Exocytosis proces, typen, functies en voorbeelden

De exocytose Het is een proces waardoor de cel materiaal buiten het cytoplasma uitsteekt door het celmembraan. Het komt voor via blaasjes die worden gevonden in het cellulaire interieur, exosomen genoemd, die samenvoegen met het plasmamembraan en hun inhoud vrijgeven aan de externe omgeving. Het omgekeerde proces wordt endocytose genoemd.

Net als endocytose is het een exclusief proces van eukaryotische cellen. Endocytose en exocytose -functies moeten in een dynamische en precieze balans zijn, zodat het celmembraan de grootte en samenstelling handhaaft die het karakteriseren.

Ladyofhats Bron [CC0]

Exocytose treedt in de cel in eerste instantie voor om stoffen te elimineren die niet spijsvertering zijn door spijsverteringsmachines en die het tijdens het endocytische proces hebben ingevoerd. Bovendien is het een mechanisme dat wordt gebruikt om hormonen af ​​te geven op verschillende celniveaus.

Exocytose kan ook stoffen transporteren door een celbarrière, wat de koppeling van de input- en uitvoerprocessen in de cel impliceert.

Een stof kan worden vastgelegd aan één kant van de wand van een bloedvat door het pinocytoseproces, mobiliseren door de cel en worden vrijgegeven door de andere kant door exocytose.

[TOC]

Wat zijn de exosomen?

Exosomen zijn kleine membraanblaasjes van gevarieerde oorsprong uitgescheiden door de meeste celtypen, en er wordt aangenomen dat belangrijke functies in intercellulaire communicatie presteren. Hoewel de exosomen onlangs zijn beschreven, is de interesse in deze blaasjes de afgelopen jaren dramatisch toegenomen.

Deze ontdekking wekte een hernieuwde belangstelling op het algemene veld van geheime membraanblaasjes, betrokken bij de modulatie van intercellulaire communicatie.

Aanvankelijk werden de exosomen beschouwd als zeer specifieke celorganellen met materiaal dat door de cel werd weggegooid omdat ze ongewenste moleculaire componenten of "metabolisch afval" hadden. Ze werden ook gezien als een symbool van celdood omdat ze afvalstoffen vervoerden.

Na de bevinding dat ze eiwitten, lipiden en genetisch materiaal bevatten (als moleculen die betrokken zijn bij regulatie, waaronder RNM en microarn), werd geconcludeerd dat ze cellen op een complexere manier kunnen beïnvloeden.

Proces

Op dezelfde manier als endocytose vereist het celafscheidingsproces energie in de vorm van ATP, omdat het een actief proces vormt. Het Golgi -apparaat speelt een fundamentele rol in exocytose, omdat het membraan dat de materialen verpakt die bestemd zijn voor cellulaire secretie, hiervan is afgebroken.

Intracellulaire transportblaasjes zijn afkomstig van het Golgi -apparaat, bewegend met zijn gehalte door het cytoplasma, langs de cytoplasmatische microtubuli, naar het celmembraan, fuseren en zijn inhoud vrijgeven aan de extracellulaire vloeistof.

Endocytose en exocytose behouden een evenwicht in de cel waarmee de dimensies en eigenschappen van het plasmamembraan kunnen worden behouden. Zo niet, dan zou het membraan van een cel zijn dimensies veranderen wanneer het werd uitgebreid door de toevoeging van het membraan van de uitscheidingsblaasjes die eraan worden toegevoegd.

Op deze manier wordt het overmaat aan membraan toegevoegd in de exocytose opnieuw geïntegreerd door endocytose en dit membraan terugbrengt door de endocytische blaasjes naar het Golgi -apparaat, waar het wordt gerecycled.

Exosomen zijn niet ontstaan ​​in het Golgi -apparaat

Niet al het materiaal voor exocytose komt van het trans -netwerk van het Golgi -apparaat. Een deel hiervan komt van vroege endosomen. Dit zijn cellulaire organellen gespecialiseerd in het ontvangen van de blaasjes gevormd tijdens het endocytose -proces.

