Exocytose

Exocytose wordt gebruikt om materiaal uit cellen vrij te maken. Net als andere bulktransportmechanismen vereist exocytose energie.

Terwijl endocytose deeltjes in de cel opneemt, verwijdert exocytose ze. Het vrijgekomen materiaal kan soms signaalmoleculen bevatten. Neuronen gebruiken bijvoorbeeld exocytose om neurotransmitters vrij te maken. Cellen gebruiken ook exocytose om eiwitten, zoals ionenkanalen, in hun celmembranen in te brengen, of om eiwitten af te scheiden zodat ze in de extracellulaire matrix gebruikt kunnen worden om afval af te scheiden.

Er zijn twee hoofdtypen exocytose bij eukaryoten: gereguleerd en niet-gereguleerd (of constitutief). Voor gereguleerde exocytose is een extern signaal vereist, dat gebruikt wordt om neurotransmitters vrij te maken en hormonen af te scheiden. In tegenstelling tot gereguleerde exocytose, wordt constitutieve exocytose door alle cellen uitgevoerd. Cellen gebruiken constitutieve exocytose om componenten van de extracellulaire matrix vrij te maken of om eiwitten in het plasmamembraan op te nemen.

Er zijn vijf belangrijke stappen in gereguleerde exocyto'sis en vier in constitutieve exocytose.

De eerste stap is het transport van blaasjes. Het materiaal in de blaasjes wordt actief naar het plasmamembraan getransporteerd door motoreiwitten die langs cytoskelet van microtubuli en filamenten bewegen. De tweede stap is het binden van blaasjes, waarbij blaasjes aan het plasmamembraan worden gekoppeld. In de derde stap, hecht het membraan van het blaasje zich aan het plasmamembraan en beginnen de twee membranen samen te smelten.

De vierde stap, vesikelpriming, vindt alleen plaats bij gereguleerde exocytose. Vesikelpriming beschrijft de veranderingen die plaatsvinden nadat vesikels zich aan het membraan hebben gehecht, maar voordat de inhoud van het vesikel vrijkomt. Priming bereidt blaasjes voor op een fusie met het plasmamembraan.

De vijfde stap is de fusie van blaasjes. Er kan volledige fusie plaatsvinden of het kan een “kiss-and-run”-fusie zijn. Bij volledige fusie hechten de blaasjes volledig aan het plasmamembraan en worden ze onderdeel van het plasmamembraan. Tijdens dit proces wordt al het materiaal uit de cel verdreven. Bij kiss-and-run-fusie wordt het blaasje gerecycled: het hecht slechts tijdelijk aan het plasmamembraan, laat de inhoud vrij en keert dan weer terug naar e intracellulaire ruimte van de cel.