Definícia a vysvetlenie krokov pri exocytóze
Golgiho aparát transportuje molekuly von z bunky exocytózou. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Exocytotické vezikuly obsahujúce proteínové produkty sú typicky odvodené z an organela volal Golgiho aparát , alebo Golgiho komplex . Proteíny a lipidy syntetizované v endoplazmatického retikula sa posielajú do Golgiho komplexov na úpravu a triedenie. Po spracovaní sú produkty obsiahnuté v sekrečných vezikulách, ktoré vychádzajú z transface Golgiho aparátu.
Ostatné vezikuly, ktoré sa spájajú s bunkovou membránou, nepochádzajú priamo z Golgiho aparátu. Niektoré vezikuly sa tvoria z skoré endozómy , čo sú membránové vaky nachádzajúce sa v cytoplazme . Skoré endozómy fúzujú s vezikulami internalizovanými endocytózou bunkovej membrány. Tieto endozómy triedia internalizovaný materiál (proteíny, lipidy, mikróby atď.) a smerujú látky na ich správne miesta. Transportné vezikuly vychádzajú zo skorých endozómov, do ktorých sa posiela odpadový materiál lyzozómy na degradáciu, pričom sa proteíny a lipidy vracajú do bunkovej membrány. Vezikuly umiestnené na synaptických termináloch v neuróny sú tiež príklady vezikúl, ktoré nie sú odvodené z Golgiho komplexov.
Typy exocytózy
Exocytóza je proces primárneho aktívneho transportu cez bunkovú membránu. Encyklopédia Britannica / UIG / Getty Images
Existujú tri bežné cesty exocytózy. Jedna cesta, konštitutívna exocytóza , zahŕňa pravidelnú sekréciu molekúl. Túto akciu vykonávajú všetky bunky. Konštitutívna exocytóza funguje tak, že dodáva membránové proteíny a lipidy na povrch bunky a vylučuje látky do vonkajšieho prostredia bunky.
Regulovaná exocytóza sa spolieha na prítomnosť extracelulárnych signálov na vypudzovanie materiálov z vezikúl. Regulovaná exocytóza sa bežne vyskytuje v sekrečných bunkách a nie vo všetkých bunkové typy . Sekrečné bunky uchovávajú produkty, ako sú hormóny, neurotransmitery a tráviace enzýmy, ktoré sa uvoľňujú iba vtedy, keď sú spustené extracelulárnymi signálmi. Sekrečné vezikuly nie sú začlenené do bunková membrána ale zatavte len tak dlho, aby sa uvoľnil ich obsah. Po podaní sa vezikuly zreformujú a vrátia sa do cytoplazmy.
Tretia cesta exocytózy v bunkách zahŕňa fúziu vezikúl s lyzozómy . Tieto organely obsahujú kyslé hydrolázové enzýmy, ktoré rozkladajú odpadové látky, mikróby a bunkový odpad. lyzozómy prenášajú svoj natrávený materiál do bunkovej membrány, kde splynú s membránou a uvoľnia svoj obsah do extracelulárnej matrice.
Kroky exocytózy
Veľké molekuly sú prenášané cez bunkovú membránu transportom vezikúl pri exocytóze. FancyTapis / iStock / Getty Images Plus
Exocytóza prebieha v štyroch krokoch konštitutívna exocytóza a v piatich krokoch regulovaná exocytóza . Tieto kroky zahŕňajú obchodovanie s vezikulami, uväzovanie, dokovanie, priming a fixáciu.
- Battey, NH, a kol. Exocytóza a endocytóza. Rastlinná bunka , U.S. National Library of Medicine, apríl 1999, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC144214/.
- Exocytóza. Encyklopédia Nového sveta , Paragon House Publishers, www.newworldencyclopedia.org/entry/Exocytosis.
- Reece, Jane B. a Neil A. Campbell. Campbellova biológia . Benjamin Cummings, 2011.
- Southoff, Thomas C. a Joseph Rizo. Synaptická vezikulová exocytóza. Perspektívy Cold Spring Harbor v biológii , U.S. National Library of Medicine, 1. decembra 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3225952/.
