Exocytosis (Français)

Neuron A (transmitting) to neuron B (receiving)
1. Mitochondrion
2. synaptic vesicle with neurotransmitters
3. Autoreceptor
4. Synapse with neurotransmitter released (serotonin)
5. Postsynaptic receptors activated by neurotransmitter (induction of a postsynaptic potential)
6. Calcium channel
7. Exocytosis of a vesicle
8., Neurotransmetteur recapturé

L’exocytose est le processus par lequel une cellule emballe des matériaux dans des vésicules sécrétoires liées à la membrane à l’intérieur de la cellule et dirige ces vésicules sécrétoires pour fusionner avec la membrane cellulaire (membrane plasmique), libérant les matériaux emballés dans l’espace extérieur. Ces vésicules liées à la membrane peuvent contenir des macromolécules (telles que des protéines solubles) à sécréter dans l’environnement extracellulaire, ainsi que des protéines membranaires et des lipides qui sont envoyés pour devenir des composants de la membrane cellulaire.,

la fonction de l’exocytose est l’opposé de l’endocytose dans laquelle les cellules ingèrent du matériel de l’extérieur de la cellule en l’enfermant avec une partie de leur membrane cellulaire et en l’introduisant dans la cellule dans une vésicule liée à la membrane.

L’exocytose est un processus fondamental pour qu’une cellule maintienne son homéostasie et remplisse ses fonctions., D’une part, une cellule doit déplacer des matériaux intracellulaires vers la membrane plasmique pour la fonction individuelle de son propre bien-être, comme fournir des protéines pour renforcer le manteau cellulaire ou pour le maintien de la membrane plasmique, et pour éliminer les toxines et les déchets. D’autre part, la cellule produit des matériaux pour la plus grande fonction de fournir des avantages aux composants extracellulaires de l’organisme multicellulaire, tels que des nutriments pour d’autres cellules ou des molécules de signalisation pour l’activité neuronale., Tous ces matériaux sont déplacés par le processus d’exocytose de l’intérieur de la cellule à la membrane cellulaire, où ils fusionnent et peuvent ensuite être transportés à l’extérieur.

Par exemple, une enzyme digestive doit être déplacée de l’intérieur d’une cellule vers l’extérieur pour assurer sa fonction de dégradation des particules alimentaires. De même, l’hormone insuline est placée dans des vésicules sécrétoires dans une cellule et déplacée vers l’extérieur où elle peut pénétrer dans la circulation sanguine et fournir sa fonction à d’autres cellules, les amenant à absorber le glucose du sang.,

Présentation

Illustration d’un axone, libère de la dopamine.

alors que de petites molécules polaires peuvent passer hors de la cellule à travers la membrane plasmique, les macromolécules, telles que les protéines, ne peuvent pas passer directement à travers la membrane plasmique en raison de leur taille ou de leur nature hydrophile. L’exocytose est un moyen, impliquant un transport vésiculaire, pour que les macromolécules produites par la cellule se déplacent vers l’endroit où elles sont nécessaires à l’extérieur de la cellule.,

L’exocytose est un processus de fusion, impliquant la formation séquentielle de vésicules membranaires avec le produit cellulaire, puis la fusion de cette vésicule membranaire avec la membrane cellulaire. La fusion des régions séparées à l’origine de la bicouche lipidique implique au moins deux étapes de base, l’adhérence de la bicouche, par laquelle les deux bicouches viennent en apposition étroite, et la jonction de la bicouche, par laquelle elles fusionnent (Alberts et al. 1989).,

par exemple, pour que l’insuline soit sécrétée à travers la membrane plasmique, les molécules d’insuline, une fois créées, sont emballées dans des vésicules sécrétoires spécialisées délimitées par la membrane. En réponse aux signaux provenant de l’extérieur de la cellule, les vésicules sécrétoires se déplacent vers la membrane plasmique, fusionnent( adhèrent et se rejoignent), puis s’ouvrent vers l’espace extérieur de la cellule, libérant l’insuline vers l’extérieur où elle est nécessaire (Alberts et al. 1989).

à l’intérieur de la cellule, les macromolécules des vésicules sont empêchées de se mélanger avec les organites et les autres macromolécules du cytoplasme., Ils ne fusionnent qu’avec une membrane spécifique, conduisant à un transfert dirigé.

le processus d’exocytose peut déplacer les macormolécules à diverses fins. Les vésicules sécrétoires peuvent transporter de nouveaux composants pour la membrane plasmique de L’appareil de Golgi à la membrane plasmique, où ils resteront dans la membrane plasmique. Ils peuvent également transporter des molécules conçues pour être excrétées de la cellule, mais pour adhérer à la surface de la cellule et faire partie du manteau cellulaire. Certaines macromolécules excrétées peuvent être incorporées dans la matrice extracellulaire., Et certaines vésicules sécrétoires peuvent transporter des macromolécules à excréter de la cellule pour diffuser dans le sang ou le liquide interstitiel pour signaler ou nourrir d’autres cellules ou pour éliminer les déchets et les toxines (Alberts et al. 1989).

Exocytyosis (ek-soh-SY-TOH-SIS) vient du Grec σγω, qui signifie « externe », et κύτος, qui signifie « cellule. »

deux voies d’exocytose

chez les organismes multicellulaires, il existe deux types d’exocytose:1) non-constitutive déclenchée par Ca2+ (régulée) ET2) Non-constitutive déclenchée par Ca2+.

voie Constitutive de la sécrétion., Cette voie implique des protéines qui sont continuellement sécrétées par les cellules dans lesquelles elles sont fabriquées, étant transportées rapidement vers la membrane plasmique après avoir été emballées dans les vésicules de transport liées à la membrane (Alberts et al. 1989). L’exocytose Constitutive est réalisée par toutes les cellules et sert à la libération de composants de la matrice extracellulaire, ou simplement à la livraison de protéines membranaires nouvellement synthétisées qui sont incorporées dans la membrane plasmique après la fusion de la vésicule de transport.

voie régulée de la sécrétion., Cette voie implique des protéines et / ou de petites molécules qui sont stockées dans des vésicules et ne fusionnent avec la membrane plasmique qu’après qu’un signal extracellulaire déclenche la cellule. Contrairement à la voie constitutive, la voie régulée se trouve principalement dans les cellules spécialisées pour sécréter leurs produits (hormones, neurotransmetteurs, enzymes digestives) rapidement à la demande., Dans ces cellules sécrétoires, le signal extracellulaire est souvent un messager chimique (comme une hormone), et l’activation des récepteurs génère divers signaux intracellulaires, y compris une augmentation transitoire de la quantité de Ca2+ libre dans le cytosol. Ces signaux déclenchent l’exocytose, conduisant à la fusion des vésicules sécrétoires avec la membrane plasmique et à la libération des produits dans l’espace extracellulaire (Alberts et al. 1989).

L’exocytose dans les synapses chimiques neuronales est déclenchée par le Ca2+ et sert à la signalisation interneuronale.,

étapes

cinq étapes sont impliquées dans l’exocytose:

trafic de vésicules

certaines étapes de trafic de vésicules nécessitent la translocation d’une vésicule sur une distance significative. Par exemple, les vésicules qui transportent des protéines de L’appareil de Golgi à la surface cellulaire sont susceptibles d’utiliser des protéines motrices et une piste cytosquelettique pour se rapprocher de leur cible avant l’attache serait appropriée. Le cytosquelette à base d’actine et de microtubules est impliqué dans ces processus, ainsi que plusieurs protéines motrices., Une fois que les vésicules atteignent leurs cibles, elles entrent en contact avec des facteurs d’attache qui peuvent les retenir.

fixation des vésicules

Il est utile de faire la distinction entre l’attache initiale lâche des vésicules avec leurs cibles et les interactions d’emballage plus stables. L’attache implique des liaisons sur des distances de plus de la moitié du diamètre d’une vésicule à partir d’une surface membranaire donnée (>25 nm). Les interactions d’attache sont susceptibles d’être impliquées dans la concentration des vésicules synaptiques au niveau de la synapse.,

amarrage des vésicules

le terme amarrage fait référence au maintien de deux membranes à l’intérieur d’une bicouche l’une de l’autre (<5-10 nm). L’amarrage Stable représente probablement plusieurs États moléculaires distincts: les interactions moléculaires sous-jacentes à l’association étroite et étroite d’une vésicule avec sa cible peuvent inclure les réarrangements moléculaires nécessaires pour déclencher la fusion bicouche. Une caractéristique commune de nombreuses protéines qui fonctionnent dans la fixation et l’amarrage des vésicules est leur propension à former des structures en bobines enroulées très étendues., L’attache et l’amarrage d’une vésicule de transport au niveau de la membrane cible précèdent la formation d’un complexe de caisse claire à noyau serré.

amorçage des vésicules

dans l’exocytose neuronale, le terme amorçage a été utilisé pour inclure tous les réarrangements moléculaires et les modifications des protéines et des lipides dépendantes de l’ATP qui ont lieu après l’amarrage initial d’une vésicule synaptique mais avant l’exocytose, de sorte que l’afflux d’ions calcium est tout ce, Dans d’autres types de cellules, dont la sécrétion est constitutive (c’est-à-dire continue, indépendante des ions calcium, non déclenchée), il n’y a pas d’amorçage.

Fusion vésiculaire

la fusion vésiculaire est entraînée par des protéines de piège et est le processus de fusion de la membrane vésiculaire avec la membrane cible, ce qui entraîne la libération de grandes biomolécules dans l’espace extracellulaire (ou dans le cas de neurones dans la fente synaptique).

la fusion des membranes donneur et accepteur accomplit trois tâches:

• la surface de la membrane plasmique augmente (par la surface de la vésicule fusionnée)., Ceci est important pour la régulation de la taille des cellules, comme pendant la croissance cellulaire.
• Les substances contenues dans la vésicule sont libérées à l’extérieur. Ceux-ci pourraient être des déchets ou des toxines, ou des molécules de signalisation comme des hormones ou des neurotransmetteurs pendant la transmission synaptique.
• Les protéines intégrées dans la membrane vésiculaire font maintenant partie de la membrane plasmique. Le côté de la protéine qui faisait face à l’intérieur de la vésicule fait maintenant face à l’extérieur de la cellule. Ce mécanisme est important pour la régulation des récepteurs transmembranaires et des transporteurs.,