Proces eksocitoze, vrste, funkcije in primeri

The Eksocitoza Gre za postopek, s katerim celica izpušča material zunaj citoplazme skozi celično membrano. Pojavlja se prek veziklov, ki jih najdemo v celični notranjosti, imenovani eksosomi, ki se združujejo s plazemsko membrano in sproščajo njihovo vsebino na zunanje okolje. Inverzni proces se imenuje endocitoza.

Tako kot endocitoza je tudi ekskluziven proces evkariontskih celic. Funkcije endocitoze in eksocitoze morajo biti v dinamičnem in natančnem ravnovesju, tako da celična membrana ohranja velikost in sestavo, ki jo označujeta.

Vir Ladyofhats [CC0]

Eksocitoza se na prvi stopnji pojavi v celici, da odpravite snovi, ki niso prebavne s prebavnimi stroji in ki so jo vstopili med endocitnim postopkom. Poleg tega gre za mehanizem, ki se uporablja za sproščanje hormonov na različnih celicah.

Eksocitoza lahko prenaša tudi snovi skozi celično pregrado, kar pomeni povezovanje vhodnih in izhodnih procesov v celici.

Snov je mogoče zajeti na eni strani stene krvne žile skozi proces pinocitoze, se mobilizirajo skozi celico in se z druge strani sprostijo z eksocitozo.

[TOC]

Kaj so eksosomi?

Eksosomi so majhni membranski vezikli raznolikega izvora, ki jih izloča večina vrst celic, in verjame se, da pomembne funkcije v medceličnih komunikacijah opravljajo. Čeprav so bili eksosomi opisani pred kratkim, se je zanimanje za te vezikle v zadnjih letih močno povečalo.

To odkritje je vzbudilo ponovno zanimanje za splošno področje tajnih membranskih veziklov, ki je vključeno v modulacijo medceličnih komunikacij.

Sprva so eksosomi veljali za zelo specifične celične organele z materialom, ki ga je celica zavrgla, ker so imeli neželene molekularne komponente ali "presnovno smeti". Videli so jih tudi kot simbol celične smrti, ker so prevažali odpadne snovi.

Toda po ugotovitvi, da vsebujejo beljakovine, lipide in genetski material (kot molekule, ki sodelujejo pri regulaciji, vključno z RNM in Microarn), je bilo ugotovljeno, da lahko na bolj zapleten vplivajo na celice.

Proces

Na enak način kot endocitoza, postopek izločanja celic zahteva energijo v obliki ATP, saj predstavlja aktivni proces. Aparat Golgi ima temeljno vlogo pri eksocitozi, saj je membrana, ki pakira materiale, namenjene celičnemu izločanju.

Intracelični transportni vezikli izvirajo iz Golgijevega aparata, ki se s svojo vsebnostjo premika skozi citoplazmo, vzdolž citoplazemskih mikrotubul, proti celični membrani, se združi z njo in sprošča svojo vsebnost na zunajcelično tekočino.

Endocitoza in eksocitoza ohranjata ravnovesje v celici, ki omogoča ohranjanje dimenzij in lastnosti plazemske membrane. Če ne, bi membrana celice spremenila njene dimenzije, ko bi jo podaljšala z dodatkom membrane izločanih veziklov, ki so ji dodani.

Na ta način se presežek membrane, dodane v eksocitozo, ponovno integrira z endocitozo, ki jo to membrano vrne skozi endocitne vezikule na Golgijev aparat, kjer je recikliran.

Eksosomi ne izvirajo iz Golgijevega aparata

Ni ves material za eksocitozo iz transma mreže Golgijevega aparata. Del tega izvira iz zgodnjih endosomov. To so celične organele, specializirane za sprejemanje veziklov, ki so nastale med procesom endocitoze.

Znotraj teh se del vsebine ponovno uporabi in prepelje v celično membrano s pomočjo veziklov, ki so oblikovani v samem endosomu.

