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5.16: Exocitosis

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5.16: Exocytosis

5.16: Exocitosis

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.

La exocitosis se utiliza para liberar material de las células. Al igual que otros mecanismos de transporte a granel, la exocitosis requiere energía.

Mientras que la endocitosis lleva las partículas a la célula, la exocitosis las elimina. A veces, el material liberado está señalando moléculas. Por ejemplo, las neuronas suelen utilizar exocitosis para liberar neurotransmisores. Las células también utilizan la exocitosis para insertar proteínas, como canales iónicos, en sus membranas celulares, secretan proteínas para su uso en la matriz extracelular o liberan residuos.

Existen dos tipos principales de exocitosis en eucariotas: regulados y no regulados (o constitutivos). La exocitosis regulada, que requiere una señal externa, se utiliza para liberar neurotransmisores y secretar hormonas. A diferencia de la exocitosis regulada, la exocitosis constitutiva es llevada a cabo por todas las células. Las células utilizan exocitosis constitutiva para liberar componentes de la matriz extracelular o incorporar proteínas en la membrana plasmática.

Hay cinco pasos principales en la exocitosis regulada y cuatro en la exocitosis constitutiva.

El primer paso es el tráfico de vesículas, en el que las vesículas transportan material a la membrana plasmática. Las proteínas motoras mueven activamente las vesículas a lo largo de las huellas citoesqueléticas de microtúbulos y filamentos. El segundo paso es el tethering vesicle, en el que las vesículas están vinculadas a la membrana plasmática. En el tercer paso, el acoplamiento de vesículas, la membrana de vesícula se une a la membrana plasmática, y las dos membranas comienzan a fusionarse.

El cuarto paso, el cebado de vesículas, se produce sólo en la exocitosis regulada. El cebado de vesículas incluye modificaciones que se producen después de que la vesícula se acopla, pero antes de que libere su contenido. El priming prepara las vesículas para la fusión con la membrana plasmática.

El quinto paso es la fusión de vesículas. La fusión de vesículas puede ser completa o besar y ejecutar. En completa fusión, las vesículas colapsan por completo y se convierten en parte de la membrana plasmática, expulsando su contenido de la célula en el proceso. En la fusión de beso y ejecución, la vesícula se recicla: Sólo se fusiona temporalmente con la membrana plasmática, libera su contenido y regresa al interior de la célula.

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