The exocytóza Jedná se o proces, při kterém buňka vytlačuje materiál z cytoplazmy přes buněčnou membránu. Vyskytuje se prostřednictvím vezikul nalezených uvnitř buňky, nazývaných exosomy, které fúzují s plazmatickou membránou a uvolňují svůj obsah do vnějšího prostředí. Reverzní proces se nazývá endocytóza.
Stejně jako endocytóza jde o proces jedinečný pro eukaryotické buňky. Funkce endocytózy a exocytózy musí být v dynamické a přesné rovnováze, aby buněčná membrána udržovala velikost a složení, které ji charakterizují..
K exocytóze dochází nejprve v buňce, aby se vyloučily látky, které nejsou stravitelné trávicím aparátem a které do ní vstoupily během endocytického procesu. Kromě toho se jedná o mechanismus používaný k uvolňování hormonů na různých buněčných úrovních.
Exocytóza může také transportovat látky přes buněčnou bariéru, což zahrnuje spojení vstupních a výstupních procesů do buňky..
Látka může být zachycena z jedné strany stěny cévy procesem pinocytózy, mobilizována buňkou a uvolněna na druhé straně exocytózou..
Rejstřík článků
Exosomy jsou malé membránové váčky různého původu, které jsou vylučovány většinou typů buněk a předpokládá se, že hrají důležitou roli v mezibuněčné komunikaci. Ačkoli exosomy byly popsány teprve nedávno, zájem o tyto vezikuly v posledních letech dramaticky vzrostl..
Tento objev vyvolal obnovený zájem o obecné pole vylučovaných membránových vezikul, zapojených do modulace mezibuněčné komunikace..
Exosomy byly zpočátku považovány za vysoce specifické buněčné organely s materiálem vyřazeným buňkou, protože měly nežádoucí molekulární složky nebo „metabolický odpad“. Byli také považováni za symbol buněčné smrti, protože nesli odpadní látky.
Po zjištění, že obsahují proteiny, lipidy a genetický materiál (jako jsou molekuly zapojené do regulace, včetně mRNA a mikroRNA), však došlo k závěru, že mohou ovlivňovat buňky komplexnějším způsobem..
Stejně jako endocytóza vyžaduje proces buněčné sekrece energii ve formě ATP, protože představuje aktivní proces. Golgiho aparát hraje zásadní roli v exocytóze, protože z toho se rozkládá membrána, která balí materiály určené pro buněčnou sekreci.
Intracelulární transportní vezikuly pocházejí z Golgiho aparátu a pohybují se s jejich obsahem přes cytoplazmu, podél cytoplazmatických mikrotubulů, směrem k buněčné membráně, fúzují s ní a uvolňují jejich obsah do extracelulární tekutiny.
Endocytóza a exocytóza udržují v buňce rovnováhu, která umožňuje zachování rozměrů a vlastností plazmatické membrány. Jinak by membrána buňky změnila své rozměry, když by byla prodloužena přidáním membrány k vylučovacím váčkům, které jsou k ní přidány..
Tímto způsobem je přebytečná membrána přidaná do exocytózy znovu integrována endocytózou a vrací tuto membránu přes endocytické váčky do Golgiho aparátu, kde je recyklována..
Ne veškerý materiál určený k exocytóze pochází z trans sítě Golgiho aparátu. Něco z toho pochází z časných endosomů. Jedná se o buněčné organely specializované na příjem vezikul vytvořených během procesu endocytózy..
V nich je po fúzi s endosomem část obsahu znovu použita a transportována do buněčné membrány pomocí vezikul, které se tvoří v samotném endosomu..
Na druhé straně na presynaptických terminálech jsou neurotransmitery uvolňovány v nezávislých váčcích, aby urychlily nervovou komunikaci. Ty jsou často konstitutivní vezikuly exocytózy popsané později..
Proces exocytózy může být konstitutivní nebo přerušovaný, druhý je také známý jako regulovaná exocytóza. Vezikuly mohou pocházet z buněčných kompartmentů, jako jsou primární endosomy (které také přijímají endocytické vezikuly), nebo mohou být produkovány přímo v trans doméně Golgiho aparátu..
