Exocytosprocess, typer, funktioner och exempel

De exocytos Det är en process genom vilken cellen utvisar material utanför cytoplasma genom cellmembranet. Det förekommer genom vesiklar som finns i den cellulära inre, kallade exosomer, som smälter samman med plasmamembranet och släpper deras innehåll till den yttre miljön. Den omvända processen kallas endocytos.

Liksom endocytos är det en exklusiv process av eukaryota celler. Endocytos och exocytosfunktioner måste vara i en dynamisk och exakt balans så att cellmembranet upprätthåller storleken och kompositionen som kännetecknar den.

Ladyofhats Source [CC0]

Exocytos förekommer i cellen i första hand för att eliminera ämnen som inte är matsmältning av matsmältningsmaskiner och som kom in i den under den endocytiska processen. Dessutom är det en mekanism som används för att frigöra hormoner på olika cellnivåer.

Exocytos kan också transportera ämnen genom en cellbarriär, vilket innebär kopplingen av ingångs- och utgångsprocesserna i cellen.

Ett ämne kan fångas på ena sidan av väggen i ett blodkärl genom pinocytosprocessen, mobiliseras genom cellen och släpps från den andra sidan genom exocytos.

[TOC]

Vilka är exosomerna?

Exosomer är små membranvesiklar av varierat ursprung som utsöndras av de flesta celltyper, och det antas att viktiga funktioner i intercellulär kommunikation utför. Även om exosomerna beskrivs nyligen har intresset för dessa vesiklar ökat dramatiskt de senaste åren.

Denna upptäckt väckte ett förnyat intresse för det allmänna området för hemliga membranvesiklar, involverade i moduleringen av intercellulär kommunikation.

Ursprungligen betraktades exosomerna som mycket specifika cellorganeller med material kasserade av cellen eftersom de hade oönskade molekylkomponenter eller "metaboliskt skräp". De sågs också som en symbol för celldöd eftersom de transporterade avfallsämnen.

Efter upptäckten att de innehåller proteiner, lipider och genetiska material (som molekyler involverade i reglering, inklusive RNM och mikroarn), drogs slutsatsen att de kan påverka celler på ett mer komplext sätt.

Bearbeta

På samma sätt som endocytos kräver cellutsöndringsprocessen energi i form av ATP, eftersom den utgör en aktiv process. Golgi -apparaten spelar en grundläggande roll i exocytos, eftersom membranet som packar materialen som är avsedda för cellulär sekretion bryts ned från detta.

Intracellulära transportvesiklar härstammar från Golgi -apparaten, rör sig med sitt innehåll genom cytoplasma, längs de cytoplasmiska mikrotubulierna, mot cellmembranet, sammanslagning till det och släpper dess innehåll till den extracellulära vätskan.

Endocytos och exocytos upprätthåller en balans i cellen som gör det möjligt att bevara plasmamembranets dimensioner och egenskaper. Om inte, skulle membranet i en cell ändra sina dimensioner när det förlängdes genom tillsats av membranet i utsöndringsvesiklarna som läggs till den.

På detta sätt integreras överskottet av membran som tillsätts i exocytos igen genom endocytos och återförs detta membran genom de endocytiska vesiklarna till Golgi -apparaten, där den återvinns.

Exosomer har inte sitt ursprung i Golgi -apparaten

Inte allt material för exocytos kommer från transnätverket av Golgi -apparaten. En del av detta kommer från tidiga endosomer. Dessa är cellulära organeller som är specialiserade på att ta emot vesiklarna som bildas under endocytosprocessen.

Inom dessa, efter att ha lagts samman med en endosom, återanvänds och transporteras en del av innehållet till cellmembranet med vesiklar som bildas i själva endosomen.

Det kan tjäna dig: eukaryotisk cell

Å andra sidan släpps i pre-synaptiska terminaler neurotransmittorer i oberoende vesiklar för att påskynda nervös kommunikation. De senare är ofta konstitutiva exocytosvesiklar som beskrivs senare.

Grabbar

Exocytosprocessen kan vara konstitutiv eller intermittent, den senare är också känd som reglerad exocytos. Vesiklar kan komma från cellulära fack som primära endosomer (som också får endocytiska vesiklar) eller producerar direkt i Golgi -samtalets transdomän.

Erkännandet av proteiner mot en eller en annan väg kommer att ges genom detektering av regioner som delas mellan proteiner.

Via av konstitutiv exocytos

Denna typ av exocytos förekommer i alla celler och oavbrutet. Här utvisas många lösliga proteiner kontinuerligt till cellutträdet.

Denna exocytosväg regleras inte av vad som alltid är i process. I tarms kalkiforma celler och bindväv fibroblaster, till exempel, är exocytos konstitutivt, eftersom det ständigt inträffar. Calciform -celler släpper ständigt slem, medan fibroblaster släpper kollagen.