Lahko vam služi: evkariontska celica

Po drugi strani pa se v predsinaptičnih terminalih nevrotransmiterji sprostijo v neodvisnih veziklih, da pospešijo živčno komunikacijo. Slednji so pogosto konstitutivni eksocitozični vezikli, opisani pozneje.

Fantje

Proces eksocitoze je lahko konstitutiven ali občasno, slednji je znan tudi kot regulirana eksocitoza. Vesikli lahko prihajajo iz celičnih oddelkov, kot so primarni endosomi (ki prejemajo tudi endocitne vezikle) ali proizvajajo neposredno v trans domeni Golgijevega pogovora.

Prepoznavanje beljakovin do poti eksocitoze ali drugemu bo dano z odkrivanjem regij, ki jih delijo med beljakovinami.

Prek konstitutivne eksocitoze

Ta vrsta eksocitoze se pojavlja v vseh celicah in nenehno. Tu se veliko topnih beljakovin nenehno izganja na celično zunanjost.

Ta pot eksocitoze ne ureja tistega, kar je vedno v procesu. V črevesnih kalciformnih celicah in vezivnih tkivih fibroblastov je na primer eksocitoza konstitutivna, saj se nenehno pojavlja. Kalciformne celice nenehno sproščajo sluz, medtem ko fibroblasti sproščajo kolagen.

V mnogih celicah, ki so polarizirane v tkivih, se membrana razdeli na dve različni domeni (apikalna in bazolateralna domena), ki vsebujejo vrsto beljakovin, povezanih z njihovo funkcionalno diferenciacijo.

V teh primerih se iz Golgi Trans omrežja beljakovine selektivno prevažajo na različne domene po konstitutivni poti.

To izvedeta vsaj dve vrsti konstitutivnih sekretornih veziklov, ki so usmerjeni neposredno v apikalno ali bazolateralno domeno teh polariziranih celic.

Regulirana pot eksocitoze

Ta postopek je ekskluziven za specializirane celice za izločanje, v katerih se niz žleznih beljakovin ali izdelkov izbere s trans domeno Golgijevega aparata in ga pošlje v posebne sekretorne vezikle, kjer se koncentrirajo in nato sprostijo v zunajcelični matrik zunajcelični dražljaj.

Številne endokrine celice, ki shranjujejo hormone v sekretornih veziklih, začnejo eksocitozo šele potem, ko prepoznajo signal celične zunaj, ki je vmesni proces.

Fuzija veziklov na celično membrano je pogost proces pri različnih vrstah celic (od nevronov do endokrinih celic).

Beljakovine, vključene v regulirani proces eksocitoze

V procesu eksocitoze sta vključeni dve družini beljakovin:

• Rab, ki skrbi za zasidranje žolčnika do membrane in daje posebnost vezikularnega prevoza. Na splošno so povezani z GTP v svoji aktivni obliki.
• Po drugi strani se beljakovine Snare soočajo z zlitjem med membranami. Povečanje koncentracije kalcija (Ca2+) znotraj celice deluje kot znak v postopku.

RAB protein prepozna povečanje znotrajceličnega Ca2 in začne sidranje žolčnika na membrano. Območje žolčnika, ki se je združilo, odpre in sprošča vsebino na zunajcelični prostor, medtem ko se žolčnik združi s celično membrano.

Eksocitoza "poljubi in teče"?

V tem primeru žolčnik, ki se pripravlja na združitev z membrano, ne povsem, vendar začasno tvori majhno odprtino v membrani. Takrat pride v notranjost žolčnika v stik z zunanjo stranjo celice tako, da sprosti svojo vsebino.

Pore ​​se takoj zapre in žolčnik je na citoplazemski strani. Ta postopek je tesno povezan s hipokampusom Synapse.

