Opredelitev in razlaga korakov v eksocitozi
Golgijev aparat transportira molekule iz celice z eksocitozo. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Eksocitotični vezikli, ki vsebujejo beljakovinske produkte, običajno izhajajo iz an organel imenovano Golgijev aparat , oz Golgijev kompleks . Beljakovine in lipidi, sintetizirani v Endoplazemski retikulum se pošljejo Golgijevim kompleksom za spreminjanje in razvrščanje. Ko so predelani, so produkti vsebovani v sekretornih mehurčkih, ki brstijo iz prečne strani Golgijevega aparata.
Drugi vezikli, ki se zlijejo s celično membrano, ne prihajajo neposredno iz Golgijevega aparata. Nekateri vezikli nastanejo iz zgodnji endosomi , ki so membranske vrečke, ki jih najdemo v citoplazma . Zgodnji endosomi se spajajo z vezikli, ponotranjenimi z endocitozo celične membrane. Ti endosomi razvrščajo internaliziran material (beljakovine, lipide, mikrobe itd.) in usmerjajo snovi na njihove prave destinacije. Transportni vezikli brstijo iz zgodnjih endosomov in pošiljajo odpadni material naprej lizosomi za razgradnjo, medtem ko vrača beljakovine in lipide v celično membrano. Vezikli, ki se nahajajo na sinaptičnih terminalih v nevroni so tudi primeri veziklov, ki ne izhajajo iz Golgijevih kompleksov.
Vrste eksocitoze
Eksocitoza je proces primarnega aktivnega transporta skozi celično membrano. Encyclopaedia Britannica / UIG / Getty Images
Obstajajo tri običajne poti eksocitoze. Ena pot, konstitutivna eksocitoza , vključuje redno izločanje molekul. To dejanje izvajajo vse celice. Konstitutivna eksocitoza deluje za dostavo membranskih proteinov in lipidov na površino celice in za izgon snovi v zunanjost celice.
Regulirana eksocitoza temelji na prisotnosti zunajceličnih signalov za izgon materialov znotraj veziklov. Regulirana eksocitoza se običajno pojavi v sekretornih celicah in ne v vseh vrste celic . Sekretorne celice shranjujejo produkte, kot so hormoni, nevrotransmiterji in prebavni encimi, ki se sproščajo le, ko jih sprožijo zunajcelični signali. Sekretorni vezikli niso vključeni v celična membrana vendar se stopijo le toliko časa, da sprostijo svojo vsebino. Ko je dostava opravljena, se vezikli preoblikujejo in vrnejo v citoplazmo.
Tretja pot za eksocitozo v celicah vključuje fuzijo veziklov z lizosomi . Ti organeli vsebujejo encime kislinske hidrolaze, ki razgrajujejo odpadne snovi, mikrobi in celični ostanki. Lizosomi prenašajo svoj prebavljeni material do celične membrane, kjer se spojijo z membrano in sprostijo svojo vsebino v zunajcelični matriks.
Koraki eksocitoze
Velike molekule se prenašajo čez celično membrano s transportom veziklov v eksocitozi. FancyTapis / iStock / Getty Images Plus
Eksocitoza poteka v štirih korakih konstitutivna eksocitoza in v petih korakih noter urejena eksocitoza . Ti koraki vključujejo promet z vezikli, privezovanje, priklop, pripravo in spajanje.
- Battey, NH, et al. Eksocitoza in endocitoza. Rastlinska celica , Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, april 1999, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC144214/.
- Eksocitoza. Enciklopedija novega sveta , Paragon House Publishers, www.newworldencyclopedia.org/entry/Exocytosis.
- Reece, Jane B. in Neil A. Campbell. Campbellova biologija . Benjamin Cummings, 2011.
- Southoff, Thomas C. in Joseph Rizo. Eksocitoza sinaptičnih veziklov. Cold Spring Harbor perspektive v biologiji , Ameriška nacionalna medicinska knjižnica, 1. december 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3225952/.