I många celler som är polariserade i vävnaderna är membranet uppdelat i två olika domäner (apikala och basolaterala domän), som innehåller en serie proteiner relaterade till deras funktionella differentiering.

I dessa fall, från Golgi Trans -nätverket, transporteras proteiner selektivt till de olika domänerna efter konstitutiv väg.

Detta utförs av minst två typer av konstitutiva sekretoriska vesiklar som riktas direkt till den apikala eller basolaterala domänen för dessa polariserade celler.

Reglerad exocytosväg

Denna process är exklusiv för specialiserade celler för utsöndring, där en serie körtelproteiner eller produkter väljs av transdomänen i Golgi -apparaten och skickas till speciella sekretoriska vesiklar, där de koncentreras och sedan släpps till den extracellulära matrisen när de får några extracellulär stimulans.

Många endokrina celler som lagrar hormoner i sekretoriska vesiklar börjar exocytos först efter att ha erkänt en signal från cellulär utanför, som är en intermittent process.

Fusionen av vesiklar till cellmembranet är en vanlig process i olika celltyper (från neuroner till endokrina celler).

Proteiner involverade i den reglerade exocytosprocessen

Två proteinfamiljer är involverade i exocytosprocessen:

• Rab, som tar hand om förankringen av gallblåsan till membranet och ger specificitet till vesikulär transport. De är i allmänhet associerade med GTP i sin aktiva form.
• Å andra sidan möter snörproteiner fusionen mellan membranen. En ökning av kalciumkoncentrationen (Ca2+) inuti cellen fungerar som ett tecken på processen.

Rab -proteinet känner igen ökningen av intracellulär CA2 och börjar förankringen av gallblåsan till membranet. Området för gallblåsan som slogs samman öppnar och släpper dess innehåll till det extracellulära utrymmet, medan gallblåsan smälter samman med cellmembranet.

Exocytos "kyssar och kör"?

I det här fallet gör den gallblåsan som förbereder sig för att smälta samman med membranet helt, men det bildar det tillfälligt en liten öppning i membranet. Det är när insidan av gallblåsan kommer i kontakt med utsidan av cellen genom att släppa dess innehåll.

Por stängs omedelbart efter och gallblåsan är på den cytoplasmiska sidan. Denna process är nära kopplad till hippocampus synapse.

Kan tjäna dig: monoblaster: egenskaper, morfologi, funktioner

Funktioner

Cellerna utför exocytosprocessen, för att transportera och frigöra stora och lipofoba molekyler såsom syntetiserade proteiner i celler. Det är också en mekanism genom vilken de lossnar från avfallet som återstår i lysosomerna efter intracellulär matsmältning.

Exocytos är en viktig mellanhand i aktiveringen av proteiner som förblir lagrade och inaktiva (zimogener). Matsmältningsenzymer produceras till exempel och lagras, aktiveras efter att ha släppts från cellerna till tarmlumen genom nämnda process.

Exocytos kan också fungera som en transcitosprocess. Det senare består av en mekanism som gör det möjligt för vissa ämnen och molekyler att korsa cytoplasma i en cell, som passerar till en extracellulär region till en annan extracellulär region.

Transkitosvesiklarnas rörelse beror på cellcytoskelettet. Actin -mikrofibrer har en motorisk roll, medan mikrotubuli indikerar den riktning som ska följas av gallblåsan.

Transkitos gör att stora molekyler kan korsa ett epitel, förbli oskadda. I denna process absorberar barn mödrar antikroppar genom mjölk. Dessa absorberas på tarmens apikala yta och frigörs mot den extracellulära vätskan.

Exosomer som intercellulära budbärare

I immunsystemet spelar utsöndringsvesiklar eller exosomer en viktig roll i intercellulär kommunikation. Det har visats att vissa celler såsom B -lymfocyter utsöndrar exosomer med viktiga molekyler för adaptivt immunsvar.

Dessa exosomer har också MHC-specifika MHC-transptider till specifika T-celler i immunsystemet.

Dendritiska celler utsöndrar också exosomer med MHC -peptidkomplex, som inducerar antitumorala immunsvar. Olika studier har visat att dessa exosomer utsöndras av vissa celler och fångas av andra.

På detta sätt tillsätts eller erhålls viktiga molekylära element såsom antigener eller peptidkomplex som ökar intervallet av antigen som presenterar celler.

På samma sätt ökar denna informationsutbytesprocess effektiviteten av induktion av immunsvar, eller till och med negativa signaler som leder till målcellens död.

Vissa försök har genomförts vid användning av exosomer såsom en typ av cancerterapi hos människor, i syfte att överföra information som modulerar tumörceller, vilket leder dem till apoptos.

Exempel

I organismer som protozoer och svampar som har intracellulär matsmältning absorberas näringsämnen av fagocytos och icke -digerbara rester extraheras från cellen genom exocytos. Men i andra organismer blir processen mer komplex.

Exocytos i ryggradsdjur

Hos däggdjur under bildningen av erytrocyter, kärnan, tillsammans med andra organeller, blir vestigiala. Detta lindas sedan i en gallblåsan och utvisas från cellen genom exocytosprocessen.

Däremot börjar många endokrina celler som lagrar hormoner i utsöndringsvesiklar exocytos först efter att ha erkänt en signal från cell exter.

Exocytos uppfyller viktiga roller i vissa kroppssvarsmekanismer, till exempel inflammation. Denna svarmekanism förmedlas huvudsakligen av histamin, närvarande i kornceller.

När histamin frigörs till cellens yttre genom exocytos, tillåter det utvidgningen av blodkärl, vilket gör dem mer permeabla. Dessutom ökar känsligheten i sensornerverna och orsakar inflammationssymtom.

Exocytos vid frisläppandet av neurotransmittorer

Neurotransmittorer rör sig snabbt genom Synaptic Union genom att gå med i de postsynaptiska delen receptorer. Lagring och frisättning av neurotransmittorer utförs av en process med flera steg.

Kan tjäna dig: erytroblaster: vad är erytropoies, associerade patologier

Ett av de mest relevanta stegen är föreningen av synaptiska vesiklar till det presynaptiska membranet och frisläppandet av dess innehåll genom exocytos till synaptisk klyftan. Serotoninfrisättning av neuronala celler förekommer på detta sätt.

I detta fall utlöses mekanismen av celldepolarisering, som inducerar öppningen av kalciumkanaler, och när den väl har kommit in i cellen främjar den utvisningsmekanismen för denna neurotransmitter genom utsöndringsvesiklarna.

Exocytos i andra eukaryoter

Exocytos är det sätt som membranproteiner implanteras i cellmembranet.

I växtceller används exocytos i konstitutionen av cellväggar. Genom denna process syntetiseras vissa proteiner och vissa kolhydrater som har syntetiserats i Golgi -apparaten, till utsidan av membranet, som ska användas vid konstruktionen av nämnda struktur.

I många protister med frånvarande cellvägg finns det kontraktila vakuoler som utövar cellpumparnas funktion, de känner igen överskott av vatten i cellinredningen och utvisar det utanför den, vilket ger en osmotisk regleringsmekanism. Driften av den kontraktila vakuola utförs som en exocytosprocess.

Vissa virus använder exocytos

DNA -virus med omslag, använd exocytos som en befrielsemekanism. Efter multiplikation och montering av virionen i värdcellen och när den väl har förvärvat ett omslutande membran i nukleoproteinet överger det cellkärnan, emigrerar till endoplasmatisk retikulum och därifrån till utvisningsvesiklarna.

Genom denna frigöringsmekanism förblir värdcellen utan uppenbar skada, i motsats till många andra växt- och djurvirus som orsakar en cellulär autolys för att komma ut ur dessa celler.

Referenser

1. Alberts, b., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K. & Walter, s. (2004). Essential Cell Biology. New York: Garland Science. 2: e upplagan
2. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m., Roberth, K., & Walter, s. (2008). Biologi av cellmolekylen. Garland Science, Taylor och Francis Group.
3. Cooper, g. M., Hausman, r. OCH. & Wright, n. (2010). Cellen. (PP. 397-402). Marbán.
4. Devlin, t. M. (1992). Lärobok för biokemi: Med kliniska korrelationer. John Wiley & Sons, Inc.
5. Dikeakos, j. D., & Reudelhuber, T. L. (2007). Skicka proteiner till tät kärnsekretoriska granoules: fortfarande mycket att sortera ut. Journal of Cell Biology, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, c. P, Roberts, L. S., Keen, s. L., Larson, A., I'anson, h. & Eisenhour, D. J. (2008). Integrerade prioms av zoologi. New York: McGraw-Hill. 14^th Utgåva.
7. Madigan, m. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: Microorganism Biology. Pearson Education.
8. Maravillas-Montero, J. L., & Martínez-Cortés, i. (2017). Exosomerna av antigen som presenterar celler och deras roll i regleringen av immunologiska svar. México México Magazine, 64 (4), 463-476.
9. Pacheco, M. M., Diego, m. TILL. P., & Garcia, s. M. (2017). Växt- och djurhistologi atlas. Ambique: Didactics of Experimental Sciences, (90), 76-77.
10. Silverthorn, D. ELLER. (2008). Mänsklig fysiologi/mänsklig fysiologi: En integrerad strategi. Ed. Pan -amerikansk medicin.
11. Stanier, r. OCH. (nitton nittiosex). Mikrobiologi. Jag reverserade.
12. Stevens, C. F., & Williams, J. H. (2000). "Kiss and Run" exocytos vid hippocampala synapser. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, c. (2011). Exosomer: Sekreterad vesikulär och intercellulär kommunikation. F1000 Biologiska rapporter, 3.