Eksositosis: langkah-langkah

Eksositosis adalah proses seluler di mana vesikel kecil yang ada di dalam sel menyatu dengan membran sel, sehingga mengeluarkan isinya ke luar sel. Ini adalah proses aktif yang membutuhkan energi baik untuk pengangkutan vesikel dari tempat pembuatannya di aparatus Golgi ke bagian membran sel tempat mereka akan menyatu, dan untuk proses fusi itu sendiri.

Jenis proses biologis ini terjadi di semua sel eukariotik. Eksositosis memenuhi fungsi yang berbeda dalam berbagai jenis sel dan jaringan di mana sel-sel ini menjadi bagiannya. Selain itu, ini dikombinasikan dengan endositosis (penggabungan bahan asing ke dalam sel), yang merupakan proses kebalikan dari eksositosis, untuk mengatur berbagai aspek fungsi sel.

jenis eksositosis

Ada dua jenis eksositosis:

• eksositosis konstitutif
• eksositosis yang diatur

Kedua proses ini berbeda dalam cara dimulainya, serta dalam fungsi yang mereka penuhi, dan dijelaskan di bawah ini.

eksositosis konstitutif

Jenis eksositosis ini ditandai dengan terjadi terus-menerus selama siklus hidup normal sel, tanpa intervensi sinyal ekstraseluler atau intraseluler. Semua sel dalam tubuh melakukan jenis eksositosis ini, yang memungkinkan sekresi zat yang membentuk matriks ekstraseluler. Selain fungsi ini, eksositosis konstitutif memungkinkan membran plasma dipertahankan dalam keseimbangan, karena berfungsi untuk mengembalikan molekul yang merupakan bagian dari membran dan yang hilang melalui proses endositosis.

eksositosis yang diatur

Eksositosis yang diatur adalah jenis eksositosis yang dikendalikan oleh rangsangan eksternal. Ini terdiri dari mekanisme sekresi zat kimia yang berbeda, seperti neurotransmiter, hormon atau zat kimia penting lainnya, sebagai respons terhadap rangsangan yang dapat berupa bahan kimia dan listrik.

Misalnya, eksositosis teregulasi adalah mekanisme di mana neuron melepaskan neurotransmiter di sinapsis saraf atau sambungan neuromuskular. Proses ini umumnya dipicu oleh peningkatan konsentrasi ion Ca ²⁺ intraseluler , yang dapat dipicu oleh aksi neurotransmiter lain, atau dengan pembukaan saluran ion akibat depolarisasi membran plasma.

Di sisi lain, eksositosis yang diatur juga merupakan mekanisme di mana sel pankreas melepaskan hormon, seperti insulin dan glukagon, untuk mengatur kadar glukosa darah. Dalam kasus ini, konsentrasi rendah karbohidrat ini dalam darah, atau glikemia, adalah rangsangan kimiawi yang menghasilkan eksositosis vesikel yang mengandung glukagon, sedangkan konsentrasi tinggi merangsang pelepasan insulin.

tahapan eksositosis

Tahap 1 – Transportasi vesikel

Pergerakan atau pengangkutan vesikel endoplasma tidak acak tetapi, sebaliknya, merupakan proses yang terencana dan terstruktur dengan baik. Setelah terbentuk di aparatus Golgi, vesikel secara aktif diangkut (dengan pengeluaran energi, ATP) oleh enzim motorik (seperti kinesin, dynein, dan miosin) di sepanjang mikrotubulus sitoskeleton ke tujuan akhirnya, di wilayah membran tertentu.

Tahap 2 – Penahan

Tahap penahan terdiri dari kontak pertama antara vesikel dan permukaan endoplasma membran sel. Secara umum, proses penahan terjadi berkat penggandengan antara protein di permukaan luar vesikel dan reseptor di permukaan dalam membran plasma sel. Kopling atau jangkar ini memastikan bahwa vesikel berada di tempat yang tepat untuk melepaskan isinya.

Tahap 3 – Kopling

Docking mengacu pada jangkar yang sedikit lebih rapat antara vesikel dan membran yang dihasilkan oleh sekumpulan protein yang tidak diketahui. Dalam kasus eksositosis konstitutif, ini adalah langkah yang terjadi tepat sebelum fusi kedua membran dan selanjutnya pelepasan isi vesikel ke ruang ekstraseluler. Sebaliknya, dalam kasus eksositosis teregulasi, docking umumnya diikuti oleh langkah keempat yang mendahului fusi dan kulminasi eksositosis.

Tahap 4 – Priming

Priming adalah langkah yang hanya terlihat pada eksositosis yang diatur. Proses ini terdiri dari persiapan mesin protein yang akan memfasilitasi fusi dan pelepasan neurotransmiter atau hormon setelah menerima sinyal sekresi ekstraseluler. Selama tahap ini, kompleks trimerik yang disebut SNARE mulai dirakit, yang menyediakan sambungan tetap untuk vesikel dan memungkinkan sekresi cepat bila diperlukan.