Binnen deze, nadat hij is samengevoegd met een endosoom, wordt een deel van de inhoud hergebruikt en naar het celmembraan getransporteerd door middel van blaasjes die in het endosoom zelf worden gevormd.

Het kan je van dienst zijn: eukaryotische cel

Aan de andere kant worden neurotransmitters in pre-synaptische terminals vrijgegeven in onafhankelijke blaasjes om nerveuze communicatie te versnellen. De laatste zijn vaak constitutieve exocytose -blaasjes die later worden beschreven.

Jongens

Het exocytose -proces kan constitutief of intermitterend zijn, de laatste is ook bekend als gereguleerde exocytose. Blaasjes kunnen afkomstig zijn van cellulaire compartimenten zoals primaire endosomen (die ook endocytische blaasjes ontvangen) of rechtstreeks in het transdomein van de Golgi -talk produceren.

De herkenning van eiwitten naar een pad van exocytose of een andere zal worden gegeven door de detectie van gebieden die worden gedeeld tussen eiwitten.

Via van constitutieve exocytose

Dit type exocytose treedt in alle cellen en onophoudelijk voor. Hier worden veel oplosbare eiwitten continu uitgezet naar de cel exter.

Deze route van exocytose wordt niet gereguleerd door wat altijd in proces is. In darm calciforme cellen en bindweefsel fibroblasten, bijvoorbeeld, is exocytose constitutief, omdat het constant voorkomt. Calciforme cellen geven slijm constant vrij, terwijl fibroblasten collageen vrijgeven.

In veel cellen die in de weefsels zijn gepolariseerd, is het membraan verdeeld in twee verschillende domeinen (apicaal en basolateraal domein), die een reeks eiwitten bevatten die verband houden met hun functionele differentiatie.

In deze gevallen worden eiwitten van het Golgi Trans -netwerk selectief naar de verschillende domeinen getransporteerd via constitutieve route.

Dit wordt uitgevoerd door ten minste twee soorten constitutieve secretoire blaasjes die rechtstreeks gericht zijn op het apicale of basolaterale domein van deze gepolariseerde cellen.

Gereguleerde exocytose -pad

Dit proces is exclusief voor gespecialiseerde cellen voor secretie, waarin een reeks kliereiwitten of producten worden geselecteerd door het transdomein van het Golgi -apparaat en naar speciale secretoire blaasjes verzonden, waar ze worden geconcentreerd en vervolgens worden vrijgegeven aan de extracellulaire matrix wanneer ze wat ontvangen bij een aantal extracellulaire stimulus.

Veel endocriene cellen die hormonen opslaan in secretoire blaasjes, beginnen alleen exocytose na het herkennen van een signaal van cellulair buiten, als een intermitterend proces.

De fusie van blaasjes voor het celmembraan is een veel voorkomend proces in verschillende celtypen (van neuronen tot endocriene cellen).

Eiwitten die betrokken zijn bij het gereguleerde exocytose -proces

Twee eiwitfamilies zijn betrokken bij het exocytose -proces:

• De Rab, die zorgt voor de verankering van de galblaas naar het membraan en geeft specificiteit aan vesiculair transport. Ze worden over het algemeen geassocieerd met GTP in hun actieve vorm.
• Aan de andere kant worden snare -eiwitten geconfronteerd met de fusie tussen de membranen. Een toename van calciumconcentratie (Ca2+) in de cel werkt als een teken in het proces.

Het Rab -eiwit herkent de toename van intracellulaire CA2 en begint de verankering van de galblaas naar het membraan. Het gebied van de galblaas die fuseerde opent en geeft zijn inhoud vrij aan de extracellulaire ruimte, terwijl de galblaas samengaat met het celmembraan.

Exocytosis "Kuses and Runs"?

In dit geval doet de galblaas die zich voorbereidt op het fuseren met het membraan niet volledig, maar het vormt dit tijdelijk om een ​​kleine opening in het membraan te vormen. Dat is wanneer de binnenkant van de galblaas in contact komt met de buitenkant van de cel door de inhoud van de cel af te geven.

Porie sluit onmiddellijk daarna en de galblaas is aan de cytoplasmatische kant. Dit proces is nauw verbonden met Hippocampus -synaps.