Exocytóza v pankrease
Pankreas uvoľňuje glukagón exocytózou, keď hladiny glukózy v krvi klesnú príliš nízko. Glukagón spôsobuje, že pečeň premieňa uložený glykogén na glukózu, ktorá sa uvoľňuje do krvného obehu. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Exocytózu používa množstvo buniek v tele ako prostriedok na transport proteínov a na komunikáciu medzi bunkami. V pankreasu , malé zhluky buniek tzv Langerhansove ostrovčeky vyrábať hormóny inzulín a glukagón. Tieto hormóny sú uložené v sekrečných granulách a uvoľňujú sa exocytózou, keď sú prijaté signály.
Keď koncentrácia glukózy v krvi je príliš vysoká, inzulín sa uvoľňuje z ostrovčekových beta buniek, ktoré spôsobujú bunky a tkanív na vychytávanie glukózy z krvi. Keď sú koncentrácie glukózy nízke, glukagón sa vylučuje z alfa buniek ostrovčekov. To spôsobuje pečeň na premenu uloženého glykogénu na glukózu. Glukóza sa potom uvoľňuje do krvi, čo spôsobuje zvýšenie hladín glukózy v krvi. Exocytózou vylučuje pankreas okrem hormónov aj tráviace enzýmy (proteázy, lipázy, amylázy).
Exocytóza v neurónoch
Niektoré neuróny komunikujú prostredníctvom prenosu neurotransmiterov. Synaptická vezikula naplnená neurotransmitermi v presynaptickom neuróne (hore) sa spája s presynaptickou membránou a uvoľňuje neurotransmitery do synaptickej štrbiny (medzera medzi neurónmi). Neurotransmitery sa potom môžu viazať na receptory na postsynaptickom neuróne (nižšie). Stocktrek Images / Getty Images
Synaptická exocytóza vezikúl sa vyskytuje v neuróny z nervový systém . Nervové bunky komunikujú elektrickými alebo chemickými (neurotransmitermi) signálmi, ktoré prechádzajú z jedného neurónu na druhý. Neurotransmitery sa prenášajú exocytózou. Sú to chemické správy, ktoré sa prenášajú z nerv k nervu synaptickými vezikulami. Synaptické vezikuly sú membránové vaky vytvorené endocytózou plazmatickej membrány na presynaptických nervových zakončeniach.
Po vytvorení sú tieto vezikuly naplnené neurotransmitermi a odoslané do oblasti plazmatickej membrány nazývanej aktívna zóna. Synaptická vezikula čaká na signál, prílev vápenatých iónov vyvolaný akčným potenciálom, ktorý umožňuje vezikule ukotviť sa na presynaptickej membráne. Skutočná fúzia vezikuly s presynaptickou membránou nenastane, kým nenastane druhý príliv iónov vápnika.
Po prijatí druhého signálu sa synaptická vezikula spojí s presynaptickou membránou a vytvorí fúzny pór. Tento pór sa rozširuje, keď sa dve membrány stanú jednou a neurotransmitery sa uvoľnia do synaptickej štrbiny (medzera medzi presynaptickými a postsynaptickými neurónmi). Neurotransmitery sa viažu na receptory na postsynaptickom neuróne. Postsynaptický neurón môže byť excitovaný alebo inhibovaný väzbou neurotransmiterov.
Exocytóza verzus endocytóza
Zatiaľ čo exocytóza je forma aktívneho transportu, ktorý presúva látky a materiály z vnútra bunky do vonkajšej časti bunky, endocytóza je zrkadlovým opakom. Pri endocytóze sú látky a materiály, ktoré sú mimo bunky, transportované do vnútra bunky. Rovnako ako exocytóza, endocytóza vyžaduje energiu, takže je tiež formou aktívny transport .
Rovnako ako exocytóza, aj endocytóza má niekoľko rôznych typov. Rôzne typy sú podobné v tom, že základný proces zahŕňa plazmatickú membránu, ktorá vytvára kapsu alebo invagináciu a obklopuje základnú látku, ktorá musí byť transportovaná do bunky. Existujú tri hlavné typy endocytózy: fagocytóza, pinocytóza ako aj receptorom sprostredkovanú endocytózu.