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5.16: Exocitose
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Exocytosis
 
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5.16: Exocytosis

5.16: Exocitose

Exocytosis is used to release material from cells. Like other bulk transport mechanisms, exocytosis requires energy.

While endocytosis takes particles into the cell, exocytosis removes them. Sometimes, the released material are signaling molecules. For example, neurons typically use exocytosis to release neurotransmitters. Cells also use exocytosis to insert proteins, such as ion channels, into their cell membranes, secrete proteins for use in the extracellular matrix, or release waste.

There are two main types of exocytosis in eukaryotes: regulated and non-regulated (or constitutive). Regulated exocytosis, which requires an external signal, is used to release neurotransmitters and secrete hormones. Unlike regulated exocytosis, constitutive exocytosis is carried out by all cells. Cells use constitutive exocytosis to release components of the extracellular matrix or incorporate proteins into the plasma membrane.

There are five major steps in regulated exocytosis and four in constitutive exocytosis.

The first step is vesicle trafficking, in which vesicles transport material to the plasma membrane. Motor proteins actively move vesicles along cytoskeletal tracks of microtubules and filaments. The second step is vesicle tethering, in which vesicles are linked to the plasma membrane. In the third step, vesicle docking, the vesicle membrane attaches to the plasma membrane, and the two membranes begin to merge.

The fourth step, vesicle priming, occurs only in regulated exocytosis. Vesicle priming includes modifications occurring after the vesicle docks but before it releases its contents. Priming prepares vesicles for fusion with the plasma membrane.

The fifth step is vesicle fusion. Vesicle fusion can be complete or kiss-and-run. In complete fusion, vesicles entirely collapse and become part of the plasma membrane, expelling their contents from the cell in the process. In kiss-and-run fusion, the vesicle is recycled: It only temporarily fuses with the plasma membrane, releases its contents, and returns to the cell’s interior.

A exocitose é usada para libertar material das células. Como outros mecanismos de transporte de grandes quantidades, a exocitose requer energia.

Enquanto que a endocitose leva partículas para dentro da célula, a exocitose remove-as. Às vezes, o material libertado são moléculas de sinalização. Por exemplo, os neurónios normalmente usam a exocitose para libertar neurotransmissores. As células também usam a exocitose para inserir proteínas, como canais iónicos, nas suas membranas celulares, segregar proteínas para uso na matriz extracelular ou libertar resíduos.

Existem dois tipos principais de exocitose em eucariotas: regulada e não regulada (ou constitutiva). A exocitose regulada, que requer um sinal externo, é usada para libertar neurotransmissores e segregar hormonas. Ao contrário da exocitose regulada, a exocitose constitutiva é realizada por todas as células. As células usam a exocitose constitutiva para libertar componentes da matriz extracelular ou incorporar proteínas na membrana plasmática.

Há cinco passos importantes na exocitose regulada e quatro na exocitose constitutiva.

O primeiro passo é o tráfico de vesículas, em que as vesículas transportam material para a membrana plasmática. Proteínas motoras movem ativamente as vesículas ao longo de caminhos de microtúbulos e filamentos do citoesqueleto. O segundo passo é o ancoramento da vesícula, no qual as vesículas se ligam à membrana plasmática. No terceiro passo, acoplamento da vesícula, a membrana da vesícula liga-se à membrana plasmática, e as duas membranas começam a fundir-se.

O quarto passo, preparação da vesícula, ocorre apenas na exocitose regulada. A preparação da vesícula inclui modificações que ocorrem após o acoplamento da vesícula, mas antes de libertar o seu conteúdo. Este passo prepara as vesículas para a fusão com a membrana plasmática.

O quinto passo é a fusão da vesícula. A fusão da vesícula pode ser completa ou toca-e-foge. Na fusão completa, as vesículas colapsam totalmente e tornam-se parte da membrana plasmática, expulsando o seu conteúdo da célula no processo. Na fusão toca-e-foge, a vesícula é reciclada: ela funde-se apenas temporariamente com a membrana plasmática, liberta o seu conteúdo e volta ao interior da célula.


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