Vam lahko služi: monoblasti: značilnosti, morfologija, funkcije

Funkcije

Celice izvajajo postopek eksocitoze, da prevažajo in sproščajo velike in lipofobne molekule, kot so sintetizirani proteini v celicah. To je tudi mehanizem, s katerim se odcepijo od odpadkov, ki ostanejo v lizosomih po znotrajcelični prebavi.

Eksocitoza je pomemben posrednik pri aktivaciji beljakovin, ki ostanejo shranjeni in neaktivni (zimogeni). Na primer, prebavni encimi se proizvajajo in shranijo, aktivirajo, potem ko se iz celic sprostijo v črevesni lumen skozi omenjeni postopek.

Eksocitoza lahko deluje tudi kot proces transcitoze. Slednji je sestavljen iz mehanizma, ki omogoča nekatere snovi in ​​molekule, da prečkajo citoplazmo celice in prehajajo v zunajcelično območje v drugo zunajcelično območje.

Gibanje transcitoze veziklov je odvisno od celičnega citoskeleta. Aktinske mikrovlakne imajo motorično vlogo, mikrotubule pa kažejo na smer, ki ji sledi žolčnik.

Transcitoza omogoča velikim molekulam, da prečkajo epitelij in ostanejo nepoškodovani. V tem procesu dojenčki absorbirajo materina protitelesa skozi mleko. Te se absorbirajo na apikalni površini črevesnega epitelija in se sproščajo proti zunajcelični tekočini.

Eksosomi kot medcelični glasniki

V imunskem sistemu, izločevalni vezikli ali eksosomi, igrajo pomembno vlogo pri medcelični komunikaciji. Pokazalo se je, da nekatere celice, kot so B limfociti, izločajo eksosome z esencialnimi molekulami za prilagodljivi imunski odziv.

Ti eksosomi imajo tudi MHC-specifične MHC-transptide do specifičnih T celic imunskega sistema.

Dendritične celice prav tako izločajo eksosome z MHC peptidnimi kompleksi, ki povzročajo protitumorske imunske odzive. Različne študije so pokazale, da te eksosome izločajo nekatere celice, druge.

Na ta način se dodajo pomembni molekularni elementi, kot so antigeni ali peptidni kompleksi, ki povečajo obseg celic, ki predstavljajo antigene.

Prav tako ta postopek izmenjave informacij povečuje učinkovitost indukcije imunskih odzivov ali celo negativnih signalov, ki vodijo do smrti ciljne celice.

Nekateri poskusi so bili izvedeni pri uporabi eksosomov, kot je vrsta zdravljenja raka pri ljudeh, z namenom prenosa informacij, ki modulirajo tumorske celice, kar jih vodi k apoptozi.

Primeri

V organizmih, kot so protozoji in gobice, ki imajo znotrajcelično prebavo, prehranske snovi absorbirajo s fagocitozo, ne -dibavski ostanki. Vendar v drugih organizmih proces postane bolj zapleten.

Eksocitoza pri vretenčarjih

Pri sesalcih med tvorbo eritrocitov jedro, skupaj z drugimi pogodbami o organelih. Ta se nato zavije v žolčnik in izpuščeno iz celice skozi proces eksocitoze.

V nasprotju s tem pa številne endokrine celice, ki shranjujejo hormone v izločevalnih veziklih, začnejo eksocitozo šele po prepoznavanju signala iz celičnega zunanjega.

Eksocitoza izpolnjuje pomembne vloge v nekaterih mehanizmih odziva na telesu, kot je vnetja. Ta odzivni mehanizem posreduje predvsem histamin, prisoten v ječmenovih celicah.

Ko se histamin sprosti v celično zunanjost z eksocitozo, omogoča dilatacijo krvnih žil, zaradi česar so bolj prepustne. Poleg tega se občutljivost v senzorskih živcih povečuje, kar povzroči vnetje.

Eksocitoza pri sproščanju nevrotransmitters

Nevrotransmiterji se hitro premikajo skozi sinaptično unijo, tako da se pridružijo receptorjem postsinaptičnih porcij. Skladiščenje in sproščanje nevrotransmiterjev izvaja postopek več korakov.

