ekzositoz - Exocytosis

Dermatopatolojide "ekzositoz"un anlamı için, bkz. ekzositoz (dermatopatoloji) .
Nörotransmitterlerin nöron A'dan nöron B'ye bir sinapsa ekzositozu.
  1. mitokondri
  2. Nörotransmiterler ile sinaptik vezikül
  3. otoreseptör
  4. Sinaps serbest nörotransmitter ile ( serotonin )
  5. Nörotransmitter tarafından aktive edilen postsinaptik reseptörler (postsinaptik potansiyelin indüksiyonu)
  6. kalsiyum kanalı
  7. Bir vezikülün ekzositozu
  8. yeniden yakalanan nörotransmitter

Ekzositoz ( / ˌ ɛ k s oʊ s aɪ t oʊ s ɪ s / ) bir tür aktif olarak taşınması ve toplu taşıma edildiği bir hücre taşımaları moleküller (örneğin, nörotransmiterler ve proteinler hücre) üzerinden ( ekso- + cytosis ) . Aktif bir taşıma mekanizması olarak, ekzositoz, materyali taşımak için enerji kullanımını gerektirir. Ekzositoz ve onun karşılığı olan endositoz , çoğu kimyasal madde nedeniyle tüm hücreler tarafından kullanılır.kendileri için önemli büyük polar geçemez moleküller hidrofobik kısmı , hücre membranı tarafından pasif aracı. Ekzositoz, büyük miktarda molekülün salındığı süreçtir; dolayısıyla bir toplu taşıma şeklidir. Ekzositoz, porozom adı verilen hücre plazma zarındaki salgı portalları yoluyla gerçekleşir . Porozomlar , salgı veziküllerinin geçici olarak birleştiği ve hücreden intra-veziküler içerikleri serbest bırakmak için birleştiği hücre plazma zarındaki kalıcı kap şeklindeki lipoprotein yapısıdır.

Ekzositozda, zara bağlı salgı vezikülleri hücre zarına taşınır , burada porozomlarda birleşir ve birleşir ve içerikleri (yani suda çözünür moleküller) hücre dışı ortama salgılanır. Bu salgı , kesecik plazma zarı ile geçici olarak kaynaştığı için mümkündür . Bağlamında nörotransmisyon , nörotransmitterler, tipik olarak salınan sinaptik kesecikler içine sinaptik yarıkta ekzositozda ile; bununla birlikte, nörotransmiterler, zar taşıma proteinleri yoluyla ters taşıma yoluyla da salınabilir .

Ekzositoz ayrıca hücrelerin zar proteinlerini ( iyon kanalları ve hücre yüzeyi reseptörleri gibi ), lipidleri ve diğer bileşenleri hücre zarına yerleştirebildiği bir mekanizmadır . Bu zar bileşenlerini içeren kesecikler, dış hücre zarı ile tamamen kaynaşır ve onun bir parçası haline gelir.

Tarih

Terim 1963'te De Duve tarafından önerildi .

Türler

Gelen ökaryotlarda 1): ekzositozda iki tipi vardır Ca + 2 , yani düzenlenmiş eksositozu (non-oluşturucu) ve 2 tetiklenir) olmayan Ca + 2 (yani olmayan düzenlenmiş) kurucu yol açtı. Ca2 + ile tetiklenen konstitütif olmayan ekzositoz, harici bir sinyal, veziküller üzerinde spesifik bir ayırma sinyali, bir klatrin kaplama ve ayrıca hücre içi kalsiyumda bir artış gerektirir. Çok hücreli organizmalarda, bu mekanizma, sinaptik iletim, nöroendokrin hücreler tarafından hormon salgılanması ve bağışıklık hücrelerinin salgılanması gibi birçok hücreler arası iletişim biçimini başlatır. Nöronlarda ve endokrin hücrelerde, SNARE proteinleri ve SM proteinleri, iki füzyon zarını bir araya getiren bir kompleks oluşturarak füzyonu katalize eder. Örneğin, sinapslarda SNARE kompleksi, plazma zarında Syntaxin-1 ve SNAP25 ve vezikül zarında VAMP2 tarafından oluşturulur. Nöronal kimyasal sinapslardaki ekzositoz , Ca2 + ile tetiklenir ve nöronlar arası sinyalleşmeye hizmet eder. Ekzositozu tetikleyen kalsiyum sensörleri, SNARE kompleksi veya kaynaştırıcı zarların fosfolipidleri ile etkileşime girebilir. Synaptotagmin, hayvanlarda Ca2 + ile tetiklenen ekzositoz için ana sensör olarak kabul edilmiştir . Bununla birlikte, bitkilerde ve tek hücreli ökaryotlarda sinaptotagmin proteinleri yoktur. Ekzositoz için diğer potansiyel kalsiyum sensörleri, EF-el proteinleri (Örn: Calmodulin) ve C2 alanı (Ör: Ferlins, E-synaptotagmin, Doc2b) içeren proteinlerdir. Farklı kalsiyum sensörlerinin birlikte nasıl işbirliği yapabileceği ve kalsiyumun tetiklediği ekzositoz kinetiğine belirli bir şekilde nasıl aracılık edebileceği belirsizdir.

Konstitütif ekzositoz , tüm hücreler tarafından gerçekleştirilir ve hücre dışı matris bileşenlerinin salınmasına veya taşıma keseciğinin füzyonundan sonra plazma zarına dahil edilen yeni sentezlenmiş zar proteinlerinin verilmesine hizmet eder . Golgi sonrası veziküllerin plazma zarına oluşumunu, tomurcuklanmasını, yer değiştirmesini ve kaynaşmasını sağlayan makineler ve moleküler süreçler hakkında net bir fikir birliği yoktur. Füzyon, membran bağlama (tanıma) ve membran füzyonunu içerir. Yapıcı ve düzenlenmiş salgı arasındaki makinenin farklı olup olmadığı hala belirsizdir. Yapıcı ekzositoz için gerekli olan mekanizma, düzenlenmiş ekzositoz mekanizması kadar çalışılmamıştır. İki bağlama kompleksi, memelilerde, ELKS ve Exocyst'te kurucu ekzositoz ile ilişkilidir. ELKS, aynı zamanda sinaptik ekzositozda yer alan, salgı taşıyıcı füzyonunun 'sıcak noktalarını' işaretleyen büyük bir sarmal-sarmal proteindir. Exocyst, oktamerik bir protein kompleksidir. Memelilerde, ekzokist bileşenleri hem plazma zarında hem de Golgi aygıtında lokalize olur ve ekzokist proteinleri, Golgi sonrası veziküllerin füzyon noktasında aynı yerde bulunur. Yapıcı ekzositozun membran füzyonuna muhtemelen plazma membranında SNAP29 ve Syntaxin19 ve vezikül membranında YKT6 veya VAMP3 aracılık eder.

Prokaryot gram negatif bakterilerde veziküler ekzositoz , ekzositozda üçüncü bir mekanizma ve en son bulgudur. Periplazma, mikrobiyal biyokimyasal sinyallerin ökaryotik konak hücrelere veya yakınlarda bulunan diğer mikroplara yer değiştirmesi için bakteriyel dış zar vezikülleri (OMV'ler) olarak sıkıştırılır ve salgılayan mikrobun çevre üzerinde kontrolünü gerçekleştirir - konak istilası, endotoksemi dahil olmak üzere diğer mikroplarla rekabet eder. beslenme, vb . Konak-patojen arayüzünde meydana gelen bu zar vezikül kaçakçılığı bulgusu, ekzositozun tamamen ökaryotik bir hücre fenomeni olduğu efsanesini de ortadan kaldırır.

adımlar

Nöromediatör salınımında ekzositozu yönlendiren moleküler makine. Çekirdek SNARE kompleksi, sinaptobrevin, sintaksin ve SNAP-25'in katkıda bulunduğu dört α-helis tarafından oluşturulur, sinaptotagmin bir kalsiyum sensörü görevi görür ve SNARE sıkıştırmasını yakından düzenler.

