EXOCYTOSIS: PROSESO, URI, PAG-ANDAR AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang exocytosis ay isang proseso kung saan ang materyal na ejected out sa cell cytoplasm sa pamamagitan ng cell lamad. Nagaganap ito sa pamamagitan ng mga vesicle na natagpuan sa loob ng cell, na tinatawag na exosomes, na nagkakaloob ng lamad ng plasma at pinakawalan ang kanilang nilalaman sa panlabas na kapaligiran. Ang reverse proseso ay tinatawag na endocytosis.

Tulad ng endocytosis, ito ay isang proseso na natatangi sa mga eukaryotic cells. Ang mga pag-andar ng endocytosis at exocytosis ay kailangang nasa isang pabago-bago at tumpak na balanse para sa cell lamad na mapanatili ang laki at komposisyon na sumisimbolo nito.

Ang font ng LadyofHats

Ang Exocytosis ay nangyayari sa cell sa unang pagkakataon upang maalis ang mga sangkap na hindi natutunaw ng makina ng pagtunaw at naipasok ito sa proseso ng endocytic. Bilang karagdagan, ito ay isang mekanismo na ginagamit para sa pagpapakawala ng mga hormone sa iba't ibang mga antas ng cellular.

Ang Exocytosis ay maaari ring magdala ng mga sangkap sa kabuuan ng isang hadlang sa cell, na nagsasangkot sa pagkabit ng mga proseso ng pagpasok at paglabas sa cell.

Ang isang sangkap ay maaaring makuha mula sa isang bahagi ng isang pader ng daluyan ng dugo sa pamamagitan ng proseso ng pinocytosis, naipalipat sa pamamagitan ng cell, at pinakawalan sa kabilang panig sa pamamagitan ng exocytosis.

Ano ang mga exosom?

Ang mga Exosome ay maliit na mga lamad ng lamad ng iba't ibang pinagmulan na na-sikreto ng karamihan sa mga uri ng cell at pinaniniwalaang maglaro ng mahahalagang papel sa intercellular na komunikasyon. Bagaman kamakailan lamang na inilarawan ang mga exosom, ang interes sa mga vesicle na ito ay tumaas nang malaki sa mga nakaraang taon.

Ang pagtuklas na ito ay nagpukaw ng panibagong interes sa pangkalahatang larangan ng mga sikretong membrane ng lamad, na kasangkot sa modulation ng mga intercellular na komunikasyon.

Ang Exosome ay una nang tiningnan bilang lubos na tiyak na mga cellular organelles na may materyal na itinapon ng cell dahil mayroon silang mga hindi ginustong mga sangkap na molekular o "metabolic junk." Nakita rin sila bilang simbolo ng kamatayan ng cell dahil may dala silang basura.

Gayunpaman, pagkatapos ng paghahanap na naglalaman sila ng mga protina, lipid at genetic material (tulad ng mga molekula na kasangkot sa regulasyon, kabilang ang mRNA at microRNA), napagpasyahan na maaari silang makaapekto sa mga cell sa isang mas kumplikadong paraan.

Proseso

Sa parehong paraan tulad ng endocytosis, ang proseso ng pagtatago ng cellular ay nangangailangan ng enerhiya sa anyo ng ATP, dahil ito ay bumubuo ng isang aktibong proseso. Ang Golgi apparatus ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa exocytosis, dahil ang lamad na nag-pack ng mga materyales na nakalaan para sa cellular na pagtatago ay nasira mula dito.

Ang intracellular transport vesicles ay nagmula sa Golgi apparatus, lumilipat kasama ang kanilang nilalaman sa pamamagitan ng cytoplasm, kasama ang mga cytoplasmic microtubule, patungo sa lamad ng cell, na nakalilipas dito at nagpapalabas ng kanilang nilalaman sa extracellular fluid.