Kan u van dienst zijn: monoblasten: kenmerken, morfologie, functies

Functie

De cellen voeren het exocytose -proces uit om grote en lipofobe moleculen zoals gesynthetiseerde eiwitten in cellen te transporteren en af ​​te geven. Het is ook een mechanisme waarmee ze zich losmaken van het afval dat in de lysosomen blijft na intracellulaire digestie.

Exocytose is een belangrijke intermediair bij de activering van eiwitten die opgeslagen en inactief blijven (Zimogens). Spijsverteringsenzymen worden bijvoorbeeld geproduceerd en opgeslagen, geactiveerd nadat ze zijn vrijgelaten van de cellen naar het darmlumen door dit proces.

Exocytose kan ook fungeren als een transcitoseproces. De laatste bestaat uit een mechanisme waarmee sommige stoffen en moleculen het cytoplasma van een cel kunnen doorkruisen, door te gaan naar een extracellulair gebied naar een ander extracellulair gebied.

De beweging van de transcitose -blaasjes hangt af van het celcytoskelet. Actinemicrovezels spelen een motorische rol, terwijl microtubuli de richting aangeven die moet worden gevolgd door de galblaas.

Transcitose zorgt ervoor dat grote moleculen een epitheel doorkruisen, die ongedeerd blijven. In dit proces absorberen baby's maternale antilichamen door melk. Deze worden geabsorbeerd op het apicale oppervlak van het darmepitheel en worden vrijgegeven in de richting van de extracellulaire vloeistof.

Exosomen als intercellulaire boodschappers

In het immuunsysteem spelen uitscheidingsblaasjes of exosomen een belangrijke rol bij intercellulaire communicatie. Er is aangetoond dat sommige cellen zoals B -lymfocyten exosomen scheiden met essentiële moleculen voor adaptieve immuunrespons.

Deze exosomen hebben ook MHC-specifieke MHC-transptiden voor specifieke T-cellen van het immuunsysteem.

Dendritische cellen scheiden ook exosomen af ​​met MHC -peptidecomplexen, die antitumorale immuunresponsen induceren. Verschillende studies hebben aangetoond dat deze exosomen door sommige cellen worden uitgescheiden en door andere worden gevangen.

Op deze manier worden belangrijke moleculaire elementen zoals antigenen of peptidecomplexen die het bereik van antigenen die cellen presenteren, worden toegevoegd of verkrijgen.

Evenzo verhoogt dit informatie -uitwisselingsproces de effectiviteit van inductie van immuunresponsen, of zelfs negatieve signalen die leiden tot de dood van de doelcel.

Sommige pogingen zijn uitgevoerd bij het gebruik van exosomen zoals een type kankertherapie bij mensen, met als doel informatie over te dragen die tumorcellen moduleert, wat hen leidt tot apoptose.

Voorbeelden

In organismen zoals protozoa en sponzen die intracellulaire digestie hebben, worden voedingsstoffen geabsorbeerd door fagocytose en niet -digesteerbare overblijfselen worden geëxtraheerd uit de cel door exocytose. In andere organismen wordt het proces echter complexer.

Exocytose bij gewervelde dieren

Bij zoogdieren tijdens de vorming van erytrocyten, wordt de kern samen met andere organellencontracten,. Dit wordt vervolgens gewikkeld in een galblaas en uit de cel verdreven door het exocytose -proces.

In tegenstelling hiermee beginnen veel endocriene cellen die hormonen opslaan in uitscheidingsblaasjes, alleen exocytose na het herkennen van een signaal van cel exter.

Exocytose voldoet aan een belangrijke rol bij sommige lichaamsreacties, zoals ontsteking. Dit responsmechanisme wordt voornamelijk gemedieerd door histamine, aanwezig in gerstcellen.

Wanneer histamine door exocytose aan de buitenkant van de cel wordt afgegeven, maakt het de verwijding van bloedvaten mogelijk, waardoor ze meer permeabel zijn. Bovendien neemt de gevoeligheid in de sensorzenuwen toe, waardoor ontstekingssymptomen worden veroorzaakt.

