Une définition et une explication des étapes de l'exocytose
L'appareil de Golgi transporte les molécules hors de la cellule par exocytose. ttsz / iStock / Getty Images Plus
Les vésicules exocytotiques contenant des produits protéiques sont généralement dérivées d'un organite appelé le Appareil de Golgi , ou Complexe de Golgi . Protéines et lipides synthétisés dans le réticulum endoplasmique sont envoyés aux complexes de Golgi pour modification et tri. Une fois traités, les produits sont contenus dans des vésicules de sécrétion, qui bourgeonnent à partir de la face trans de l'appareil de Golgi.
D'autres vésicules qui fusionnent avec la membrane cellulaire ne proviennent pas directement de l'appareil de Golgi. Certaines vésicules sont formées de premiers endosomes , qui sont des sacs membranaires trouvés dans le cytoplasme . Les endosomes précoces fusionnent avec des vésicules internalisées par endocytose de la membrane cellulaire. Ces endosomes trient le matériel intériorisé (protéines, lipides, microbes, etc.) et dirigent les substances vers leurs bonnes destinations. Les vésicules de transport bourgeonnent à partir des endosomes précoces envoyant les déchets vers lysosomes pour la dégradation, tout en renvoyant les protéines et les lipides vers la membrane cellulaire. Vésicules situées aux terminaisons synaptiques neurones sont également des exemples de vésicules qui ne sont pas dérivées de complexes de Golgi.
Types d'exocytose
L'exocytose est un processus de transport actif primaire à travers la membrane cellulaire. Encyclopaedia Britannica / UIG / Getty Images
Il existe trois voies communes d'exocytose. Une voie, exocytose constitutive , implique la sécrétion régulière de molécules. Cette action est effectuée par toutes les cellules. L'exocytose constitutive fonctionne pour fournir des protéines et des lipides membranaires à la surface de la cellule et pour expulser des substances vers l'extérieur de la cellule.
Exocytose régulée repose sur la présence de signaux extracellulaires pour l'expulsion des matériaux dans les vésicules. L'exocytose régulée se produit couramment dans les cellules sécrétoires et pas dans toutes types de cellules . Les cellules sécrétoires stockent des produits tels que des hormones, des neurotransmetteurs et des enzymes digestives qui ne sont libérés que lorsqu'ils sont déclenchés par des signaux extracellulaires. Les vésicules sécrétoires ne sont pas incorporées dans le membrane cellulaire mais fusible juste assez longtemps pour libérer leur contenu. Une fois l'accouchement effectué, les vésicules se reforment et retournent dans le cytoplasme.
Une troisième voie d'exocytose dans les cellules implique la fusion de vésicules avec lysosomes . Ces organites contiennent des enzymes hydrolases acides qui décomposent les déchets, microbes , et des débris cellulaires. Lysosomes transportent leur matériel digéré vers la membrane cellulaire où ils fusionnent avec la membrane et libèrent leur contenu dans la matrice extracellulaire.
Étapes de l'exocytose
Les grosses molécules sont transportées à travers la membrane cellulaire par le transport des vésicules lors de l'exocytose. FancyTapis / iStock / Getty Images Plus
L'exocytose se déroule en quatre étapes exocytose constitutive et en cinq étapes dans exocytose régulée . Ces étapes comprennent le trafic de vésicules, l'attache, l'amarrage, l'amorçage et la fusion.
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Exocytose dans le pancréas
Le pancréas libère du glucagon par exocytose lorsque la glycémie chute trop bas. Le glucagon amène le foie à convertir le glycogène stocké en glucose, qui est libéré dans la circulation sanguine. ttsz / iStock / Getty Images Plus
L'exocytose est utilisée par un certain nombre de cellules dans le corps comme moyen de transport des protéines et pour la communication de cellule à cellule. Dans le pancréas , petits amas de cellules appelés îlots de Langerhans produire le les hormones l'insuline et le glucagon. Ces hormones sont stockées dans des granules de sécrétion et libérées par exocytose lorsque des signaux sont reçus.
Lorsque la concentration de glucose dans le du sang est trop élevé, l'insuline est libérée des cellules bêta des îlots provoquant des cellules et tissus pour prélever le glucose du sang. Lorsque les concentrations de glucose sont faibles, le glucagon est sécrété par les cellules alpha des îlots. Cela provoque la foie convertir le glycogène stocké en glucose. Le glucose est ensuite libéré dans le sang, ce qui entraîne une augmentation du taux de glucose sanguin. En plus des hormones, le pancréas sécrète également des enzymes digestives (protéases, lipases, amylases) par exocytose.
Exocytose dans les neurones
Certains neurones communiquent par la transmission de neurotransmetteurs. Une vésicule synaptique remplie de neurotransmetteurs dans le neurone pré-synaptique (ci-dessus) fusionne avec la membrane pré-synaptique libérant des neurotransmetteurs dans la fente synaptique (espace entre les neurones). Les neurotransmetteurs peuvent alors se lier aux récepteurs du neurone post-synaptique (ci-dessous). Stocktrek Images / Getty Images
Exocytose des vésicules synaptiques se produit dans neurones de la système nerveux . Les cellules nerveuses communiquent par des signaux électriques ou chimiques (neurotransmetteurs) qui sont transmis d'un neurone à l'autre. Les neurotransmetteurs sont transmis par exocytose. Ce sont des messages chimiques qui sont transportés depuis nerf au nerf par des vésicules synaptiques. Les vésicules synaptiques sont des sacs membraneux formés par endocytose de la membrane plasmique au niveau des terminaisons nerveuses pré-synaptiques.
Une fois formées, ces vésicules sont remplies de neurotransmetteurs et envoyées vers une zone de la membrane plasmique appelée zone active. La vésicule synaptique attend un signal, un afflux d'ions calcium provoqué par un potentiel d'action, qui permet à la vésicule de s'amarrer à la membrane pré-synaptique. La fusion réelle de la vésicule avec la membrane pré-synaptique ne se produit pas avant qu'un second afflux d'ions calcium ne se produise.
Après avoir reçu le deuxième signal, la vésicule synaptique fusionne avec la membrane pré-synaptique créant un pore de fusion. Ce pore se dilate au fur et à mesure que les deux membranes deviennent une et que les neurotransmetteurs sont libérés dans la fente synaptique (espace entre les neurones pré-synaptiques et post-synaptiques). Les neurotransmetteurs se lient aux récepteurs du neurone post-synaptique. Le neurone post-synaptique peut être soit excité, soit inhibé par la liaison des neurotransmetteurs.
Exocytose contre endocytose
Alors que l'exocytose est une forme de transport actif qui déplace des substances et des matériaux de l'intérieur d'une cellule vers l'extérieur de la cellule, l'endocytose est le miroir opposé. Dans l'endocytose, les substances et les matériaux qui se trouvent à l'extérieur d'une cellule sont transportés à l'intérieur de la cellule. Comme l'exocytose, l'endocytose nécessite de l'énergie et est donc aussi une forme de transport actif .
Comme l'exocytose, l'endocytose a plusieurs types différents. Les différents types sont similaires en ce que le processus sous-jacent de base implique la membrane plasmique formant une poche ou une invagination et entourant la substance sous-jacente qui doit être transportée dans la cellule. Il existe trois grands types d'endocytose : la phagocytose, pinocytose , ainsi que l'endocytose médiée par les récepteurs.