Proses exocytosis, jenis, fungsi dan contoh

The exocytosis Ia adalah proses di mana sel mengeluarkan bahan di luar sitoplasma melalui membran sel. Ia berlaku melalui vesikel yang terdapat di pedalaman selular, yang dipanggil exosomes, yang bergabung dengan membran plasma dan melepaskan kandungan mereka ke persekitaran luaran. Proses songsang dipanggil endositosis.

Seperti endositosis, ia adalah proses eksklusif sel eukariotik. Fungsi endositosis dan exocytosis perlu berada dalam keseimbangan yang dinamik dan tepat supaya membran sel mengekalkan saiz dan komposisi yang mencirikannya.

Sumber Ladyofhats [CC0]

Exocytosis berlaku di dalam sel pada mulanya untuk menghapuskan bahan -bahan yang tidak pencernaan oleh jentera pencernaan dan yang memasukinya semasa proses endocytic. Di samping itu, ia adalah satu mekanisme yang digunakan untuk melepaskan hormon pada tahap sel yang berbeza.

Exocytosis juga boleh mengangkut bahan melalui halangan sel, yang membayangkan gandingan proses input dan output dalam sel.

Bahan dapat ditangkap di satu sisi dinding saluran darah melalui proses pinositosis, menggerakkan sel dan dibebaskan dari sisi lain oleh exocytosis.

[TOC]

Apa itu exosomes?

Exosomes adalah vesikel membran kecil dari pelbagai asal yang dirembeskan oleh kebanyakan jenis sel, dan dipercayai bahawa fungsi penting dalam komunikasi antara sel dilaksanakan. Walaupun exosomes diterangkan baru -baru ini, minat dalam vesikel ini telah meningkat secara dramatik dalam beberapa tahun kebelakangan ini.

Penemuan ini menimbulkan minat yang diperbaharui dalam bidang umum vesikel membran rahsia, yang terlibat dalam modulasi komunikasi antara selular.

Pada mulanya exosomes dianggap sebagai organel sel yang sangat spesifik dengan bahan yang dibuang oleh sel kerana mereka mempunyai komponen molekul yang tidak diingini atau "sampah metabolik". Mereka juga dilihat sebagai simbol kematian sel kerana mereka mengangkut bahan sisa.

Walau bagaimanapun, selepas penemuan bahawa mereka mengandungi protein, lipid dan bahan genetik (seperti molekul yang terlibat dalam peraturan, termasuk RNM dan microarn), disimpulkan bahawa mereka dapat mempengaruhi sel dengan cara yang lebih kompleks.

Proses

Dengan cara yang sama seperti endositosis, proses rembesan sel memerlukan tenaga dalam bentuk ATP, kerana ia merupakan proses aktif. Alat Golgi memainkan peranan penting dalam exocytosis, kerana membran yang membungkus bahan -bahan yang ditakdirkan untuk rembesan selular dipecahkan dari ini.

Vesikel pengangkutan intraselular berasal dari alat Golgi, bergerak dengan kandungannya melalui sitoplasma, di sepanjang microtubules sitoplasma, ke arah membran sel, menggabungkannya dan melepaskan kandungannya ke cecair ekstraselular.

Endositosis dan exocytosis mengekalkan keseimbangan dalam sel yang membolehkan mengekalkan dimensi dan sifat membran plasma. Jika tidak, membran sel akan mengubah dimensinya apabila ia dilanjutkan dengan penambahan membran vesikel perkumuhan yang ditambahkan kepadanya.

Dengan cara ini, kelebihan membran yang ditambah dalam exocytosis, diintegrasikan semula oleh endositosis, mengembalikan membran ini melalui vesikel endositik ke alat Golgi, di mana ia dikitar semula.

Exosomes tidak berasal dari alat Golgi

Tidak semua bahan untuk exocytosis berasal dari rangkaian trans alat Golgi. Sebahagian daripada ini datang dari endosom awal. Ini adalah organel selular yang khusus dalam menerima vesikel yang terbentuk semasa proses endositosis.

Di dalamnya, selepas digabungkan dengan endosom, sebahagian daripada kandungan digunakan semula dan diangkut ke membran sel dengan cara vesikel yang terbentuk di endosom itu sendiri.