Exocytose bij de afgifte van neurotransmitters

Neurotransmitters bewegen snel door de synaptische unie door lid te worden van de postsynaptische portiereceptoren. De opslag en afgifte van neurotransmitters wordt uitgevoerd door een proces van verschillende stappen.

Kan u van dienst zijn: erythroblasten: wat zijn erytropoëse, bijbehorende pathologieën

Een van de meest relevante stappen is de unie van synaptische blaasjes voor het presynaptische membraan en de afgifte van de inhoud door exocytose tot synaptische spleet. Serotonine -afgifte door neuronale cellen komt op deze manier voor.

In dit geval wordt het mechanisme geactiveerd door celdepolarisatie, die de opening van calciumkanalen induceert, en zodra het de cel binnenkomt, bevordert het het verwijderingsmechanisme van deze neurotransmitter via de uitscheidingsblaasjes.

Exocytose in andere eukaryoten

Exocytose is het middel waarmee membraaneiwitten worden geïmplanteerd in het celmembraan.

In plantencellen wordt exocytose gebruikt in de samenstelling van celwanden. Door dit proces zijn sommige eiwitten en bepaalde koolhydraten die zijn gesynthetiseerd in het Golgi -apparaat, aan de buitenkant van het membraan, om te worden gebruikt bij de constructie van deze structuur.

In veel protisten met afwezige celwand zijn er contractiele vacuolen die de functie van celpompen uitoefenen, ze herkennen overtollig water in het celinterieur en verdrijven het daarbuiten, waardoor een osmotisch regulatiemechanisme wordt. De werking van de contractiele vacuola wordt uitgevoerd als een exocytose -proces.

Sommige virussen gebruiken exocytose

DNA -virussen met inpakken, gebruik exocytose als bevrijdingsmechanisme. Na de vermenigvuldiging en assemblage van het virion in de gastheercel en zodra het een omhullend membraan van het nucleoproteïne heeft verkregen, verlaat het de celkern, emigrerend naar het endoplasmatisch reticulum en van daar naar de uitwijzingsblaasjes.

Door dit afgifte -mechanisme blijft de gastheercel zonder duidelijke schade, in tegenstelling tot vele andere planten- en diervirussen die een cellulaire autolyse veroorzaken om uit deze cellen te komen.

Referenties

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K. & Walter, p. (2004). Essentiële celbiologie. New York: Garland Science. 2e editie
2. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, p. (2008). Biologie van de celmoleculair. Garland Science, Taylor en Francis Group.
3. Cooper, G. M., Hausman, r. EN. & Wright, n. (2010). De cel. (PP. 397-402). Marbán.
4. Devlin, T. M. (1992). Textbook of Biochemistry: met klinische correlaties. John Wiley & Sons, Inc.
5. Dikeakos, J. D., & Reudelhuber, t. L. (2007). Eiwitten sturen naar dichte kern secretoire granoules: nog steeds veel om uit te zoeken. The Journal of Cell Biology, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, c. P, Roberts, L. S., Scherp, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Geïntegreerde priorms van zoölogie. New York: McGraw-Hill. 14^e Editie.
7. Madigan, m. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: Micro -organisme Biologie. Pearson Education.
8. Maravillas-Montero, J. L., & Martínez-Cortés, ik. (2017). De exosomen van antigeen die cellen presenteren en hun rol in de regulatie van immunologische reacties. México México Magazine, 64 (4), 463-476.
9. Pacheco, m. M., Diego, m. NAAR. P., & Garcia, p. M. (2017). Planten- en dierenhistologie Atlas. Ambique: Didactics of Experimental Sciences, (90), 76-77.
10. Silverthorn, D. OF. (2008). Menselijke fysiologie/menselijke fysiologie: een geïntegreerde aanpak. ED. Pan -American Medical.
11. Stanier, r. EN. (1996). Microbiologie. Ik heb omgekeerd.
12. Stevens, C. F., & Williams, J. H. (2000). "Kiss and Run" exocytose bij hippocampale synapsen. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, c. (2011). Exosomen: gescheiden vesiculaire en intercellulaire communicatie. F1000 Biologierapporten, 3.