Una definición y explicación de los pasos en la exocitosis
El aparato de Golgi transporta moléculas fuera de la célula por exocitosis. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Las vesículas exocitóticas que contienen productos proteicos normalmente se derivan de un orgánulo llamó al aparato de Golgi , o complejo de Golgi . Proteínas y lípidos sintetizados en el retículo endoplásmico se envían a los complejos de Golgi para su modificación y clasificación. Una vez procesados, los productos están contenidos dentro de vesículas secretoras, que brotan de la cara trans del aparato de Golgi.
Otras vesículas que se fusionan con la membrana celular no provienen directamente del aparato de Golgi. Algunas vesículas se forman a partir de endosomas tempranos , que son sacos membranosos que se encuentran en el citoplasma . Los primeros endosomas se fusionan con vesículas internalizadas por endocitosis de la membrana celular. Estos endosomas clasifican el material internalizado (proteínas, lípidos, microbios, etc.) y dirigen las sustancias a sus destinos apropiados. Las vesículas de transporte brotan de los primeros endosomas y envían material de desecho a lisosomas para la degradación, al tiempo que devuelve proteínas y lípidos a la membrana celular. Vesículas ubicadas en terminales sinápticas en neuronas también son ejemplos de vesículas que no se derivan de los complejos de Golgi.
Tipos de exocitosis
La exocitosis es un proceso de transporte activo primario a través de la membrana celular. Enciclopedia Británica / UIG / Getty Images
Hay tres vías comunes de exocitosis. un camino, exocitosis constitutiva , implica la secreción regular de moléculas. Esta acción es realizada por todas las células. La exocitosis constitutiva funciona para llevar proteínas de membrana y lípidos a la superficie de la célula y para expulsar sustancias al exterior de la célula.
Exocitosis regulada se basa en la presencia de señales extracelulares para la expulsión de materiales dentro de las vesículas. La exocitosis regulada ocurre comúnmente en las células secretoras y no en todas. tipos de células . Las células secretoras almacenan productos como hormonas, neurotransmisores y enzimas digestivas que se liberan solo cuando se activan por señales extracelulares. Las vesículas secretoras no se incorporan al membrana celular pero se fusionan solo el tiempo suficiente para liberar su contenido. Una vez realizado el parto, las vesículas se reforman y vuelven al citoplasma.
Una tercera vía para la exocitosis en las células implica la fusión de vesículas con lisosomas . Estos orgánulos contienen enzimas hidrolasas ácidas que descomponen los materiales de desecho, microbios y desechos celulares. lisosomas llevan su material digerido a la membrana celular donde se fusionan con la membrana y liberan su contenido en la matriz extracelular.
Pasos de la exocitosis
Las moléculas grandes se transportan a través de la membrana celular mediante el transporte de vesículas en la exocitosis. FancyTapis / iStock / Getty Images Plus
La exocitosis ocurre en cuatro pasos en exocitosis constitutiva y en cinco pasos en exocitosis regulada . Estos pasos incluyen tráfico de vesículas, anclaje, acoplamiento, cebado y fusión.
- Battey, NH, et al. Exocitosis y Endocitosis. La célula vegetal , Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., abril de 1999, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC144214/.
- Exocitosis. Enciclopedia del Nuevo Mundo , Paragon House Publishers, www.newworldencyclopedia.org/entry/Exocitosis.
- Reece, Jane B. y Neil A. Campbell. biologia campbell . Benjamín Cummings, 2011.
- Southoff, Thomas C. y Joseph Rizo. Exocitosis de vesículas sinápticas. Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología , Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 1 de diciembre de 2011, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3225952/.
Exocitosis en el páncreas
El páncreas libera glucagón por exocitosis cuando los niveles de glucosa en sangre descienden demasiado. El glucagón hace que el hígado convierta el glucógeno almacenado en glucosa, que se libera al torrente sanguíneo. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Varias células del cuerpo utilizan la exocitosis como medio de transporte de proteínas y para la comunicación de célula a célula. En el páncreas , pequeños grupos de células llamados Islotes de Langerhans producir el hormonas insulina y glucagón. Estas hormonas se almacenan en gránulos secretores y se liberan por exocitosis cuando se reciben señales.
Cuando la concentración de glucosa en el sangre es demasiado alto, las células beta de los islotes liberan insulina, lo que provoca que las células y tejidos para tomar la glucosa de la sangre. Cuando las concentraciones de glucosa son bajas, las células alfa de los islotes secretan glucagón. Esto hace que el hígado para convertir el glucógeno almacenado en glucosa. Luego, la glucosa se libera en la sangre, lo que hace que aumenten los niveles de glucosa en sangre. Además de las hormonas, el páncreas también secreta enzimas digestivas (proteasas, lipasas, amilasas) por exocitosis.
Exocitosis en neuronas
Algunas neuronas se comunican a través de la transmisión de neurotransmisores. Una vesícula sináptica llena de neurotransmisores en la neurona presináptica (arriba) se fusiona con la membrana presináptica liberando neurotransmisores en la hendidura sináptica (brecha entre las neuronas). Luego, los neurotransmisores pueden unirse a los receptores en la neurona postsináptica (abajo). Imágenes de Stocktrek / Getty Images
Exocitosis de vesículas sinápticas ocurre en neuronas del sistema nervioso . Las células nerviosas se comunican mediante señales eléctricas o químicas (neurotransmisores) que pasan de una neurona a la siguiente. Los neurotransmisores se transmiten por exocitosis. Son mensajes químicos que se transportan desde nervio al nervio por vesículas sinápticas. Las vesículas sinápticas son sacos membranosos formados por endocitosis de la membrana plasmática en las terminaciones nerviosas presinápticas.
Una vez formadas, estas vesículas se llenan de neurotransmisores y se envían hacia un área de la membrana plasmática llamada zona activa. La vesícula sináptica espera una señal, una afluencia de iones de calcio provocada por un potencial de acción, que permite que la vesícula se acople a la membrana presináptica. La fusión real de la vesícula con la membrana presináptica no ocurre hasta que ocurre una segunda entrada de iones de calcio.
Después de recibir la segunda señal, la vesícula sináptica se fusiona con la membrana presináptica creando un poro de fusión. Este poro se expande a medida que las dos membranas se vuelven una y los neurotransmisores se liberan en la hendidura sináptica (brecha entre las neuronas presinápticas y postsinápticas). Los neurotransmisores se unen a los receptores de la neurona postsináptica. La neurona postsináptica puede ser excitada o inhibida por la unión de los neurotransmisores.
Exocitosis versus Endocitosis
Mientras que la exocitosis es una forma de transporte activo que mueve sustancias y materiales desde el interior de una célula hacia el exterior de la célula, la endocitosis es el espejo opuesto. En la endocitosis, las sustancias y los materiales que están fuera de la célula se transportan al interior de la célula. Al igual que la exocitosis, la endocitosis requiere energía, por lo que también es una forma de transporte activo .
Al igual que la exocitosis, la endocitosis tiene varios tipos diferentes. Los diferentes tipos son similares en el sentido de que el proceso subyacente básico implica que la membrana plasmática forme una bolsa o invaginación y rodee la sustancia subyacente que debe transportarse al interior de la célula. Hay tres tipos principales de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis , así como la endocitosis mediada por receptores.