Екзоцитоз: характеристика, типи, стадії

Екзоцитоз – процес, що відбувається в клітинах рослин і тварин, який включає в себе переміщення речовин з клітини в зовнішнє середовище. Цей процес вимагає енергії і є типом активного транспорту. Екзоцитоз протилежний ендоцитозу, при якому речовини переміщаються всередину клітини.

При екзоцитозу пов’язані з мембраною везикули, що містять клітинні молекули, переносяться на плазматичну мембрану. Везикули зливаються з клітинною мембраною і витісняють свій вміст за межі клітини. Екзоцитоз – життєво важливий процес, який дозволяє клітинам виділяти відходи, а також такі молекули, як гормони і білки. Він також забезпечує включення ліпідів і білків в клітинну мембрану.

Екзоцитоз везикули

Везикули, що містять білкові продукти, зазвичай формуються з органели, званої апаратом (комплексом) Гольджі. Білки і ліпіди, синтезовані в ЕПР, відправляються в комплекс Гольджі для модифікації і сортування. Після обробки речовини включаються в секреторні везикули, які утворюються трансплантатом апарату Гольджі.

Інші везикули, які зливаються з мембраною, не надходять безпосередньо з апарату Гольджі. Деякі везикули утворюються з ранніх ендосом, що представляють собою мембранні мішечки, виявлені в цитоплазмі. Ранні ендосоми зливаються з везикулами, Інтерналізована ендоцитозу клітинної мембрани.

Ці ендосоми сортують Інтерналізована матеріал (білки, ліпіди, мікроби і т. Д.) І направляють речовини в належні місця. Транспортні везикули відходять від ранніх ендосом, відправляючи відходи на лізосоми для деградації і повертаючи білки з ліпідами в клітинну мембрану. Везикули, розташовані на синаптичних терміналах в нейронах, також є прикладами везикул, які не утворюються в комплексі Гольджі.

Типи екзоцитозу

Існує три основних типи екзоцитозу:

  • Установчий екзоцитоз включає регулярну секрецію молекул, яка виконується всіма клітинами. Цей шлях є для доставки мембранних білків і ліпідів на поверхню клітини і для витіснення речовин в навколишнє середовище.
  • Регульований екзоцитоз залежить від наявності позаклітинних сигналів для витіснення матеріалів в везикулах. Регульований екзоцитоз зустрічається зазвичай в секреторних клітинах. Секреторні клітини зберігають такі речовини, як гормони, нейротрансмітери і травні ферменти, що вивільняються тільки при спрацьовуванні позаклітинних сигналів. Секреторні везикули не включаються в клітинну мембрану, а лише зливаються на достатній час для вивільнення свого вмісту. Після того, як доставка здійснена, везикули реформуються і повертаються до цитоплазми.
  • Третій шлях екзоцитозу в клітинах включає лізосоми. Ці органели містять кислотні гідролазних ферменти, які руйнують відходи, мікроби і клітинний сміття. Лізосоми переносять переварений матеріал на клітинну мембрану, де вони зливаються з мембраною і вивільняють вміст у позаклітинний матрикс.

Етапи екзоцитозу

Екзоцитоз відбувається в чотири етапи конститутивного (кальцій-незалежного) екзоцитозу або в п’ять етапів неконстітутівного (кальцій-залежного) екзоцитозу. Ці етапи включають везикули, утримання, стикування, праймування і злиття.

Транспортування: везикули переносяться в клітинну мембрану вздовж мікротрубочок цитоскелету. Рух везикул підтримується моторними білками кінезин, динеина і міозин.
Утримання: після досягнення плазматичноїмембрани, везикули приєднуються і вступає з нею в контакт.

Стикування: включає прикріплення мембрани везикул до клітинної мембрани. Фосфоліпідні бішари мембрани везикул і клітинна мембрана починають зливатися.

Праймування: відбувається при неконстітутівном екзоцитозу. Цей етап включає специфічні модифікації, які повинні відбутися в деяких молекулах клітинної мембрани для здійснення екзоцитозу. Ці зміни необхідні для процесів сигналізації, провокують екзоцитоз.

Злиття: існує два типи злиття. При повному злитті мембрана везикул повністю зливається з клітинною мембраною. Енергія, необхідна для відділення і злиття ліпідних мембран, надходить з АТФ. Злиття мембран створює точку злиття, що дозволяє вивільняти вміст везикул, які стає частиною клітинної мембрани. При неповному злитті Везикула тимчасово зливається з клітинною мембраною, щоб вивільнити свій вміст в зовнішнє середовище клітини. Потім Везикула відходить від клітинної мембрани і зазнає реформування, перш ніж повертається всередину клітини.

Приклади екзоцитозу

Екзоцитоз використовується різними типами клітин в організмі в якості засобу транспортування білків і зв’язку між клітинами. У підшлунковій залозі невеликі кластери клітин, які називаються острівцями Лангерганса, продукують гормони інсуліну і глюкагону.

Ці гормони зберігаються в секреторних гранулах і вивільняються при екзоцитозу, коли приймаються сигнали. Коли концентрація глюкози в крові занадто висока, інсулін вивільняється з бета-клітин острівців, змушуючи клітини і тканини отримувати глюкозу з крові.

Коли концентрація глюкози низька, глюкагон секретується з острівцевих альфа-клітин. Це призводить до того, що печінка перетворює накопичений глікоген в глюкозу, яка вивільняється в кров, сприяючи підвищення рівня глюкози в крові. На додаток до гормонів, підшлункова залоза шляхом екзоцитозу секретує травні ферменти (протеази, ліпази, амілази).

Екзоцитоз синаптичyної бульбашки виникає в нейронах нервової системи. Нейрони спілкуються через електричні або хімічні (нейротрансмітери) сигнали, якими обмінюються на синаптичних переходах між нервовими клітинами. Синаптичні везикули формуються ендоцитозу плазматичноїмембрани на досінаптіческіх нервових закінченнях.

Ці везикули заповнені нейротрансмиттерами і відправляються в область плазматичної мембрани при підготовці до екзоцитозу. Після отримання правильного сигналу синаптичybq міхур зливається з мембраною предсинаптичного нейрона і вивільняє свої нейротрансмітери в синаптичну щілину (розрив між нейронами). Нейротрансмітери перетинають синаптичну щілину і зв’язуються з рецепторами на постсинаптичні нейроні.

...
ПОДІЛИТИСЯ: