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Exocytosis는 세포 내부에 존재하는 작은 소포가 세포막과 융합되어 내용물을 세포 외부로 배출하는 세포 과정입니다. 이것은 골지체의 제조 장소에서 소포가 융합될 세포막 부분으로 소포를 수송하고 융합 과정 자체를 위해 에너지를 필요로 하는 능동적 과정입니다.
이러한 유형의 생물학적 과정은 모든 진핵 세포에서 발생합니다. Exocytosis는 이러한 세포가 일부인 다양한 유형의 세포 및 조직에서 다양한 기능을 수행합니다. 또한 세포외유출(exocytosis)의 반대 과정인 세포내이입(외부 물질의 세포 내로의 혼입)과 결합하여 세포 기능의 다양한 측면을 조절합니다.
엑소사이토시스의 유형
엑소사이토시스에는 두 가지 유형이 있습니다.
- 구성적 세포외유출
- 조절된 엑소사이토시스
이 두 프로세스는 시작되는 방식과 수행하는 기능이 다르며 아래에 설명되어 있습니다.
구성적 세포외유출
이러한 유형의 세포외유출은 세포외 또는 세포내 신호의 개입 없이 세포의 정상적인 수명 주기 동안 지속적으로 발생하는 것이 특징입니다. 신체의 모든 세포는 세포외 매트릭스를 구성하는 물질의 분비를 허용하는 이러한 유형의 세포외유출을 수행합니다. 이 기능에 더하여 구성적 세포외유출은 원형질막이 평형을 유지하도록 하는데, 이는 막의 일부이고 세포내이입 과정을 통해 손실된 분자를 복원하는 역할을 하기 때문입니다.
조절된 엑소사이토시스
조절된 세포외유출증은 외부 자극에 의해 조절되는 일종의 세포외유출증입니다. 신경 전달 물질, 호르몬 또는 기타 중요한 화학 물질과 같은 다양한 화학 물질이 화학적 및 전기적 자극에 반응하여 분비되는 메커니즘으로 구성됩니다.
예를 들어, 조절된 세포외유출증은 뉴런이 신경 시냅스 또는 신경근 접합부에서 신경 전달 물질을 방출하는 메커니즘입니다. 이 과정은 일반적으로 다른 신경 전달 물질의 작용에 의해 유발될 수 있는 Ca 2+ 이온 의 세포내 농도 증가 또는 원형질막의 탈분극으로 인한 이온 채널의 개방에 의해 유발됩니다.
한편, 조절된 세포외유출은 췌장 세포가 혈당 수준을 조절하기 위해 인슐린 및 글루카곤과 같은 호르몬을 방출하는 메커니즘이기도 합니다. 이 경우 혈액 내 이 탄수화물의 농도가 낮거나 혈당이 높으면 글루카곤 함유 소포의 세포외 배출을 일으키는 화학적 자극이 되는 반면, 농도가 높으면 인슐린 방출을 자극합니다.
엑소사이토시스의 단계
1단계 – 소낭의 수송
소포체의 이동이나 수송은 무작위가 아니라 오히려 잘 계획되고 구조화된 과정입니다. 일단 골지체에서 형성되면 소포는 운동 효소(예: 키네신, 다이네인 및 미오신)에 의해 세포골격의 미세소관을 따라 최종 목적지인 막의 특정 영역으로 능동적으로 수송됩니다(에너지 소비, ATP 포함).
2단계 – 정박
고정 단계는 소포와 세포막의 소포면 사이의 첫 번째 접촉으로 구성됩니다. 일반적으로 고정 과정은 소포의 외부 표면에 있는 단백질과 세포 원형질막의 내부 표면에 있는 수용체 사이의 결합 덕분에 발생합니다. 이 커플링 또는 앵커는 소포가 내용물을 방출할 수 있는 올바른 위치에 있는지 확인합니다.
3단계 – 커플링
도킹은 일련의 알려지지 않은 단백질에 의해 생성되는 소포와 막 사이의 약간 더 단단한 앵커를 말합니다. 구성적 세포외유출의 경우, 이것은 두 막의 융합과 소포 내용물의 세포외 공간으로의 후속 방출 직전에 오는 단계입니다. 대조적으로, 조절된 엑소사이토시스의 경우, 도킹은 일반적으로 융합 및 엑소사이토시스의 정점에 선행하는 네 번째 단계가 뒤따릅니다.
