiv eller intermitterende, sistnevnte er også kjent som regulert eksocytose. Vesikler kan komme fra cellulære rom som primære endosomer (som også får endocytiske vesikler) eller produserer direkte i transdomenet til Golgi -samtalen.

Anerkjennelse av proteiner mot en vei av eksocytose eller en annen vil bli gitt ved påvisning av regioner som deles mellom proteiner.

Via av konstitutiv eksocytose

Denne typen eksocytose forekommer i alle celler og ustanselig. Her blir mange oppløselige proteiner kontinuerlig utvist til cellen.

Denne ruten for eksocytose er ikke regulert av det som alltid er i prosess. I tarmkalsiform celler og bindevevsfibroblaster er for eksempel eksocytose konstitutiv, siden det skjer kontinuerlig. Kalsiform celler frigjør slim konstant, mens fibroblaster frigjør kollagen.

I mange celler som er polarisert i vevet, er membranen delt inn i to forskjellige domener (apikale og basolaterale domener), som inneholder en serie proteiner relatert til deres funksjonelle differensiering.

I disse tilfellene, fra Golgi Trans -nettverket, blir proteiner selektivt transportert til de forskjellige domenene ved konstitutiv rute.

Dette utføres av minst to typer konstitutive sekretoriske vesikler som er rettet direkte til det apikale eller basolaterale domenet til disse polariserte cellene.

Regulert eksocytosebane

Denne prosessen er eksklusiv for spesialiserte celler for sekresjon, der en serie kjertelproteiner eller produkter er valgt av transdomenet til Golgi -apparatet og sendt til spesielle sekretoriske vesikler, hvor de er konsentrert og deretter frigjøres til den ekstracellulære matrisen når de mottar noe Ekstracellulær stimulans.

Mange endokrine celler som lagrer hormoner i sekretoriske vesikler, begynner eksocytose først etter å ha gjenkjent et signal fra cellulær utenfor, og er en intermitterende prosess.

Fusjonen av vesikler til cellemembranen er en vanlig prosess i forskjellige celletyper (fra nevroner til endokrine celler).

Proteiner involvert i den regulerte eksocytoseprosessen

To proteinfamilier er involvert i eksocytoseprosessen:

• Rab, som tar seg av forankring av galleblæren til membranen og gir spesifisitet til vesikulær transport. De er generelt assosiert med GTP i sin aktive form.
• På den annen side møter Snare -proteiner fusjonen mellom membranene. En økning i kalsiumkonsentrasjon (Ca2+) inne i cellen, fungerer som et tegn i prosessen.

Rab -proteinet gjenkjenner økningen av intracellulær CA2 og begynner forankring av galleblæren til membranen. Området til galleblæren som slår ut åpner og frigjør innholdet til det ekstracellulære rommet, mens galleblæren smelter sammen med cellemembranen.

Eksocytose "Kyss og løper"?

I dette tilfellet er galleblæren som forbereder seg på å slå seg sammen med membranen ikke helt, men den danner det midlertidig en liten åpning i membranen. Det er da innsiden av galleblæren kommer i kontakt med utsiden av cellen ved å frigjøre innholdet.

Pore ​​lukkes umiddelbart etter og galleblæren er på den cytoplasmatiske siden. Denne prosessen er nært knyttet til hippocampus synapse.

Kan tjene deg: Monoblaster: Kjennetegn, morfologi, funksjoner

Funksjoner

Cellene utfører eksocytoseprosessen, for å transportere og frigjøre store og lipofobe molekyler som syntetiserte proteiner i celler. Det er også en mekanisme som de løsner fra avfallet som forblir i lysosomene etter intracellulær fordøyelse.

Eksocytose er en viktig mellomledd i aktivering av proteiner som forblir lagret og inaktive (zimogener). Fordøyelsesenzymer produseres for eksempel og lagres, aktiveres etter å ha blitt frigjort fra cellene til tarmlumen gjennom nevnte prosess.

Eksocytose kan også fungere som en transcitoseprosess. Sistnevnte består av en mekanisme som lar noen stoffer og molekyler krysse cytoplasma i en celle, og passerer til et ekstracellulært område til et annet ekstracellulært område.

Transcitosis Vesicles -bevegelsen avhenger av cellcytoskjelettet. Aktinmikrofibre har en motorisk rolle, mens mikrotubuli indikerer retningen som skal følges av galleblæren.

Transcitose lar store molekyler krysse et epitel, og forbli uskadd. I denne prosessen absorberer babyer mors antistoffer gjennom melk. Disse blir absorbert på den apikale overflaten av tarmepitelet, og frigjøres mot den ekstracellulære væsken.

Eksosomer som intercellulære budbringere

I immunforsvaret, utskillelse av vesikler eller eksosomer, spiller en viktig rolle i intercellulær kommunikasjon. Det er vist at noen celler som B -lymfocytter, utskiller eksosomer med essensielle molekyler for adaptiv immunrespons.

Disse eksosomene har også MHC-spesifikke MHC-transptider til spesifikke T-celler i immunforsvaret.

Dendritiske celler utskiller også eksosomer med MHC -peptidkomplekser, som induserer antitumorale immunresponser. Ulike studier har indikert at disse eksosomene skilles ut av noen celler og fanget av andre.

På denne måten tilsettes viktige molekylære elementer som antigener eller peptidkomplekser som øker området antigener som presenterer celler.

På samme måte øker denne informasjonsutvekslingsprosessen effektiviteten av induksjon av immunresponser, eller til og med negative signaler som fører til målcellens død.