Ia dapat melayani anda: sel eukariotik

Sebaliknya, di terminal pra-sinaptik neurotransmitter dibebaskan dalam vesikel bebas untuk mempercepat komunikasi saraf. Yang terakhir adalah vesikel exocytosis konstitutif yang diterangkan kemudian.

Lelaki

Proses exocytosis boleh menjadi konstitutif atau berselang -seli, yang terakhir juga dikenali sebagai exocytosis yang dikawal selia. Vesikel boleh datang dari petak selular seperti endosom utama (yang juga menerima vesikel endocytic) atau menghasilkan secara langsung di domain trans Golgi.

Pengiktirafan protein ke arah jalan exocytosis atau yang lain akan diberikan oleh pengesanan kawasan yang dikongsi antara protein.

Melalui exocytosis konstitutif

Jenis exocytosis ini berlaku di semua sel dan tidak henti. Di sini banyak protein larut secara berterusan diusir ke luaran sel.

Laluan exocytosis ini tidak dikawal oleh apa yang selalu dalam proses. Dalam sel calciform usus dan fibroblas tisu penghubung, contohnya, exocytosis adalah konstitutif, kerana ia berlaku secara berterusan. Sel calciform melepaskan lendir sentiasa, sementara fibroblas melepaskan kolagen.

Di banyak sel yang terpolarisasi dalam tisu, membran dibahagikan kepada dua domain yang berbeza (domain apikal dan basolateral), yang mengandungi satu siri protein yang berkaitan dengan pembezaan fungsinya.

Dalam kes ini, dari rangkaian trans Golgi, protein secara selektif diangkut ke domain yang berbeza dengan laluan konstitutif.

Ini dijalankan oleh sekurang -kurangnya dua jenis vesikel seketika konstitutif yang diarahkan terus ke domain apikal atau basolateral sel -sel terpolarisasi ini.

Laluan exocytosis yang dikawal selia

Proses ini adalah eksklusif untuk sel -sel khusus untuk rembesan, di mana satu siri protein atau produk kelenjar dipilih oleh domain trans alat Golgi dan dihantar ke vesikel sekretori khas, di mana ia tertumpu dan kemudian dilepaskan ke matriks ekstraselular apabila menerima beberapa Rangsangan ekstraselular.

Banyak sel endokrin yang menyimpan hormon dalam vesikel sekretori, mulakan exocytosis hanya setelah mengenali isyarat dari luar sel, menjadi proses sekejap -sekejap.

Gabungan vesikel ke membran sel, adalah proses yang sama dalam pelbagai jenis sel (dari neuron hingga sel endokrin).

Protein yang terlibat dalam proses exocytosis yang dikawal selia

Dua keluarga protein terlibat dalam proses exocytosis:

• Rab, yang menjaga penangkapan pundi hempedu ke membran dan memberikan kekhususan kepada pengangkutan vesikular. Mereka biasanya dikaitkan dengan GTP dalam bentuk aktif mereka.
• Sebaliknya, protein jerat menghadapi gabungan antara membran. Peningkatan kepekatan kalsium (Ca2+) di dalam sel, berfungsi sebagai tanda dalam proses.

Protein Rab mengiktiraf peningkatan Ca2 intraselular dan memulakan penangkapan pundi hempedu ke membran. Kawasan pundi hempedu yang bergabung dibuka dan melepaskan kandungannya ke ruang ekstraselular, sementara pundi hempedu bergabung dengan membran sel.

Exocytosis "ciuman dan larian"?

Dalam kes ini, pundi hempedu yang sedang bersedia untuk bergabung dengan membran tidak sepenuhnya, tetapi ia membentuk sementara pembukaan kecil dalam membran. Itulah ketika bahagian dalam pundi hempedu bersentuhan dengan bahagian luar sel dengan melepaskan kandungannya.

Pori ditutup dengan serta -merta selepas dan pundi hempedu berada di bahagian sitoplasma. Proses ini berkait rapat dengan sinaps hippocampus.

