5.16: Экзоцитоз

Экзоцитоз используется для высвобождения материала из клеток. Как и другие механизмы массового транспорта, экзоцитоз требует энергии.

В то время как эндоцитоз принимает частицы в клетку, экзоцитоз удаляет их. Иногда высвобождаемый материал сигнализирует молекулам. Например, нейроны обычно используют экзоцитоз для высвобождения нейротрансмиттеров. Клетки также используют экзоцитоз для вставки белков, таких как ионные каналы, в свои клеточные мембраны, выделяет белки для использования во внеклеточной матрице или высвобождает отходы.

Есть два основных типа экзоцитоза в эукариот: регулируемые и нерегулируемые (или составные). Регулируемый экзоцитоз, который требует внешнего сигнала, используется для высвобождения нейротрансмиттеров и секреции гормонов. В отличие от регулируемого экзоцитоза, составной экзоцитоз осуществляется всеми клетками. Клетки используют составной экзоцитоз для высвобождения компонентов внеклеточной матрицы или включения белков в плазменную мембрану.

Есть пять основных шагов в регулируемом экзоцитозе и четыре в составном экзоцитозе.

Первым шагом является траффик пузырьков, при котором пузырьки транспортируют материал в плазменную мембрану. Моторные белки активно перемещают пузырьки по цитоскелетам микротрубочек и нитей. Вторым шагом является привязка пузырьков, в которой пузырьки связываются с плазменной мембраной. На третьем этапе, стыковке пузырьков, мембрана пузырьков прикрепляется к плазменной мембране, и две мембраны начинают сливаться.

Четвертый шаг, праймирование пузырьков, происходит только при регулируемом экзоцитозе. Праймирование включает в себя изменения, происходящие после привязки пузырька, но прежде чем он выпускает свое содержимое. Праймирование готовит пузырьки для синтеза с плазменной мембраной.

Пятый шаг – слияние пузырьков. Оно может быть полным или по схеме “поцеловал-и-убежал”. При полном слиянии пузырьки полностью разрушаются и становятся частью плазменной мембраны, изгоняя их содержимое из клетки в процессе. При “поцелуе” и запуске синтеза, пузырёк перерабатывается: Он лишь временно сливается с плазменной мембраной, высвобождает ее содержимое и возвращается в интерьер клетки.