Vam lahko služi: eritroblasti: kaj so eritropoeza, povezane patologije

Eden najpomembnejših korakov je zveza sinaptičnih veziklov do presinaptične membrane in sproščanje vsebine z eksocitozo na sinaptično razcep. Sprostitev serotonina s pomočjo nevronskih celic se pojavi na ta način.

V tem primeru mehanizem sproži celična depolarizacija, ki povzroči odpiranje kalcijevih kanalov in ko enkrat vstopi v celico.

Eksocitoza v drugih evkariotih

Eksocitoza je sredstva, s katerimi se v celično membrano vsadijo membranski proteini.

V rastlinskih celicah se eksocitoza uporablja pri ustavi celičnih sten. Skozi ta postopek se nekateri proteini in nekateri ogljikovi hidrati, ki so bili sintetizirani v Golgijevem aparatu, na zunanjo stran membrane, ki jih je treba uporabiti pri gradnji omenjene strukture.

V mnogih protistih z odsotno celično steno obstajajo kontraktilne vakuole, ki izvajajo funkcijo celičnih črpalk, prepoznajo odvečno vodo v notranjosti celice in jo izganjajo zunaj, kar zagotavlja mehanizem za osmotsko regulacijo. Delovanje kontraktilne vakuole se izvaja kot postopek eksocitoze.

Nekateri virusi uporabljajo eksocitozo

Virusi DNK z zavijanjem uporabljajo eksocitozo kot mehanizem osvoboditve. Po množenju in sestavljanju viriona v gostiteljski celici in ko je pridobil ovito membrano nukleoproteina.

S tem mehanizmom sproščanja gostiteljska celica ostane brez očitne poškodbe, v nasprotju z mnogimi drugimi rastlinskimi in živalskimi virusi, ki povzročajo celično avtolizo, da se iz teh celic izvlečejo.

Reference

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k. & Walter, str. (2004). Bistvena celična biologija. New York: Garland Science. 2. izdaja
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, str. (2008). Biologija celične molekularne. Garland Science, Taylor in Francis Group.
3. Cooper, g. M., Hausman, r. In. & Wright, n. (2010). Celica. (str. 397-402). Marbán.
4. Devlin, t. M. (1992). Učbenik biokemije: s kliničnimi korelacijami. John Wiley & Sons, Inc.
5. Dikeakos, j. D., & Reudelhuber, t. L. (2007). Pošiljanje beljakovin v goste jedrne sekretorne granoules: še vedno veliko za razvrščanje. The Journal of Cell Biology, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, c. P, Roberts, L. S., Keen, s. L., Larson, a., IANSON, H. & Eisenhour, D. J. (2008). Integrirani priformi zoologije. New York: McGraw-Hill. 14^th Izdaja.
7. Madigan, m. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: mikroorganizem biologija. Pearson Education.
8. Maravillas-Montero, J. L., & Martínez-cortés, i. (2017). Eksosomi antigena, ki predstavlja celice, in njihovo vlogo pri uravnavanju imunoloških odzivov. Revija México México, 64 (4), 463–476.
9. Pacheco, m. M., Diego, m. Do. Str., & Garcia, P. M. (2017). Atlas rastlinskih in živalskih histologij. Ambique: Didactics of Experimental Sciences, (90), 76–77.
10. Silverthorn, d. Ali. (2008). Človeška fiziologija/človeška fiziologija: integriran pristop. Ed. Pan -american Medical.
11. Stanier, r. In. (devetnajst devetdeset šest). Mikrobiologija. Sem se obrnil.
12. Stevens, c. F., & Williams, J. H. (2000). "Kiss and Run" eksocitoza pri hipokampalnih sinapsah. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, c. (2011). Eksosomi: skrivna vezikularna in medcelična komunikacija. Poročila o biologiji F1000, 3.