Boleh melayani anda: monoblas: ciri, morfologi, fungsi

Fungsi

Sel -sel menjalankan proses exocytosis, untuk mengangkut dan melepaskan molekul besar dan lipofobik seperti protein yang disintesis dalam sel. Ia juga merupakan mekanisme yang mana mereka melepaskan diri dari sisa yang kekal dalam lisosom selepas pencernaan intraselular.

Exocytosis adalah perantara penting dalam pengaktifan protein yang tetap disimpan dan tidak aktif (zimogen). Enzim pencernaan, sebagai contoh, dihasilkan dan disimpan, diaktifkan selepas dibebaskan dari sel -sel ke lumen usus melalui proses tersebut.

Exocytosis juga boleh bertindak sebagai proses transcitosis. Yang terakhir ini terdiri daripada mekanisme yang membolehkan beberapa bahan dan molekul menyeberangi sitoplasma sel, melewati rantau ekstrasel ke kawasan ekstrasel lain.

Pergerakan vesikel transcitosis bergantung pada sitoskeleton sel. Mikrofiber actin mempunyai peranan motor, sementara microtubules menunjukkan arah yang harus diikuti oleh pundi hempedu.

Transcitosis membolehkan molekul besar menyeberangi epitel, yang tersisa tanpa luka. Dalam proses ini, bayi menyerap antibodi ibu melalui susu. Ini diserap pada permukaan apikal epitel usus, dan dilepaskan ke arah cecair ekstraselular.

Exosomes sebagai utusan intercellular

Dalam sistem imun, vesikel ekskresi atau exosomes, memainkan peranan penting dalam komunikasi antara selular. Telah ditunjukkan bahawa beberapa sel seperti limfosit B, merembeskan exosomes dengan molekul penting untuk tindak balas imun adaptif.

Exosoma ini juga mempunyai MHC-transptides khusus MHC ke sel T tertentu sistem imun.

Sel dendritik juga merembeskan exosomes dengan kompleks peptida MHC, yang menyebabkan tindak balas imun antitumoral. Pelbagai kajian telah menunjukkan bahawa exosomes ini dikeluarkan oleh beberapa sel dan ditangkap oleh orang lain.

Dengan cara ini, elemen molekul penting seperti antigen atau kompleks peptida yang meningkatkan pelbagai antigen yang menyampaikan sel ditambah atau diperoleh.

Begitu juga, proses pertukaran maklumat ini meningkatkan keberkesanan induksi tindak balas imun, atau bahkan isyarat negatif yang membawa kepada kematian sel sasaran.

Beberapa percubaan telah dijalankan dalam penggunaan exosomes seperti jenis terapi kanser pada manusia, dengan tujuan menghantar maklumat yang memodulasi sel -sel tumor, yang membawa mereka ke apoptosis.

Contoh

Dalam organisma seperti protozoa dan span yang mempunyai pencernaan intraselular, bahan pemakanan diserap oleh fagositosis dan sisa -sisa yang tidak boleh dicerna diekstrak dari sel oleh exocytosis. Walau bagaimanapun, dalam organisma lain, proses menjadi lebih kompleks.

Exocytosis dalam vertebrata

Dalam mamalia semasa pembentukan erythrocytes, nukleus, bersama dengan kontrak organel lain, menjadi vestigial. Ini kemudian dibalut dengan pundi hempedu dan diusir dari sel melalui proses exocytosis.

Sebaliknya, banyak sel endokrin yang menyimpan hormon dalam vesikel ekskresi, mulakan exocytosis hanya selepas mengiktiraf isyarat dari luaran sel.

Exocytosis memenuhi peranan penting dalam beberapa mekanisme tindak balas badan, seperti keradangan. Mekanisme tindak balas ini terutamanya ditengah oleh histamin, yang terdapat dalam sel barli.

Apabila histamin dilepaskan ke luaran sel melalui exocytosis, ia membolehkan peleburan saluran darah, menjadikannya lebih teliti. Di samping itu, kepekaan dalam saraf sensor meningkat, menyebabkan gejala keradangan.

Exocytosis dalam pembebasan neurotransmitter

Neurotransmitter bergerak dengan cepat melalui kesatuan sinaptik dengan menyertai reseptor bahagian postsynaptic. Penyimpanan dan pelepasan neurotransmitter dijalankan dengan proses beberapa langkah.