4단계 – 프라이밍
프라이밍은 조절된 세포외유출증에서만 볼 수 있는 단계입니다. 이 과정은 세포외 분비 신호를 받으면 신경 전달 물질 또는 호르몬의 융합 및 후속 방출을 촉진할 단백질 기구를 준비하는 것으로 구성됩니다. 이 단계에서 SNARE라는 삼량체 복합체가 조립되기 시작하여 소포에 대한 고정 결합을 제공하고 필요할 때 신속한 분비를 허용합니다.
5단계 – 융합
exocytosis 과정의 마지막 단계는 두 인지질 막의 융합입니다. 조절된 엑소사이토시스의 경우 이러한 융합은 SNARE 복합체에 의해 제어되고 수행됩니다. 융합이 시작되면 소포의 내부와 세포외 공간을 연결하는 기공이 형성되기 시작하여 소포 내용물의 방출을 허용합니다. 어떤 경우에는 융합이 완료되어 전체 소포 막이 소포의 막 관련 단백질을 포함하여 세포막의 일부가 됩니다. 다른 경우에는 기공이 형성되고 소포의 내용물이 방출된 후 소포가 막에서 분리되어 세포질로 되돌아갑니다.
엑소사이토시스의 기능
Exocytosis는 다음 기능을 수행할 수 있습니다.
세포 표면에 수용체 발현
세포가 가지고 있는 대부분의 단백질은 거친 소포체(ER)를 감싸고 있는 리보솜에서 합성되며 여기에는 항원, 수용체, 이온 채널, 수송체 등과 같은 세포막과 관련된 모든 단백질이 포함됩니다. 이 모든 단백질은 ER에서 골지체로 이동하는 동안 소포 막과 합성, 변형 및 결합되며 세포외 배출이 끝날 때 세포막과의 융합 덕분에 이러한 단백질은 결국 막으로 통합됩니다.
막의 크기와 조성 조절
우리가 방금 본 것처럼 소포가 세포막과 융합할 때마다 전자는 소포에 포함된 모든 단백질을 후자에게 제공합니다. 그러나 이것이 제공하는 전부는 아닙니다. 이러한 단백질 외에도 exocytosis는 세포막의 총 면적을 증가시켜 세포막을 더 크게 만드는 많은 인지질을 멤브레인에 공급합니다. 세포내이입은 정반대로 작용하기 때문에 세포외유출과 세포내이입 사이의 균형은 세포막의 크기를 조절할 수 있습니다.
세포외기질을 구성하는 물질을 분비
많은 세포는 기능에 적합한 환경을 만들고 다양한 조직에 필요한 특성을 부여하기 위해 세포 외 공간으로 다양한 물질을 방출해야 합니다. 이들 물질 중 다수는 구성적 세포외유출에 의해 분비됩니다.
신경 전달 물질 방출
뉴런은 신경 전달 물질이라는 특수 물질 형태의 화학적 메시지를 사용하여 서로 통신합니다. 이러한 물질은 근육(근육을 수축하거나 이완시키려는 경우), 호르몬 분비선(예: 부신) 또는 기타 뉴런일 수 있는 수용체 세포를 흥분시키거나 억제하는 어떤 유형의 효과를 자극하기 위해 분비됩니다. 이 경우 그들은 활동 전위를 생성하거나 억제하려고 합니다). 이 모든 경우에 신경전달물질은 조절된 세포외유출을 통해 방출됩니다.
호르몬의 방출
신체의 다양한 호르몬 분비선을 자극하거나 억제하는 신경 전달 물질의 방출을 허용하는 것 외에도 세포외 배출은 동일한 호르몬이 방출되는 메커니즘이기도 합니다. 다시 말하지만, 이것은 조절된 엑소사이토시스의 과정입니다.
영양소 이동
세포내이입과 세포외이식의 조합은 우리 장 내벽의 세포가 장 내강에서 소화된 음식으로부터 영양분을 흡수하고, 이를 운반하고, 궁극적으로 인근 혈관에서 혈액으로 방출하여 신체의 나머지 부분으로 운반될 수 있도록 합니다. 필요한 곳에.. 큰 영양 거대 분자의 포획은 식균 작용에 의해 수행되는 반면, 혈류로의 방출은 세포 외 방출에 의해 수행됩니다.
참조
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