Rozpoznání proteinů směrem k jedné nebo druhé cestě exocytózy bude dáno detekcí signálních oblastí sdílených mezi proteiny..
Tento typ exocytózy se vyskytuje ve všech buňkách a neustále. Zde je mnoho rozpustných proteinů nepřetržitě vylučováno ven z buňky a mnoho dalších je recyklováno a začleňuje se do plazmatické membrány, aby urychlilo a umožnilo jejich regeneraci, protože během endocytózy je membrána rychle internalizována.
Tato cesta exocytózy není regulovaná, takže je vždy v procesu. Například v pohárikových buňkách střeva a fibroblastech pojivové tkáně je konstitutivní exocytóza, která se vyskytuje neustále. Pohárové buňky neustále uvolňují hlen, zatímco fibroblasty uvolňují kolagen.
V mnoha buňkách polarizovaných v tkáních je membrána rozdělena do dvou odlišných domén (apikální a bazolaterální doména), které obsahují řadu proteinů souvisejících s jejich funkční diferenciací..
V těchto případech jsou proteiny selektivně transportovány do různých domén konstitutivní cestou z Golgiho trans sítě..
To se provádí alespoň dvěma typy konstitutivních sekrečních vezikul, které cílí přímo na apikální nebo bazolaterální doménu těchto polarizovaných buněk..
Tento proces je exkluzivní pro specializované buňky pro sekreci, ve kterých je řada proteinů nebo žlázových produktů vybrána trans doménou Golgiho aparátu a odeslána do speciálních sekrečních váčků, kde jsou koncentrovány a poté uvolněny do extracelulární matrice, když jsou dostává nějaký extracelulární stimul.
Mnoho endokrinních buněk, které ukládají hormony do sekrečních váčků, iniciuje exocytózu až po rozpoznání signálu z vnějšku buňky, což je přerušovaný proces.
Fúze vezikul do buněčné membrány je běžným procesem u různých typů buněk (od neuronů po endokrinní buňky).
Na procesu exocytózy se podílejí dvě rodiny proteinů:
Rab protein rozpoznává zvýšení intracelulárního Ca2 + a iniciuje ukotvení váčku k membráně. Oblast váčku, která byla spojena, se otevře a uvolní svůj obsah do extracelulárního prostoru, zatímco váček se spojí s buněčnou membránou.
V tomto případě vezikul, který se má spojit s membránou, nedělá to úplně, ale dělá to dočasně a vytváří malý otvor v membráně. To je, když vnitřek žlučníku přijde do styku s vnějškem buňky a uvolní její obsah..
Pór se okamžitě uzavře a žlučník zůstane na cytoplazmatické straně. Tento proces úzce souvisí s hipokampální synapsou..
Buňky provádějí proces exocytózy, aby transportovaly a uvolňovaly velké lipofobní molekuly jako proteiny syntetizované v buňkách. Je to také mechanismus, kterým se vylučuje odpad, který zůstává v lysosomech po intracelulárním trávení..
Exocytóza je důležitým prostředníkem při aktivaci bílkovin, které zůstávají uložené a neaktivní (zymogeny). Například se produkují a ukládají trávicí enzymy, které se aktivují po uvolnění z buněk do lumen střeva tímto procesem..
Exocytóza může také působit jako proces transcytózy. Ten se skládá z mechanismu, který umožňuje některým látkám a molekulám procházet cytoplazmou buňky a přecházet z extracelulární oblasti do jiné extracelulární oblasti..
Pohyb vezikul transcytózy závisí na buněčném cytoskeletu. Aktinová mikrovlákna mají motorickou roli, zatímco mikrotubuly označují směr, kterým se má žlučník řídit..
Transcytóza umožňuje velkým molekulám projít epitelem a zůstat nezraněná. V tomto procesu děti absorbují mateřské protilátky prostřednictvím mléka. Ty jsou absorbovány na apikálním povrchu intestinálního epitelu a jsou uvolňovány do extracelulární tekutiny..
V imunitním systému hrají vylučovací váčky nebo exosomy důležitou roli v mezibuněčné komunikaci. Ukázalo se, že některé buňky, jako jsou B lymfocyty, vylučují exosomy s molekulami nezbytnými pro adaptivní imunitní reakci..