Ang endocytosis at exocytosis ay nagpapanatili ng isang balanse sa cell na nagpapahintulot sa mga sukat at mga katangian ng lamad ng plasma na mapangalagaan. Kung hindi, ang lamad ng isang cell ay magbabago ng mga sukat nito kapag pinalawak ng pagdaragdag ng lamad ng mga excretory vesicle na idinagdag dito.

Sa ganitong paraan, ang labis na lamad na idinagdag sa exocytosis ay isinama muli sa pamamagitan ng endocytosis, na ibabalik ang lamad na ito sa pamamagitan ng endocytic vesicle sa Golgi apparatus, kung saan ito ay nai-recycle.

Ang mga Exosomes na hindi nagmula sa Golgi apparatus

Hindi lahat ng materyal na nakalaan para sa exocytosis ay nagmula sa trans network ng Golgi apparatus. Ang bahagi nito ay nagmula sa mga unang endosom. Ito ang mga cellular organelles na dalubhasa sa pagtanggap ng mga vesicle na nabuo sa panahon ng proseso ng endocytosis.

Sa loob ng mga ito, pagkatapos na ma-fuse sa isang endosome, ang bahagi ng nilalaman ay muling ginamit at dinala sa lamad ng cell sa pamamagitan ng mga vesicle na bumubuo sa endosome mismo.

Sa kabilang banda, sa mga terminal ng presynaptic, ang mga neurotransmitters ay pinakawalan sa mga independiyenteng vesicle upang mapabilis ang komunikasyon ng nerbiyos. Ang huli ay madalas na constitutive exocytosis vesicle na inilarawan sa ibaba.

Mga Uri

Ang proseso ng exocytosis ay maaaring maging constitutive o magkakabit-kabila, ang huli ay kilala rin bilang regulated exocytosis. Ang mga Vesicle ay maaaring magmula sa mga cellular compartment tulad ng mga pangunahing endosom (na natatanggap din ng mga endocytic vesicle) o maaaring direktang magawa sa trans domain ng Golgi apparatus.

Ang pagkilala ng mga protina patungo sa isang daanan ng exocytosis o isa pa ay bibigyan ng pagtuklas ng mga ibinahaging signal ng rehiyon sa pagitan ng mga protina.

Ang constitutive exocytosis pathway

Ang ganitong uri ng exocytosis ay nangyayari sa lahat ng mga cell at walang tigil. Dito, maraming mga natutunaw na protina ang patuloy na pinatalsik sa labas ng cell, at marami pang iba ang na-recycle, na isinasama ang kanilang sarili sa lamad ng plasma upang mapabilis at payagan ang kanilang pagbabagong-buhay, dahil sa panahon ng endocytosis ang lamad ay mabilis na internalized.

Ang landas ng exocytosis na ito ay hindi kinokontrol kaya laging nasa proseso ito. Sa mga cells ng goblet ng bituka at fibroblasts ng nag-uugnay na tisyu, halimbawa, ang exocytosis ay constitutive, na nagaganap nang palagi. Ang mga cell ng Goblet ay patuloy na naglalabas ng uhog, habang ang mga fibroblast ay naglabas ng collagen.

Sa maraming mga cell na polarized sa mga tisyu, ang lamad ay nahahati sa dalawang natatanging mga domain (apical at basolateral domain), na naglalaman ng isang serye ng mga protina na may kaugnayan sa kanilang pag-iiba sa pagganap.

Sa mga pagkakataong ito, ang mga protina ay piniling dalhin sa iba't ibang mga domain sa pamamagitan ng constitutive pathway mula sa Golgi trans network.

Ginagawa ito ng hindi bababa sa dalawang uri ng constitutive secretory vesicle na target nang direkta sa apical o basolateral domain ng mga polarized cells na ito.

Regulated na exocytosis pathway

Ang prosesong ito ay eksklusibo sa mga dalubhasang mga cell para sa pagtatago, kung saan ang isang serye ng mga protina o glandular na produkto ay pinili ng trans domain ng Golgi apparatus at ipinadala sa mga espesyal na secretory vesicle, kung saan sila ay puro at pagkatapos ay pinakawalan sa extracellular matrix kapag sila ay tumatanggap ng ilang extracellular stimulus.