Eksocitoza v trebušni slinavki
Pankreasa sprošča glukagon z eksocitozo, ko raven glukoze v krvi pade prenizko. Glukagon povzroči, da jetra pretvorijo shranjeni glikogen v glukozo, ki se sprosti v krvni obtok. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Eksocitozo uporabljajo številne celice v telesu kot sredstvo za transport beljakovin in za komunikacijo med celicami. V trebušna slinavka , majhne skupke celic, imenovane Langerhansovih otočkov proizvajajo hormoni insulin in glukagon. Ti hormoni so shranjeni v sekretornih granulah in sproščeni z eksocitozo, ko prejmemo signale.
Ko je koncentracija glukoze v krvi je previsoka, se insulin sprošča iz celic otočkov beta, kar povzroči celice in tkiva za prevzem glukoze iz krvi. Ko so koncentracije glukoze nizke, se glukagon izloča iz celic otočkov alfa. To povzroča jetra za pretvorbo shranjenega glikogena v glukozo. Glukoza se nato sprosti v kri, kar povzroči zvišanje ravni glukoze v krvi. Trebušna slinavka z eksocitozo poleg hormonov izloča tudi prebavne encime (proteaze, lipaze, amilaze).
Eksocitoza v nevronih
Nekateri nevroni komunicirajo prek prenosa nevrotransmiterjev. Sinaptični mehurček, napolnjen z nevrotransmiterji v predsinaptičnem nevronu (zgoraj), se zlije s predsinaptično membrano in sprošča nevrotransmiterje v sinaptično špranjo (vrzel med nevroni). Nevrotransmiterji se nato lahko vežejo na receptorje na postsinaptičnem nevronu (spodaj). Slike Stocktrek / Getty Images
Eksocitoza sinaptičnih veziklov se pojavi v nevroni od živčni sistem . Živčne celice komunicirajo z električnimi ali kemičnimi (nevrotransmiterji) signali, ki se prenašajo od enega nevrona do drugega. Nevrotransmiterji se prenašajo z eksocitozo. So kemična sporočila, ki se prenašajo iz živec na živce s sinaptičnimi vezikli. Sinaptični vezikli so membranske vrečke, ki nastanejo z endocitozo plazemske membrane na predsinaptičnih živčnih končičih.
Ko nastanejo, so ti mehurčki napolnjeni z nevrotransmiterji in poslani proti območju plazemske membrane, ki se imenuje aktivno območje. Sinaptični mehurček čaka na signal, dotok kalcijevih ionov, ki ga sproži akcijski potencial, kar omogoči mehurčku, da pristane na predsinaptični membrani. Do dejanske fuzije vezikla s predsinaptično membrano pride šele, ko pride do drugega dotoka kalcijevih ionov.
Po prejemu drugega signala se sinaptični mehurček spoji s predsinaptično membrano in tako nastane fuzijska pora. Ta pora se razširi, ko dve membrani postaneta ena in se nevrotransmiterji sprostijo v sinaptično špranjo (vrzel med predsinaptičnimi in postsinaptičnimi nevroni). Nevrotransmiterji se vežejo na receptorje na postsinaptičnem nevronu. Postsinaptični nevron je lahko vzburjen ali zavrt zaradi vezave nevrotransmiterjev.
Eksocitoza proti endocitozi
Medtem ko je eksocitoza oblika aktivnega transporta, ki premika snovi in materiale iz notranjosti celice v zunanjost celice, je endocitoza zrcalno nasprotje. Pri endocitozi se snovi in materiali, ki so zunaj celice, prenašajo v notranjost celice. Tako kot eksocitoza tudi endocitoza zahteva energijo, zato je tudi oblika aktivni prevoz .
Tako kot eksocitoza ima tudi endocitoza več različnih vrst. Različni tipi so si podobni v tem, da osnovni osnovni proces vključuje plazemsko membrano, ki tvori žep ali invaginacijo in obdaja osnovno snov, ki jo je treba prenesti v celico. Obstajajo tri glavne vrste endocitoze: fagocitoza, pinocitoza , kot tudi receptorsko posredovano endocitozo.