Exocytóza je proces přesunu materiálů zevnitř a buňka na vnější stranu buňky. Tento proces vyžaduje energii, a proto je typem aktivního transportu. Exocytóza je důležitý proces rostlinné a živočišné buňky protože plní opačnou funkci endocytóza. Při endocytóze se do buňky vnášejí látky, které jsou vnější buňce.
Při exocytóze jsou vezikuly vázající se na membránu obsahující buněčné molekuly transportovány do buněčná membrána. Vezikuly fúzují s buněčnou membránou a vytlačují svůj obsah na vnější stranu buňky. Proces exocytózy lze shrnout do několika kroků.
Exocytóza plní několik důležitých funkcí, protože umožňuje buňkám vylučovat odpadní látky a molekuly, jako je hormony a proteiny. Exocytóza je také důležitá pro zasílání chemických signálů a komunikaci mezi buňkami. Kromě toho se k obnově buněčné membrány fúzí používá exocytóza lipidy a proteiny odstraněné endocytózou zpět do membrány.
Exocytotické vezikuly obsahující proteinové produkty jsou obvykle odvozeny z organelle nazývá Golgiho aparát
, nebo golgiho komplex. Proteiny a lipidy syntetizované v EU endoplazmatické retikulum jsou zasílány do Golgiho komplexů za účelem úpravy a třídění. Jakmile jsou produkty zpracovány, jsou obsaženy v sekrečních váčcích, které vycházejí z povrchu Golgiho aparátu.Jiné vezikuly, které se fúzují s buněčnou membránou, nepocházejí přímo z Golgiho aparátu. Některé váčky jsou tvořeny z časné endozomy, což jsou membránové vaky nacházející se v cytoplazma. Časné endozomy fúzují s vesikuly internalizovanými endocytózou buněčné membrány. Tyto endozomy třídí internalizovaný materiál (proteiny, lipidy, mikroby atd.) A směrují látky na správné místo určení. Transportní vezikuly vycházejí z časných endozomů, které odesílají odpadní materiál lysozomy pro degradaci, zatímco vrací proteiny a lipidy do buněčné membrány. Vesikuly umístěné na synaptických terminálech v neurony jsou také příklady vezikul, které nejsou odvozeny od Golgiho komplexů.
Existují tři běžné cesty exocytózy. Jedna cesta, konstitutivní exocytóza, zahrnuje pravidelnou sekreci molekul. Tuto akci provádějí všechny buňky. Konstituční exocytóza slouží k dodávání membránových proteinů a lipidů na povrch buňky a vytlačování látek do vnějšího povrchu buňky.
Regulovaná exocytóza spoléhá na přítomnost extracelulárních signálů pro vytlačování materiálů uvnitř vesikul. Regulovaná exocytóza se vyskytuje běžně ve sekrečních buňkách a ne ve všech typy buněk. Sekreční buňky ukládají produkty, jako jsou hormony, neurotransmitery a trávicí enzymy, které jsou uvolňovány pouze při spuštění extracelulárními signály. Sekretářské vezikuly nejsou začleněny do buněčná membrána ale pojistka pouze dostatečně dlouhá, aby uvolnila jejich obsah. Jakmile je dodávka provedena, vezikuly se reformují a vrátí se do cytoplazmy.
Třetí cesta exocytózy v buňkách zahrnuje fúzi vezikul s lysozomy. Tyto organely obsahují enzymy kyselé hydrolázy, které rozkládají odpadní materiály, mikrobya buněčné zbytky. Lysozomy nesou jejich štěpený materiál na buněčnou membránu, kde se fúzují s membránou a uvolňují svůj obsah do extracelulární matrice.
Exocytóza se vyskytuje ve čtyřech krocích konstitutivní exocytóza a v pěti krocích regulovaná exocytóza. Tyto kroky zahrnují obchodování s vezikuly, tethering, docking, priming a fusing.
Exocytóza je používána řadou buněk v těle jako prostředek transportu proteinů a pro komunikaci mezi buňkami. V slinivka břišní, nazývané malé shluky buněk Langerhansových ostrůvků vyrobit hormony inzulín a glukagon. Tyto hormony jsou uloženy v sekrečních granulích a uvolněny exocytózou, když jsou přijímány signály.
Při koncentraci glukózy v krev je příliš vysoký, inzulín je uvolňován z buněk ostrůvků beta způsobujících buňky a papírové kapesníky odebrat glukózu z krve. Když jsou koncentrace glukózy nízké, glukagon se vylučuje z alfa buněk ostrůvků. To způsobí játra převést uložený glykogen na glukózu. Glukóza je poté uvolňována do krve, což způsobuje zvýšení hladin glukózy v krvi. Pankreas kromě hormonů vylučuje exocytózou také trávicí enzymy (proteázy, lipázy, amylázy).
Synaptická exocytóza vezikul vyskytuje se v neurony z nervový systém. Nervové buňky komunikují elektrickými nebo chemickými (neurotransmitery) signály, které jsou předávány z jednoho neuronu na druhý. Neurotransmitery jsou přenášeny exocytózou. Jsou to chemické zprávy, které jsou přenášeny z nerv nervy pomocí synaptických vezikul. Synaptické vezikuly jsou membránové váčky vytvořené endocytózou plazmatické membrány na pre-synaptických nervových zakončeních.
Jakmile se vytvoří, jsou tyto vezikuly naplněny neurotransmitery a poslány do oblasti plazmatické membrány nazývané aktivní zóna. Synaptický vezikul čeká na signál, příliv iontů vápníku vyvolaný akčním potenciálem, který umožňuje, aby se vezikula ukotvila na presynaptické membráně. Skutečná fúze vezikuly s pre-synaptickou membránou nenastane, dokud nedojde k druhému přítoku iontů vápníku.
Po přijetí druhého signálu se synaptický vezikul spojí s pre-synaptickou membránou a vytvoří fúzní pór. Tento pór se rozšiřuje, když se dvě membrány stanou jednou a neurotransmitery se uvolňují do synaptické štěrbiny (mezera mezi předsynaptickými a postsynaptickými neurony). Neurotransmitery se vážou na receptory v postsynaptickém neuronu. Postsynaptický neuron může být buď excitován nebo inhibován vazbou neurotransmiterů.
Zatímco exocytóza je forma aktivního transportu, který přesouvá látky a materiály z vnitřku buňky do vnějšího prostoru, endocytóza je zrcadlovým opakem. Při endocytóze jsou látky a materiály, které jsou mimo buňku, transportovány do vnitřku buňky. Stejně jako exocytóza vyžaduje endocytóza energii, takže je také formou aktivní transport.
Podobně jako exocytóza má endocytóza několik různých typů. Různé typy jsou podobné v tom, že základní základní proces zahrnuje vytváření plazmatické membrány kapsa nebo invaze a obklopující základní látku, kterou je třeba transportovat do buňka. Existují tři hlavní typy endocytózy: fagocytóza, pinocytóza, stejně jako endocytóza zprostředkovaná receptorem.