Maraming mga endocrine cells na nag-iimbak ng mga hormone sa mga secretory vesicle, na nagsisimula ng exocytosis lamang pagkatapos makilala ang isang senyas mula sa labas ng cell, na isang pansamantalang proseso.

Ang pagsasanib ng mga vesicle sa lamad ng cell ay isang pangkaraniwang proseso sa iba't ibang uri ng cell (mula sa mga neuron hanggang sa mga cell ng endocrine).

Ang mga protina na kasangkot sa proseso ng regulated exocytosis

Dalawang pamilya ng mga protina ay kasangkot sa proseso ng exocytosis:

• Ang Rab, na may pananagutan para sa pag-angkla ng vesicle sa lamad at magbigay ng pagtutukoy sa vesicular transport. Karaniwan silang nauugnay sa GTP sa aktibong porma nito.
• Sa kabilang banda, ang mga protina ng SNARE effector ay nagpapagana ng pagsasanib sa pagitan ng mga lamad. Ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng kaltsyum (Ca2 +) sa loob ng cell, ay gumaganap bilang isang senyas sa proseso.

Kinikilala ng protina ng Rab ang pagtaas ng intracellular Ca2 + at sinimulan ang pag-angkla ng vesicle sa lamad. Ang lugar ng vesicle na pinagsama ay nagbubukas at inilalabas ang mga nilalaman nito sa espasyo ng extracellular, habang ang vesicle ay sumasama sa cell lamad.

Ang "Exocytosis" halik at tumakbo "?

Sa kasong ito, ang vesicle na malapit na mag-fuse sa lamad ay hindi ginagawa ito nang lubusan, ngunit ginagawa ito pansamantalang, na bumubuo ng isang maliit na pagbubukas sa lamad. Ito ay kapag ang loob ng gallbladder ay nakikipag-ugnay sa labas ng cell, inilalabas ang mga nilalaman nito.

Ang butas ay nagsara agad pagkatapos at ang gallbladder ay nananatili sa cytoplasmic side. Ang prosesong ito ay malapit na nakatali sa hippocampal synaps.

Mga Tampok

Ang mga cell ay isinasagawa ang proseso ng exocytosis, upang maihatid at mailabas ang malalaking, lipophobic molekula bilang mga protina na synthesized sa mga cell. Ito rin ay isang mekanismo sa pamamagitan ng kung saan ang basura na nananatili sa mga lysosome matapos ang pagbagsak ng intracellular.

Ang Exocytosis ay isang mahalagang tagapamagitan sa pag-activate ng mga protina na nananatiling nakaimbak at hindi aktibo (zymogens). Halimbawa, ang mga digestive enzymes, ay ginawa at nakaimbak, na-aktibo pagkatapos mailabas mula sa mga cell sa lumen ng bituka sa pamamagitan ng prosesong ito.

Ang Exocytosis ay maaari ring kumilos bilang isang proseso ng transcytosis. Ang huli ay binubuo ng isang mekanismo na nagpapahintulot sa ilang mga sangkap at mga molekula na dumaan sa cytoplasm ng isang cell, na dumadaan mula sa isang extracellular na rehiyon patungo sa isa pang rehiyon ng extracellular.

Ang paggalaw ng mga vesicle ng transcytosis ay nakasalalay sa cell cytoskeleton. Ang actin microfibers ay may papel na motor, habang ang microtubule ay nagpapahiwatig ng direksyon na susundan ng vesicle.

Pinapayagan ng Transcytosis ang mga malalaking molekula na dumaan sa isang epithelium, na natitira nang hindi nasugatan. Sa prosesong ito, sinipsip ng mga sanggol ang mga antibodies sa ina sa pamamagitan ng gatas. Ang mga ito ay nasisipsip sa apikal na ibabaw ng bituka na bituka, at inilabas sa extracellular fluid.

