Definicja i wyjaśnienie etapów egzocytozy
Aparat Golgiego transportuje cząsteczki z komórki przez egzocytozę. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Pęcherzyki egzocytotyczne zawierające produkty białkowe pochodzą zazwyczaj z organelle zwany Aparat Golgiego , lub Kompleks Golgiego . Białka i lipidy syntetyzowane w retikulum endoplazmatyczne są wysyłane do kompleksów Golgiego w celu modyfikacji i sortowania. Po przetworzeniu produkty są zawarte w pęcherzykach wydzielniczych, które wyrastają z powierzchni trans aparatu Golgiego.
Inne pęcherzyki, które łączą się z błoną komórkową, nie pochodzą bezpośrednio z aparatu Golgiego. Niektóre pęcherzyki powstają z wczesne endosomy , które są workami błonowymi znajdującymi się w cytoplazma . Wczesne endosomy łączą się z pęcherzykami internalizowanymi przez endocytozę błony komórkowej. Endosomy te sortują zinternalizowany materiał (białka, lipidy, drobnoustroje itp.) i kierują substancje we właściwe miejsca. Pęcherzyki transportowe pączkują z wczesnych endosomów, wysyłając odpady do lizosomy do degradacji, zwracając białka i lipidy do błony komórkowej. Pęcherzyki zlokalizowane na zaciskach synaptycznych w neurony są również przykładami pęcherzyków, które nie pochodzą z kompleksów Golgiego.
Rodzaje egzocytozy
Egzocytoza to proces pierwotnego aktywnego transportu przez błonę komórkową. Encyklopedia Britannica / UIG / Getty Images
Istnieją trzy powszechne drogi egzocytozy. Jedna ścieżka, konstytutywna egzocytoza , polega na regularnym wydzielaniu cząsteczek. Ta akcja jest wykonywana przez wszystkie komórki. Egzocytoza konstytutywna polega na dostarczaniu białek błonowych i lipidów na powierzchnię komórki oraz wydalaniu substancji na zewnątrz komórki.
Regulowana egzocytoza opiera się na obecności sygnałów zewnątrzkomórkowych do wydalania materiałów w pęcherzykach. Regulowana egzocytoza występuje powszechnie w komórkach wydzielniczych i nie we wszystkich typy komórek . Komórki wydzielnicze przechowują produkty, takie jak hormony, neuroprzekaźniki i enzymy trawienne, które są uwalniane tylko wtedy, gdy są wyzwalane przez sygnały zewnątrzkomórkowe. Pęcherzyki wydzielnicze nie są włączone do Błona komórkowa ale bezpiecznik tylko wystarczająco długo, aby uwolnić ich zawartość. Po wykonaniu porodu pęcherzyki odbudowują się i wracają do cytoplazmy.
Trzecia ścieżka egzocytozy w komórkach obejmuje fuzję pęcherzyków z lizosomy . Te organelle zawierają enzymy hydrolazy kwasowej, które rozkładają materiały odpadowe, mikroby i szczątki komórkowe. Lizosomy przenoszą strawiony materiał do błony komórkowej, gdzie łączą się z błoną i uwalniają swoją zawartość do macierzy zewnątrzkomórkowej.
Etapy egzocytozy
Duże cząsteczki są przenoszone przez błonę komórkową przez transport pęcherzykowy w egzocytozie. FancyTapis / iStock / Getty Images Plus
Egzocytoza występuje w czterech etapach w konstytutywna egzocytoza i w pięciu krokach w regulowana egzocytoza . Kroki te obejmują handel pęcherzykami, tethering, dokowanie, zalewanie i łączenie.
- Battey, NH, i in. Egzocytoza i endocytoza. Komórka Roślinna , Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych, kwiecień 1999, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC144214/.
- Egzocytoza. Encyklopedia Nowego Świata , Wydawnictwo Paragon House, www.newworldencyclopedia.org/entry/Exocytosis.
- Reece, Jane B. i Neil A. Campbell. Biologia Campbella . Benjamin Cummings, 2011.
- Southoff, Thomas C. i Joseph Rizo. Egzocytoza pęcherzyków synaptycznych. Perspektywy zimnej wiosny w biologii , Narodowa Biblioteka Medyczna Stanów Zjednoczonych, 1 grudnia 2011 r., www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3225952/.
