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5.16: Exozytose
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Exozytose
 

PROTOKOLLE

5.16: Exozytose

Die Exozytose dient der Freisetzung von Materialen aus Zellen. Wie andere Transportmechanismen benötigt auch die Exozytose Energie.

Während die Endozytose Teilchen in die Zelle transportiert, werden sie durch Exozytose aus ihr entfernt. Manchmal handelt es sich bei dem freigesetzten Material um Signalstoffe. So nutzen Neuronen die Exozytose beispielsweise typischerweise zur Freisetzung von Neurotransmittern. Zellen nutzen die Exozytose auch, um Proteine, wie z.B. Ionenkanäle, in ihre Zellmembranen einzufügen, Proteine zur Verwendung in der extrazellulären Matrix zu sezernieren oder Abfallstoffe abzustoßen.

In Eukaryonten kommen zwei Haupttypen der Exozytose vor. Die regulierte und die nicht regulierte (oder konstitutive) Exozytose. Die regulierte Exozytose wird zur Freisetzung von Neurotransmittern und zur Ausschüttung von Hormonen genutzt. Zur Aktivierung benötigt sie ein externes Signal. Im Gegensatz zur regulierten Exozytose wird die konstitutive Exozytose von allen Zellen durchgeführt. Zellen nutzen die konstitutive Exozytose, um Bestandteile der extrazellulären Matrix freizusetzen oder Proteine in die Plasmamembran einzubauen.

Es gibt fünf wesentliche Schritte in der regulierten Exozytose und vier in der konstitutiven Exozytose.

Der erste Schritt ist der Vesikeltransport, bei dem Vesikel Stoffe zur Plasmamembran transportieren. Motorproteine bewegen die Vesikel aktiv entlang der Zytoskelettbahnen aus Mikrotubuli und Filamenten. Der zweite Schritt ist das sogenannte Vesikel-Tethering, bei dem die Vesikel mit der Plasmamembran verbunden werden. Im dritten Schritt, der Vesikel-Andockung, dockt die Vesikelmembran an die Plasmamembran an. Die beiden Membranen beginnen, zu verschmelzen.

Der vierte Schritt, das Vesikel-Priming, findet nur in der regulierten Exozytose statt. Das Vesikel-Priming umfasst Veränderungen, die nach dem Andocken des Vesikels, aber vor der Freisetzung seines Inhalts auftreten. Das Priming bereitet die Vesikel auf die Fusion mit der Plasmamembran vor.

Der fünfte Schritt ist die Vesikelfusion. Die Vesikelfusion kann vollständig oder im sogenannten Kiss-and-Run-Verfahren erfolgen. Bei der vollständigen Fusion zerfallen die Vesikel vollständig und werden Teil der Plasmamembran, wodurch ihr Inhalt aus der Zelle ausgestoßen wird. Bei der Kiss-and-Run-Fusion wird das Vesikel recycelt: Es verschmilzt nur vorübergehend mit der Plasmamembran, gibt seinen Inhalt frei und kehrt anschließend in das Zellinnere zurück.


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