Mga Exosome bilang intercellular messenger

Sa immune system, ang excretory vesicles o exosomes ay may mahalagang papel sa intercellular na komunikasyon. Ang ilang mga cell, tulad ng B lymphocytes, ay ipinakita upang i-secrete ang mga exosom na may mga molekula na mahalaga para sa agpang tugon.

Ang sinabi ng mga exosome ay nagpapakita rin ng mga kumplikadong MHC-peptide complex sa mga tiyak na T cells ng immune system.

Ang mga dendritik na cell ay katulad na nagtatago ng mga exosom na may mga complex ng MHC na peptide, na nagpapahiwatig ng mga tugon ng immune antitumor. Ang iba't ibang mga pag-aaral ay nagpahiwatig na ang mga exosom na ito ay excreted ng ilang mga cell at nakuha ng iba.

Sa ganitong paraan, ang mga mahahalagang elemento ng molekular tulad ng mga antigens o peptide complexes ay idinagdag o nakuha na nagdaragdag ng hanay ng mga antigen na nagtatanghal.

Gayundin, ang proseso ng pagpapalitan ng impormasyon na ito ay nagdaragdag ng kahusayan ng induction ng mga tugon ng immune, o kahit na mga negatibong senyas na humantong sa pagkamatay ng target na cell.

Ang ilang mga pagtatangka ay ginawa upang gumamit ng mga exosome bilang isang uri ng therapy sa kanser sa mga tao, na may layunin ng pagpapadala ng impormasyon na nagpapasaya sa mga cell ng tumor, na humahantong sa kanila sa apoptosis.

Mga halimbawa

Sa mga organismo tulad ng protozoa at sponges na mayroong intracellular digestion, ang mga sustansya na pampalusog ay nasisipsip ng phagocytosis at hindi natutunaw na labi ay tinanggal mula sa cell ng exocytosis. Gayunpaman, sa iba pang mga organismo, ang proseso ay nagiging mas kumplikado.

Exocytosis sa mga vertebrates

Sa mga mammal, sa panahon ng pagbuo ng mga erythrocytes, ang nucleus, kasama ang iba pang mga organelles, mga kontrata, nagiging vestigial. Pagkatapos ito ay nakabalot sa isang vesicle at pinalayas mula sa cell sa pamamagitan ng proseso ng exocytosis.

Sa kabaligtaran, maraming mga endocrine cells na nag-iimbak ng mga hormone sa excretory vesicle, nagsisimula ang exocytosis lamang matapos makilala ang isang senyas mula sa labas ng cell, na isang intermittent o regulated exocytosis na proseso.

Ang Exocytosis ay gumaganap ng mahalagang papel sa ilang mga mekanismo ng pagtugon sa katawan, tulad ng pamamaga. Ang mekanismo ng pagtugon na ito ay higit sa lahat na pinagsama ng histamine, na naroroon sa mga cell ng palo.

Kapag ang histamine ay pinakawalan sa labas ng cell sa pamamagitan ng exocytosis, pinapayagan nito ang pagluwang ng mga daluyan ng dugo, na ginagawang mas natatagusan. Bilang karagdagan, pinapataas nito ang sensitivity sa mga sensing nerbiyos, na nagiging sanhi ng mga sintomas ng pamamaga.

Exocytosis sa paglabas ng neurotransmitter

Ang mga Neurotransmitters ay mabilis na gumagalaw sa pamamagitan ng synaptic junction, na nagbubuklod sa mga receptor sa bahagi ng postynaptic. Ang pag-iimbak at pagpapakawala ng mga neurotransmitters ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang proseso ng multi-step.

Ang isa sa mga pinaka-nauugnay na hakbang ay ang unyon ng synaptic vesicle sa presynaptic membrane at ang pagpapakawala ng kanilang nilalaman sa pamamagitan ng exocytosis sa synaptic cleft. Ang pagpapakawala ng serotonin ng mga selulang neuronal ay nangyayari sa ganitong paraan.

