Exocitózis

Exocytosis ( más görög szóból ἔξω  - "kívül, kívül" + κύτος  - "sejt") - a sejtváladék mechanizmusa:

1. eukariótákban az a sejtfolyamat, amelyben az intracelluláris vezikulák (membránvezikulák) egyesülnek a külső sejtmembránnal . Az exocitózis során a szekréciós vezikulák ( exocitotikus vezikulák ) tartalma kikerül a külvilágba, és membránjuk összeolvad a sejtmembránnal. Szinte minden makromolekuláris vegyület ( fehérjék , peptidhormonok stb.) ilyen módon szabadul fel a sejtből.
2. prokariótákban az exocitózis hólyagos mechanizmusa nem fordul elő: náluk az exocitózis a fehérjék sejtmembránba (illetve Gram-negatív baktériumoknál a külső membránba) történő beépülése, a fehérjék sejtből a külső környezetbe történő kijutása ill. a periplazmatikus térbe .

Az exocitózis három fő feladatot lát el:

• a sejtnövekedéshez szükséges lipidek bejuttatása a sejtmembránba;
• különböző vegyületek felszabadulása a sejtből, például toxikus anyagcseretermékek vagy jelzőmolekulák ( hormonok vagy neurotranszmitterek );
• funkcionális membránfehérjék , például receptorok vagy transzporterfehérjék sejtmembránba juttatása. Ebben az esetben kiderül, hogy a fehérje azon része, amely a szekréciós vezikulába irányult, a sejt külső felületén kilóg.

Exocitózis eukariótákban

Az eukariótákban kétféle exocitózis létezik:

1. A kalciumtól független konstitutív exocitózis szinte minden eukarióta sejtben előfordul. Ez egy szükséges folyamat az extracelluláris mátrix felépítéséhez és a fehérjéknek a külső sejtmembránba való eljuttatásához. Ebben az esetben a szekréciós vezikulák a sejtfelszínre kerülnek, és kialakulásuk során egyesülnek a külső membránnal.
2. Kalciumfüggő , nem konstitutív exocitózis fordul elő például kémiai szinapszisokban vagy makromolekuláris hormonokat termelő sejtekben. Ez az exocitózis például neurotranszmitterek felszabadulására szolgál . Az ilyen típusú exocitózisban a szekréciós vezikulák felhalmozódnak a sejtben, és felszabadulásuk folyamatát egy bizonyos jel váltja ki, amelyet a sejt citoszoljában a kalciumionok koncentrációjának gyors növekedése közvetít . A preszinaptikus membránokban a folyamatot egy speciális kalciumfüggő fehérjekomplex, a SNARE végzi .

Színpadok

Az exocitózis következő szakaszai vannak:

• A vezikulák szállítását a szintézis és képződés helyéről ( Golgi apparátus ) a szállítás helyére motorfehérjék végzik a citoszkeleton aktin filamentumai vagy mikrotubulusai mentén . Ez a lépés megkövetelheti a kiválasztott anyag jelentős távolságra történő mozgatását, például egy neuronban . Amikor a vezikula eléri a szekréció helyét, érintkezésbe kerül specifikus sejtmembrán-retenciós faktorokkal.
• A szállított vezikula visszatartását viszonylag gyenge kötések biztosítják 25 nm -nél nagyobb távolságban, és például szinaptikus vezikulák koncentrálására szolgálhat a preszinaptikus membrán közelében.
• A vezikula membránhoz való dokkolása az első szállítási fázis közvetlen folytatása, amikor a vezikula membránja szorosan érintkezik a sejtmembránnal (5-10 nm). Ez magában foglalja mindkét membrán fehérjekomponenseinek erős kötődését, amelyet intramolekuláris átrendeződések okoznak, és megelőzi a SNARE komplex kialakulását.
• A vezikula stimulálása (priming) valójában egy specifikus SNARE komplex képződésének felel meg két membrán között, és csak neuronális exocitózis esetén fordul elő. Ez a szakasz magában foglalja a molekuláris átrendeződési folyamatokat és a fehérjék és lipidek ATP- függő módosítását, amelyek közvetlenül a membránfúzió előtt következnek be, válaszul a szabad kalciumszint növekedésére. Ez a kalciumfüggő folyamat szükséges a szabályozott gyors neurotranszmitter-felszabaduláshoz, és hiányzik a konstitutív exocitózisban.
• A hólyagmembrán fúziója a sejtmembránnal a szekretált vezikula tartalmának felszabadulását vagy kilökődését eredményezi az extracelluláris térbe, és a vezikula lipid kettős rétegének a külső membránhoz való társulását eredményezi. Szinaptikus felszabadulás esetén a fúziós folyamatot, valamint a stimulációt a SNARE komplex végzi.

Lásd még

• Exociszta
• Endocitózis
• Transzcitózis
• extracelluláris vezikulák

Linkek

• Exocytosis: bevezetés

Irodalom

• Luzikov VN Fehérjék exocitózisa (előadások kurzusa). M.: ICC "Akademkniga", 2006, 253 p.