Noen forsøk er blitt utført i bruk av eksosomer som en type kreftbehandling hos mennesker, med det formål å overføre informasjon som modulerer tumorceller, noe som fører dem til apoptose.

Eksempler

I organismer som protozoer og svamper som har intracellulær fordøyelse, blir ernæringsstoffer absorbert av fagocytose og ikke -fordøyelige rester blir ekstrahert fra cellen ved eksocytose. I andre organismer blir prosessen imidlertid mer kompleks.

Eksocytose i virveldyr

Hos pattedyr under dannelsen av erytrocytter ble kjernen sammen med andre organellerkontrakter. Dette blir deretter pakket inn i en galleblære og utvist fra cellen gjennom eksocytoseprosessen.

I kontrast begynner mange endokrine celler som lagrer hormoner i utskillede vesikler, eksocytose bare etter å ha gjenkjent et signal fra celleutlever.

Eksocytose oppfyller viktige roller i noen kroppsresponsmekanismer, for eksempel betennelse. Denne responsmekanismen er hovedsakelig mediert av histamin, til stede i byggceller.

Når histamin frigjøres til cellen eksteriør gjennom eksocytose, tillater det utvidelse av blodkar, noe som gjør dem mer permeable. I tillegg øker følsomheten i sensornervene, noe som forårsaker betennelsessymptomer.

Eksocytose i frigjøring av nevrotransmittere

Nevrotransmittere beveger seg raskt gjennom den synaptiske unionen ved å bli med i den postsynaptiske delreseptorene. Lagring og frigjøring av nevrotransmittere utføres av en prosess med flere trinn.

Kan tjene deg: Erythroblasts: Hva er erytropoiesis, tilhørende patologier

Et av de mest relevante trinnene er foreningen av synaptiske vesikler til den presynaptiske membranen og frigjøringen av innholdet ved eksocytose til synaptisk kløft. Serotoninfrigjøring av nevronceller, forekommer på denne måten.

I dette tilfellet utløses mekanismen av celledepolarisering, noe som induserer åpningen av kalsiumkanaler, og når den først kommer inn i cellen, fremmer den utvisningsmekanismen til denne nevrotransmitteren gjennom utskillede vesikler.

Eksocytose i andre eukaryoter

Eksocytose er midlene som membranproteiner blir implantert i cellemembranen.

I planteceller brukes eksocytose i konstitusjonen av cellevegger. Gjennom denne prosessen er noen proteiner og visse karbohydrater som er blitt syntetisert i Golgi -apparatet, til utsiden av membranen, som skal brukes i konstruksjonen av nevnte struktur.

I mange protister med fraværende cellevegg er det kontraktile vakuoler som utøver funksjonen til cellepumper, de gjenkjenner overflødig vann inne i celleinteriøret og utviser det utenfor det, og gir en osmotisk reguleringsmekanisme. Operasjonen av den kontraktile vakuolaen utføres som en eksocytoseprosess.

Noen virus bruker eksocytose

DNA -virus med innpakning, bruk eksocytose som en frigjøringsmekanisme. Etter multiplikasjonen og montering av virionen i vertscellen, og når den først har fått en omsluttende membran av nukleoproteinet, forlater den cellekjernen, og emigrerte til endoplasmatisk retikulum og derfra til utvisningsvesiklene.

Gjennom denne frigjøringsmekanismen forblir vertscellen uten tilsynelatende skade, i motsetning til mange andre plante- og dyrevirus som forårsaker en cellulær autolyse for å komme ut av disse cellene.

Referanser

1. Alberts, f., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k. & Walter, P. (2004). Essensiell cellebiologi. New York: Garland Science. 2. utgave
2. Alberts, f., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., ROBERTH, K., & Walter, P. (2008). Biologi av cellemolekylæren. Garland Science, Taylor og Francis Group.
3. Cooper, g. M., Hausman, r. OG. & Wright, n. (2010). Cellen. (s. 397-402). Marbán.
4. Devlin, t. M. (1992). Biokjemiets lærebok: med kliniske korrelasjoner. John Wiley & Sons, Inc.
5. DIKEAKOS, J. D., & Reudelhuber, t. L. (2007). Sende proteiner til tette kjerner. The Journal of Cell Biology, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, ca. P, Roberts, L. S., Keen, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, d. J. (2008). Integrerte priorms av zoologi. New York: McGraw-Hill. 14^th Utgave.
7. Madigan, m. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: Mikroorganismebiologi. Pearson Education.
8. Maravillas-Montero, J. L., & Martínez-Cortés, jeg. (2017). Eksosomene til antigen presenterer celler og deres rolle i reguleringen av immunologiske responser. México México Magazine, 64 (4), 463-476.
9. Pacheco, m. M., Diego, m. TIL. P., & Garcia, P. M. (2017). Plante- og dyrehistologi atlas. Ambique: Didactics of Experimental Sciences, (90), 76-77.
10. Silverthorn, d. ELLER. (2008). Menneskelig fysiologi/menneskelig fysiologi: En integrert tilnærming. Ed. Pan -American Medical.
11. Stanier, r. OG. (nitten nittiseks). Mikrobiologi. Jeg snudde meg.
12. Stevens, c. F., & Williams, J. H. (2000). "Kiss and Run" eksocytose ved hippocampal synapser. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, ca. (2011). Eksosomer: utskilt vesikulær og intercellulær kommunikasjon. F1000 Biologyrapporter, 3.