Egzocytoza w trzustce
Trzustka uwalnia glukagon przez egzocytozę, gdy poziom glukozy we krwi spada zbyt nisko. Glukagon powoduje, że wątroba przekształca zmagazynowany glikogen w glukozę, która jest uwalniana do krwiobiegu. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Egzocytoza jest wykorzystywana przez wiele komórek w organizmie jako środek transportu białek i komunikacji między komórkami. w trzustka , małe skupiska komórek zwane wysepki Langerhans wyprodukować hormony insulina i glukagon. Hormony te są przechowywane w ziarnistościach wydzielniczych i uwalniane przez egzocytozę, gdy odbierane są sygnały.
Gdy stężenie glukozy w krew jest zbyt wysoki, insulina jest uwalniana z komórek beta wysepek powodujących komórki i tkanki pobierać glukozę z krwi. Gdy stężenie glukozy jest niskie, glukagon jest wydzielany z komórek alfa wysepek. To powoduje wątroba do konwersji zmagazynowanego glikogenu w glukozę. Glukoza jest następnie uwalniana do krwi, powodując wzrost poziomu glukozy we krwi. Oprócz hormonów trzustka wydziela również enzymy trawienne (proteazy, lipazy, amylazy) poprzez egzocytozę.
Egzocytoza w neuronach
Niektóre neurony komunikują się poprzez transmisję neuroprzekaźników. Pęcherzyk synaptyczny wypełniony neuroprzekaźnikami w neuronie presynaptycznym (powyżej) łączy się z błoną presynaptyczną uwalniającą neuroprzekaźniki do szczeliny synaptycznej (przerwy między neuronami). Neuroprzekaźniki mogą następnie wiązać się z receptorami na neuronie postsynaptycznym (poniżej). Stocktrek Images / Getty Images
Egzocytoza pęcherzyków synaptycznych występuje neurony z system nerwowy . Komórki nerwowe komunikują się za pomocą sygnałów elektrycznych lub chemicznych (neuroprzekaźników), które są przekazywane z jednego neuronu do drugiego. Neuroprzekaźniki są przekazywane przez egzocytozę. Są to komunikaty chemiczne, które są przenoszone z nerw do nerwu przez pęcherzyki synaptyczne. Pęcherzyki synaptyczne to błoniaste pęcherzyki powstające w wyniku endocytozy błony plazmatycznej na przedsynaptycznych zakończeniach nerwowych.
Po utworzeniu pęcherzyki te są wypełniane neuroprzekaźnikami i wysyłane w kierunku obszaru błony plazmatycznej zwanego strefą aktywną. Pęcherzyk synaptyczny czeka na sygnał, napływ jonów wapnia wywołany przez potencjał czynnościowy, który pozwala pęcherzykowi zadokować się w błonie presynaptycznej. Rzeczywista fuzja pęcherzyka z błoną presynaptyczną nie występuje, dopóki nie nastąpi drugi napływ jonów wapnia.
Po otrzymaniu drugiego sygnału pęcherzyk synaptyczny łączy się z błoną presynaptyczną, tworząc por fuzyjny. Ten por rozszerza się, gdy dwie błony stają się jednym, a neuroprzekaźniki są uwalniane do szczeliny synaptycznej (przerwy między neuronami presynaptycznymi i postsynaptycznymi). Neuroprzekaźniki wiążą się z receptorami na neuronie postsynaptycznym. Neuron postsynaptyczny może być wzbudzany lub hamowany przez wiązanie neuroprzekaźników.
Egzocytoza a endocytoza
Podczas gdy egzocytoza jest formą aktywnego transportu, która przenosi substancje i materiały z wnętrza komórki na zewnątrz komórki, endocytoza jest jej lustrzanym odbiciem. W endocytozie substancje i materiały znajdujące się na zewnątrz komórki są transportowane do jej wnętrza. Podobnie jak egzocytoza, endocytoza wymaga energii, więc jest również formą transport aktywny .
Podobnie jak egzocytoza, endocytoza ma kilka różnych typów. Różne typy są podobne pod tym względem, że podstawowy proces leżący u podstaw obejmuje błonę plazmatyczną tworzącą kieszonkę lub wgłębienie i otaczającą leżącą pod spodem substancję, która musi zostać przetransportowana do komórki. Istnieją trzy główne typy endocytozy: fagocytoza, pinocytoza , jak również endocytoza za pośrednictwem receptora.