Tahap 5 – Penggabungan

Tahap terakhir dari proses eksositosis adalah fusi dari dua membran fosfolipid. Fusi ini dalam kasus eksositosis yang diatur dikendalikan dan dilakukan oleh kompleks SNARE. Dengan dimulainya fusi, pori mulai terbentuk yang menghubungkan bagian dalam vesikel dengan ruang ekstraseluler, sehingga memungkinkan pelepasan isi vesikel. Dalam beberapa kasus, fusi selesai, dengan seluruh membran vesikel menjadi bagian dari membran sel, termasuk protein terkait membran di dalam vesikel. Dalam kasus lain, setelah pembentukan pori dan pelepasan isi vesikel, yang terakhir terpisah dari membran dan kembali ke sitoplasma.

Fungsi eksositosis

Eksositosis dapat memenuhi fungsi-fungsi berikut:

Mengekspresikan reseptor pada permukaan sel

Sebagian besar protein yang dimiliki sel disintesis pada ribosom yang melapisi retikulum endoplasma kasar (ER), dan ini mencakup semua protein yang terkait dengan membran sel seperti antigen, reseptor, saluran ion, pengangkut, dll. Semua protein ini disintesis, dimodifikasi, dan dikaitkan dengan membran vesikel selama transitnya dari ER ke aparatus Golgi dan, berkat fusi dengan membran sel pada akhir eksositosis, protein ini akhirnya berintegrasi ke dalam membran tersebut.

Mengatur ukuran dan komposisi membran

Seperti yang baru saja kita lihat, setiap kali vesikel menyatu dengan membran sel, yang pertama menyediakan semua protein yang dikandungnya. Namun, ini tidak semua yang disediakan untuk Anda. Selain protein tersebut, eksositosis juga mensuplai membran dengan sejumlah fosfolipid yang menambah luas total membran sel sehingga membuatnya lebih besar. Karena endositosis melakukan kebalikannya, keseimbangan antara eksositosis dan endositosis mampu mengontrol ukuran membran sel.

Sekresi zat yang membentuk matriks ekstraseluler

Banyak sel harus melepaskan zat yang berbeda ke dalam ruang ekstraseluler untuk menciptakan lingkungan yang tepat untuk fungsinya dan untuk memberikan jaringan yang berbeda sifat yang seharusnya mereka miliki. Banyak dari zat ini disekresikan melalui eksositosis konstitutif.

melepaskan neurotransmiter

Neuron berkomunikasi satu sama lain menggunakan pesan kimia dalam bentuk zat khusus yang disebut neurotransmiter. Zat-zat ini disekresikan untuk merangsang beberapa jenis efek, baik untuk merangsang atau menghambat sel-sel reseptor, yang dapat berupa otot (dalam hal ini mereka berusaha untuk mengontraksi atau mengendurkan otot), kelenjar hormon (seperti kelenjar adrenal) atau neuron lain ( dalam hal ini mereka berusaha untuk menghasilkan atau menghambat potensial aksi). Dalam semua kasus ini, neurotransmiter dilepaskan melalui eksositosis yang diatur.

pelepasan hormon

Selain memungkinkan pelepasan neurotransmiter yang merangsang atau menghambat berbagai kelenjar hormon dalam tubuh, eksositosis juga merupakan mekanisme pelepasan hormon yang sama ini. Sekali lagi, ini adalah proses eksositosis yang diatur.

Transit nutrisi

Kombinasi endositosis dan eksositosis memungkinkan sel-sel yang melapisi usus kita untuk mengambil nutrisi dari makanan yang dicerna di lumen usus, mengangkutnya, dan akhirnya melepaskannya ke dalam darah dari pembuluh terdekat, sehingga dapat diangkut ke seluruh tubuh. dimana mereka dibutuhkan. . Sementara penangkapan makromolekul nutrisi besar dilakukan melalui fagositosis, pelepasannya ke aliran darah dilakukan melalui eksositosis.

Referensi

CORDIS | Komisi Eropa . (2013). CORDIS. https://cordis.europa.eu/article/id/151139-fundamental-mechanisms-of-exocytosis/en

Megías, MPM (2020, 6 April). Sel. 5. Lalu lintas vesikular. eksositosis. Atlas Histologi Tumbuhan dan Hewan. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/5-exocytosis.php

Nofal, S. (2007, 7 Februari). Vesikel Prima Dapat Dibedakan dari Vesikel Berlabuh dengan Menganalisis Mobilitasnya . Jurnal Ilmu Saraf. https://www.jneurosci.org/content/27/6/1386

Pizzaro D., J. (2013). Mekanisme eksositosis granula insulin . MCU. https://1library.co/article/mecanismo-de-exocytosis-de-los-gr%C3%A1nulos-de-insulina.qogendmz

Pengertian Eksositosis . (2017, 17 November). Arti. https://www.meanings.com/exocytosis/

Jaringan Teknologi. (2020, 18 Mei). Endositosis dan Eksositosis: Perbedaan dan Persamaan . https://www.technologynetworks.com/immunology/articles/endocytosis-and-exocytosis-differences-and-similarities-334059