Boleh melayani anda: erythroblast: Apa erythropoiesis, patologi yang berkaitan

Salah satu langkah yang paling relevan ialah kesatuan vesikel sinaptik ke membran presinaptik dan pembebasan kandungannya oleh exocytosis kepada celah sinaptik. Serotonin dilepaskan oleh sel neuron, berlaku dengan cara ini.

Dalam kes ini, mekanisme ini dicetuskan oleh depolarization sel, yang mendorong pembukaan saluran kalsium, dan apabila ia memasuki sel, ia menggalakkan mekanisme pengusiran neurotransmitter ini melalui vesikel ekskresi.

Exocytosis dalam eukariot lain

Exocytosis adalah cara yang mana protein membran ditanam dalam membran sel.

Dalam sel tumbuhan, exocytosis digunakan dalam perlembagaan dinding sel. Melalui proses ini, beberapa protein dan karbohidrat tertentu yang telah disintesis dalam alat Golgi, ke luar membran, yang akan digunakan dalam pembinaan struktur tersebut.

Di banyak protik dengan dinding sel yang tidak hadir, terdapat vakum kontraksi yang melaksanakan fungsi pam sel, mereka mengiktiraf air berlebihan di dalam sel sel dan mengusirnya di luarnya, menyediakan mekanisme peraturan osmotik. Operasi vacuola kontraksi dijalankan sebagai proses exocytosis.

Beberapa virus menggunakan exocytosis

Virus DNA dengan membungkus, gunakan exocytosis sebagai mekanisme pembebasan. Selepas pendaraban dan perhimpunan virion di sel tuan rumah dan apabila ia telah memperoleh membran membungkus nukleoprotein, ia meninggalkan nukleus sel, berhijrah ke retikulum endoplasma dan dari sana ke vesikel pengusiran.

Melalui mekanisme pelepasan ini, sel tuan rumah kekal tanpa kerosakan yang jelas, berbeza dengan banyak virus tumbuhan dan haiwan lain yang menyebabkan autolisis selular untuk keluar dari sel -sel ini.

Rujukan

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k. & Walter, p. (2004). Biologi sel penting. New York: Sains Garland. Edisi ke -2
2. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberth, k., & Walter, p. (2008). Biologi molekul sel. Sains Garland, Taylor dan Francis Group.
3. Cooper, g. M., Hausman, r. Dan. & Wright, n. (2010). Sel. (ms. 397-402). Marbán.
4. Devlin, t. M. (1992). Buku Teks Biokimia: Dengan Korelasi Klinikal. John Wiley & Sons, Inc.
5. Dikeakos, j. D., & Reudelhuber, t. L. (2007). Menghantar protein ke granoules rahsia teras yang padat: Masih banyak yang dapat diselesaikan. Jurnal Biologi Sel, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, c. P, Roberts, l. S., Keen, s. L., Larson, a., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Priorms Zoologi Bersepadu. New York: McGraw-Hill. 14^th Edisi.
7. Madigan, m. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisma. Pendidikan Pearson.
8. Maravillas-Montero, J. L., & Martínez-Cortés, i. (2017). Exosomes antigen yang menyampaikan sel dan peranan mereka dalam pengawalan tindak balas imunologi. Majalah México México, 64 (4), 463-476.
9. Pacheco, m. M., Diego, m. Ke. P., & Garcia, p. M. (2017). Atlas histologi tumbuhan dan haiwan. Ambique: didaktik sains eksperimen, (90), 76-77.
10. Silverthorn, d. Atau. (2008). Fisiologi Manusia/Fisiologi Manusia: Pendekatan Bersepadu. Ed. Pan -American Medical.
11. Stanier, r. Dan. (Sembilan belas sembilan puluh enam). Mikrobiologi. Saya terbalik.
12. Stevens, c. F., & Williams, J. H. (2000). Exocytosis "Cium and Run" pada sinapsik hippocampal. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, c. (2011). Exosomes: komunikasi vesikular dan antara sel yang diselaraskan. Laporan Biologi F1000, 3.