Tenk deg en genetisk lidelse som får en person til å miste evnen til å fordøye mat, produsere tårer, overføre nervesignaler og eliminere bakteriell infeksjon. Hver av disse forskjellige symptomene kan skyldes tap av en enkelt cellulær funksjon: intracellulær vesikkeltransport. I vesikulær transport, lipidmembran-lukkede sekker eller vesikler, transporterer væsker som inneholder både små og store molekyler mellom det ekstracellulære rommet og indre celleorganeller.
som proteinpumper er vesikulær transport en aktiv transportprosess som bruker cellulære energimolekyler som ATP til drivstofftransport av molekyler fra ett sted til et annet i levende organismer. I motsetning til membranproteinpumper som transporterer små molekyler individuelt, transporterer vesikler betydelige mengder cellulær væske og materialer som en gruppe. Levende organismer bruker vesikler for en rekke funksjoner, inkludert frigjøring av spesielle molekyler som fordøyelsesenzymer, internalisering av store gjenstander som kolesterolholdige LDL-partikler, og bekjempelse av infeksjon ved å oppsluke bakterier. Tre vesikulære transportveier er eksocytose, endocytose og intracellulær transport.
i eksocytose leverer en celle spesifikke molekyler, væsker og store materialer til væsken utenfor cellen. Begrepet exocytose kommer fra å bevege seg utenfor («exo-«) cellen («- cyto -«) ved en prosess («- osis»). Eksocytose begynner når spesialiserte vesikler inne i en celle beveger seg mot plasmamembranen. Eksocytiske vesikler smelter sammen med lipidene i plasmamembranen, og skaper en åpning til det ekstracellulære rommet. Det indre innholdet av eksocytiske vesikler frigjøres i det ekstracellulære væsken mens innholdet i vesikelmembraner blir en del av den eksterne cellemembranen.
Eksocytose leverer spesielle molekyler til målsteder utenfor cellen. Hos mennesker utskiller spesialiserte celler fordøyelsesenzymer for levering til mage og tynntarm og endokrine kjertelceller utskiller hormoner i blodet for levering til målorganer. Fordi eksocytiske vesikkelmembraner smelter sammen i plasmamembranen, leveres nye lipidmolekyler og plasmamembranproteiner via eksocytose for å forstørre cellen eller forbedre funksjonen. Som respons på insulinsignaler syntetiseres nye glukosetransportører og tilsettes plasmamembraner ved eksocytose av vesikler som inneholder de nye bærerproteiner.
i endocytose internaliserer celler en liten del av plasmamembranen for å sluke molekyler og store partikler, inkludert mikroorganismer, som leverer innholdet til celleorganeller. Begrepet endocytose betyr å ta inn («endo») cellen ved en prosess. Det finnes to hovedformer for endocytose: fagocytose og pinocytose. En spesialisert form for pinocytose, reseptor-mediert endocytose, er avgjørende for riktig funksjon av alle celler.
under fagocytose («phago» = spising) strekker plasmamembranen utover og vikler seg rundt en stor gjenstand som en levende bakteriecelle. De forlengende lagene omslutter objektet og smelter for å danne en stor vesikkel. Den nylig dannede vesikelen er inne i den opprinnelige plasmamembranen, og kan reise inne i cellen til måldestinasjonen. Fagocytiske vesikler smelter generelt inn i lysosomer for nedbrytning av innholdet. Fagocytose er en spesialisert prosess utført av noen mikroorganismer eller en liten delmengde av celler i komplekse organismer. Hos mennesker utfører bare de hvite blodcellene fagocytose, fjerner bakterier og andre små smittsomme organismer fra kroppen.
I Motsetning til fagocytose forekommer pinocytose («pino» = drikking) i alle celler. I stedet for å oppsluke store gjenstander, internaliserer pinocytiske vesikler små mengder ekstracellulær væske og tilhørende molekyler. Pinocytose tjener to viktige cellulære funksjoner. For det første leveres viktige ioner og molekyler som jern, kobber og kolesterolholdige partikler til interne cellesteder gjennom pinocytose. For det andre fjerner pinocytose plasmamembrankomponenter som ikke lenger er nødvendige eller ønskede. Når cellesignaler initierer fjerning av spesifikke membranproteiner eller lipider, dannes pinocytiske vesikler rundt membranseksjonen, internaliserer materialene for lagring eller nedbrytning. For å unngå overflødig membran bygge opp i celler med høy sekresjon priser, kan pinocytic vesikler internalisere membran segmenter på en høy hastighet for å balansere utgang og inngang av både lipid membran og væsker.
Reseptor-mediert endocytose er en sterkt regulert form for pinocytose. Reseptorproteiner innebygd i plasmamembranen binder seg til spesifikke ekstracellulære molekyler og signalinternalisering. Cytoplasmatiske proteiner hjelper ofte med dannelse av endocytiske vesikler under reseptormediert endocytose, og danner et lag proteiner rundt vesiklet. KOLESTEROLHOLDIGE LDL-partikler går inn i celler gjennom reseptorbindende og regulert oppføring. I tillegg har visse invaderende virus utviklet seg til å utnytte reseptormedierte endocytiske veier, inn i celler ved å feste seg til reseptormembranproteiner. Når du er inne, virus utnytte celle enzymer og strukturer for å reprodusere og spre, noen ganger drepe vertscellen i prosessen.
Endocytiske og eksocytiske vesikler beveger seg inne i celler mellom målorganeller og plasmamembranen. Andre intracellulære vesikler beveger seg gjennom endomembransystemet. Interne vesikler reiser ved hjelp av et intracellulært transportsystem. Vesikler festes til proteiner som beveger seg langs et cytoskelettnettverk gjennom cellen. De cytoskeletale proteiner som omfatter et nettverk «jernbanesystem» tillater rask og rettet transport gjennom celler.
Rask og målrettet bevegelse av vesikler er nødvendig for normal cellefunksjon. Utvidede nerveceller, som de mellom en menneskelig hånd og ryggraden eller hjernen, må transportere vesikler raskt over lange avstander. Mange menneskekroppsceller lagrer spesielle sekretoriske vesikler, som reiser raskt til celleoverflaten for å levere innholdet til det ekstracellulære rommet som svar på bestemte signaler. For eksempel transporteres spesielle vesikler som inneholder et enzym kalt katalase til celleoverflaten for å bekjempe infeksjon som svar på skade som et kutt. Når hydrogenperoksid helles på et sår, produserer utskillede katalaseenzymer oksygengass som danner gassbobler.
Endocytose Og Eksocytose
denne animasjonen demonstrerer endocytose og eksocytose.