Tyto exosomy také představují MHC-peptidové komplexy specifickým T buňkám imunitního systému..
Dendritické buňky podobně vylučují exosomy s MHC peptidovými komplexy, které indukují protinádorové imunitní reakce. Různé studie ukázaly, že tyto exosomy jsou vylučovány některými buňkami a zachyceny jinými..
Tímto způsobem se přidávají nebo získávají důležité molekulární prvky, jako jsou antigeny nebo peptidové komplexy, které zvyšují rozsah buněk prezentujících antigen..
Stejně tak tento proces výměny informací zvyšuje účinnost indukce imunitních odpovědí nebo dokonce negativních signálů, které vedou ke smrti cílové buňky..
Bylo učiněno několik pokusů použít exosomy jako typ léčby rakoviny u lidí za účelem přenosu informací, které modulují nádorové buňky a vedou je k apoptóze..
V organismech, jako jsou prvoky a houby, které mají intracelulární trávení, jsou výživné látky absorbovány fagocytózou a nestravitelné zbytky jsou odstraněny z buňky exocytózou. U jiných organismů se však proces stává složitějším.
U savců se během tvorby erytrocytů jádro spolu s dalšími organelami smršťuje a stává se pozůstatkem. To je pak zabaleno do vezikuly a vyloučeno z buňky procesem exocytózy..
Naproti tomu mnoho endokrinních buněk, které ukládají hormony ve vylučovacích váčcích, iniciuje exocytózu až po rozpoznání signálu z vnějšku buňky, což je přerušovaný nebo regulovaný proces exocytózy.
Exocytóza hraje důležitou roli v některých mechanismech reakce v těle, jako je zánět. Tento mechanismus reakce je zprostředkován hlavně histaminem přítomným v žírných buňkách..
Když se histamin uvolňuje na vnější stranu buňky prostřednictvím exocytózy, umožňuje dilataci krevních cév, což je činí propustnějšími. Kromě toho zvyšuje citlivost snímacích nervů a způsobuje příznaky zánětu..
Neurotransmitery se rychle pohybují přes synaptické spojení a váží se na receptory v postsynaptické části. Skladování a uvolňování neurotransmiterů se provádí vícestupňovým procesem.
Jedním z nejdůležitějších kroků je spojení synaptických vezikul s presynaptickou membránou a uvolnění jejich obsahu exocytózou do synaptické štěrbiny. Tímto způsobem dochází k uvolňování serotoninu neuronálními buňkami.
V tomto případě je mechanismus spuštěn buněčnou depolarizací, která indukuje otevření vápníkových kanálů, a jakmile vstoupí do buňky, podporuje mechanismus vylučování tohoto neurotransmiteru přes vylučovací váčky..
Exocytóza je prostředek, kterým se membránové proteiny implantují do buněčné membrány.
V rostlinných buňkách se exocytóza používá při tvorbě buněčných stěn. Prostřednictvím tohoto procesu jsou některé proteiny a určité sacharidy, které byly syntetizovány v Golgiho aparátu, mobilizovány směrem ven z membrány, aby byly použity při konstrukci uvedené struktury..
U mnoha protistů s chybějící buněčnou stěnou existují kontraktilní vakuoly, které fungují jako buněčné pumpy. Rozpoznávají přebytečnou vodu uvnitř buňky a vylučují ji mimo ni, což poskytuje osmotický regulační mechanismus. Fungování kontraktilní vakuoly se provádí jako proces exocytózy.
Obalené DNA viry používají jako mechanismus uvolňování exocytózu. Po rozmnožení a shromáždění virionu v hostitelské buňce a poté, co získala obklopující membránu nukleoproteinu, opouští buněčné jádro a migruje do endoplazmatického retikula a odtud do vylučovacích váčků..
Prostřednictvím tohoto mechanismu uvolňování zůstává hostitelská buňka nepoškozená, na rozdíl od mnoha jiných rostlinných a živočišných virů, které způsobují buněčnou autolýzu, aby tyto buňky opustily..
Zatím žádné komentáře