Sa kasong ito, ang mekanismo ay na-trigger ng cellular depolarization, na humihikayat sa pagbubukas ng mga kaltsyum na channel, at sa sandaling ito ay pumapasok sa cell, itinataguyod nito ang mekanismo ng pagpapalayas ng neurotransmitter na ito sa pamamagitan ng mga excretory vesicle.

Exocytosis sa iba pang mga eukaryotes

Ang Exocytosis ay ang paraan kung saan ang mga protina ng lamad ay nagpapasaya sa kanilang sarili sa cell lamad.

Sa mga cell cells, ang exocytosis ay ginagamit sa konstitusyon ng mga cell pader. Sa pamamagitan ng prosesong ito, ang ilang mga protina at ilang mga karbohidrat na na-synthesize sa Golgi apparatus ay pinapakilos patungo sa labas ng lamad, upang magamit sa pagbuo ng nasabing istraktura.

Sa maraming mga protista na may isang walang dingding na cell wall, mayroong mga vacuole ng kontraktura na kumikilos bilang mga cell pumps. Kinikilala nila ang labis na tubig sa loob ng cell at pinatalsik ito sa labas nito, na nagbibigay ng isang mekanismo ng regulasyon ng osmotic. Ang pag-andar ng vacuole ng kontrata ay isinasagawa bilang isang proseso ng exocytosis.

Ang ilang mga virus ay gumagamit ng exocytosis

Ang mga enveloped na mga virus ng DNA ay gumagamit ng exocytosis bilang isang mekanismo ng paglabas. Matapos ang pagdami at pagpupulong ng birhen sa host cell at sa sandaling nakuha nito ang isang enveloping lamad ng nucleoprotein, iniwan nito ang cell nucleus, lumilipat sa endoplasmic reticulum at mula roon hanggang sa mga expulsion vesicle.

Sa pamamagitan ng mekanismong paglabas na ito, ang host cell ay nananatiling hindi nasira, kaibahan sa maraming iba pang mga virus ng halaman at hayop na nagdudulot ng cellular autolysis upang makalabas sa mga cell na ito.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Mahalagang cell biology. New York: Garland Science. 2nd Edition
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Molekular na Biology ng Cell. Garland Science, Taylor at Francis Group.
3. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Ang cell. (pp. 397-402). Marban.
4. Devlin, TM (1992). Teksto ng biochemistry: na may mga klinikal na ugnayan. John Wiley & Sons, Inc.
5. Dikeakos, JD, & Reudelhuber, TL (2007). Ang pagpapadala ng mga protina sa siksik na core ng mga lihim ng secretory: marami pa ring pag-uuri. Ang Journal ng cell biology, 177 (2), 191-196.
6. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I’Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Mga Pinagsamang Prinsipyo ng zoology. New York: McGraw-Hill. ^Ika- 14 na Edisyon.
7. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biology ng Microorganism. Edukasyon sa Pearson.
8. Maravillas-Montero, JL, & Martínez-Cortés, I. (2017). Ang mga exosomes ng antigen-presenting cells at ang kanilang papel sa regulasyon ng mga immune response. Revista alergia México, 64 (4), 463-476.
9. Pacheco, MM, Diego, MAP, & García, PM (2017). Atlas ng Plant at Animal History. Alembic: Didactics ng Pang-eksperimentong Agham, (90), 76-77.
10. Silverthorn, DU (2008). Human Physiology / Human Physiology: Isang Pinagsamang Diskarte. Panamerican Medical Ed.
11. Stanier, RY (1996). Mikrobiology. Baligtad ko.
12. Stevens, CF, & Williams, JH (2000). "Halik at patakbuhin" exocytosis sa hippocampal synapses. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 97 (23), 12828-12833.
13. Théry, C. (2011). Exosome: mga sikretong vesicle at intercellular na komunikasyon. F1000 ulat ng biyolohiya, 3.