Ekzositozda beş adım yer alır:

vezikül ticareti

Bazı kesecik ticareti adımları, bir keseciğin orta derecede küçük bir mesafe üzerinden taşınmasını gerektirir. Örneğin, Golgi aygıtından hücre yüzey alanına proteinleri taşıyan veziküller , hedeflerine yaklaşmak için büyük olasılıkla motor proteinleri ve hücre iskeleti yolunu kullanacaklardır. Bağlama uygun olmadan önce, Golgi aygıtı proteinleri taşımak için ATP'ye ihtiyaç duymadığından, aktif taşıma için kullanılan proteinlerin çoğu bunun yerine pasif taşıma için ayarlanmış olurdu. Hem aktin hem de mikrotübül bazı, birkaç motor proteinle birlikte bu işlemlerde yer alır . Veziküller hedeflerine ulaştığında, onları kısıtlayabilecek bağlama faktörleriyle temasa geçerler.

vezikül bağlama

Veziküllerin amaçlarına başlangıçtaki gevşek bağlanmasını , daha kararlı, paketleme etkileşimlerinden ayırt etmek yararlıdır . Bağlama, belirli bir zar yüzeyinden (>25 nm) bir kesecik çapının yaklaşık yarısından daha fazla olan mesafelerdeki bağlantıları içerir. Tethering etkileşimler de sinaptik veziküller konsantre dahil olmak muhtemeldir sinaps .

Bağlı veziküller ayrıca normal hücrenin transkripsiyon süreçlerinde yer alır.

vezikül yerleştirme

Salgı vezikülleri , sıkı bir t-/v-SNARE halka kompleksi aracılığıyla hücre plazma zarındaki porozoma geçici olarak kenetlenir ve kaynaşır .

Vezikül astarlama

Nöronal ekzositozda, hazırlama terimi , bir sinaptik vezikülün ilk kenetlenmesinden sonra, ancak ekzositozdan önce meydana gelen tüm moleküler yeniden düzenlemeleri ve ATP'ye bağımlı protein ve lipid modifikasyonlarını kapsamak için kullanılmıştır; neredeyse anlık nörotransmitter salınımını tetiklemek için gerekli . Salgısı yapıcı olan (yani sürekli, kalsiyum iyonundan bağımsız, tetiklenmemiş) diğer hücre tiplerinde hazırlama yoktur.

vezikül füzyonu

Daha fazla bilgi: Vezikül füzyonu
Lipid kaplı gözenek teorisinde, her iki zar da erken füzyon gözenekini oluşturmak için birbirine doğru eğilir. İki zar "kritik" bir mesafeye getirildiğinde, lipid baş grupları bir zardan diğerine geçerek füzyon gözenekinin temelini oluşturur.

Geçici vezikül füzyonu, SNARE proteinleri tarafından yönlendirilir ve vezikül içeriğinin hücre dışı boşluğa (veya sinaptik yarıktaki nöronlar durumunda) salınmasına neden olur.

Verici ve alıcı zarların birleştirilmesi üç görevi yerine getirir:

  • Plazma zarının yüzeyi artar (kaynaşmış keseciğin yüzeyi ile). Bu, örneğin hücre büyümesi sırasında hücre boyutunun düzenlenmesi için önemlidir.
  • Vezikül içindeki maddeler dışarıya salınır. Bunlar atık ürünler veya toksinler veya sinaptik iletim sırasında hormonlar veya nörotransmiterler gibi sinyal molekülleri olabilir .
  • Vezikül zarına gömülü proteinler artık plazma zarının bir parçasıdır. Proteinin keseciğin içine bakan tarafı artık hücrenin dışına bakmaktadır . Bu mekanizma, transmembran ve taşıyıcıların düzenlenmesi için önemlidir.

vezikül alımı

Sinaptik veziküllerin alınması endositoz ile gerçekleşir . Çoğu sinaptik vezikül, porozom yoluyla zara tam bir füzyon olmadan ( öp ve koş füzyonu ) geri dönüştürülür . Yapıcı olmayan ekzositoz ve ardından gelen endositoz , yüksek oranda enerji tüketen süreçlerdir ve bu nedenle mitokondriye bağlıdır .

Elektron mikroskobu kullanılarak salgılamayı takiben hücrelerin incelenmesi, salgılamayı takiben kısmen boş veziküllerin varlığının arttığını gösterir. Bu, salgılama işlemi sırasında veziküler içeriğin sadece bir kısmının hücreden çıkabildiğini gösterdi. Bu, ancak vezikülün porozomlarda hücre plazma zarı ile geçici olarak devamlılık sağlaması , içeriğinin bir kısmını dışarı atması , ardından ayrılması, yeniden mühürlenmesi ve sitozole (endositoz) çekilmesiyle mümkün olabilir. Bu şekilde, salgı keseciği, içeriği tamamen boşalana kadar sonraki ekzo-endositoz turları için yeniden kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar