Endocytose en exocytose zijn twee mechanismen die betrokken zijn bij het transport van materie door de lipidedubbellaag. Zowel endocytose als exocytose vinden plaats door de vorming van blaasjes. Eukaryote cellen nemen deeltjes en macromoleculen in de cel in door endocytose. Fagocytose en pinocytose zijn de belangrijkste mechanismen die betrokken zijn bij endocytose. Fagocytose van pathogenen leidt tot de verdediging van de gastheer. Het gehalte in Golgi-apparaat wordt door exocytose in de extracellulaire omgeving uitgescheiden. Het toxische materiaal en andere ongewenste dingen worden ook door exocytose uit de cel geëlimineerd. De grootste verschil tussen endocytose en exocytose is dat endocytose verwijst naar het opnemen van materie naar de cel vanuit een externe omgeving terwijl exocytose verwijst naar het exporteren van materiaal uit het Golgi-complex via uitscheidende vesicles naar de externe omgeving.
Dit artikel onderzoekt,
1. Wat is endocytose
- Typen, mechanisme, functie
2. Wat is Exocytose
- Typen, mechanisme, functie
3. Wat is het verschil tussen endocytose en exocytose
Endocytose is het opnemen van materie in een levende cel door invaginatie van het celmembraan, waarbij een vacuole wordt gevormd. Deze vacuole wordt endocytische vacuole genoemd. Het geïnternaliseerde materiaal wordt omgeven door een gebied van het plasmamembraan in de endocytische vacuole. Twee soorten endocytose worden geïdentificeerd: inname van vaste deeltjes en de inname van vloeistoffen met zijn opgeloste stoffen. De inname van vaste deeltjes wordt fagocytose genoemd en de inname van vloeistoffen met zijn opgeloste stoffen wordt pinocytose genoemd..
Fagocytose wordt ook celeten genoemd in eencellige eukaryoten zoals amoeben. Amoebautilizes fagocytose om voedseldeeltjes op te slokken. In hogere eukaryoten wordt fagocytose uitgevoerd door gespecialiseerde fagocyten door ofwel celafval, bacteriën, virussen of zelfs intacte cellen te omsluiten. De binding van deeltjes aan de receptoren op het plasmamembraan zal het proces initiëren door pseudopodia te vormen, rond het deeltje. Deze pseudopodia worden gegenereerd door actine-gebaseerde bewegingen van het celoppervlak. Het vormende vesikel wordt fagosoom genoemd. Het fagosoom wordt naar een lysosoom gesleept. De fusie van lysosoom met fagosoom vormt het fagolysosoom. Door de werking van hydrolytische enzymen in het lysosoom wordt het ingenomen materiaal verteerd. Het vernietigen van vreemde pathogenen zoals bacteriën en virussen in meercellige organismen door fagocytose is betrokken bij de verdediging van het organisme. Macrofagen en neutrofielen worden beschouwd als professionele fagocyten.
Figuur 1: fagocytose
Receptor-gemedieerde endocytose treedt op in pinocytosis, waar vloeistoffen worden opgenomen door de cel samen met de opgeloste opgeloste stoffen. Clathrin-gecoate putten zijn de gebieden met geconcentreerde receptoren op het plasmamembraan. Specifieke receptoren in deze gebieden zijn gebonden aan de macromoleculen die moeten worden opgenomen. Pinocytose wordt ook wel genoemd cel drinken.
Exocytose is de export van het materiaal in het Golgi-apparaat door afscheidingsblaasjes naar de externe omgeving. Het materiaal in het Golgi-apparaat wordt geëxporteerd naar transportblaasjes. Deze blaasjes reizen naar het plasmamembraan en de inhoud van de blaasjes wordt vrijgegeven aan de externe omgeving met de fusie van plasmamembraan. Spijsverteringsenzymen en hormonen worden door exocytose uit de cel uitgescheiden. Exocytose is ook betrokken bij het elimineren van afval uit de cel. Twee soorten secretorische routes zijn betrokken bij exocytose: constitutieve secretorische route en gereguleerde secretieroute.
Eiwitmoleculen in het Golgi-apparaat, die niet zijn gelabeld met signaalpeptiden, worden uitgescheiden door de constitutieve uitscheidingsroute. De producten, die worden uitgescheiden door de cel, worden opgeslagen in secretoire vesicles. Omdat deze vesicles een dichte kern bevatten, worden ze ook dichte vesicles genoemd. Kleine moleculen zoals histamine en eiwitten zoals hormonen en spijsverteringsenzymen zijn de producten die worden afgescheiden door cellen. Eiwitten die zijn bestemd voor de uitscheiding worden secretoire eiwitten genoemd. Zodra deze secretoire eiwitten in secretoire vesicles zijn geladen, ondergaan ze post-translationele modificaties zoals de vrijmaking van actieve moleculen door proteolyse.
De uitscheiding kan ook worden geactiveerd door extracellulaire signalen. Deze gereguleerde exocytose wordt gereguleerde secretorische route genoemd. Histamine wordt uitgescheiden door mestcellen, zodra een oplosbaar stimulerend middel genaamd het ligand is gebonden aan de receptoren op het oppervlak van mestcellen. Histamine leidt tot niezen en jeuk, die gepaard gaan met allergische reacties. Neurotransmitters worden ook uitgescheiden door de gereguleerde secretorische route.
Figuur 2: Typen exocytose
endocytose: Endocytose is betrokken bij het nemen van stoffen uit de externe omgeving.
exocytosis: Exocytose is betrokken bij het elimineren van afval en de secretie van inhoud in Golgi in de externe omgeving.
endocytose: Tijdens endocytose wordt een endocytisch blaasje gevormd dat de vreemde substantie omgeeft, die ofwel een vaste stof ofwel een vloeistof is.
exocytosis: Tijdens exocytose wordt het blaasje dat het afval bevat met het plasmamembraan gefuseerd om de inhoud ervan te elimineren.
endocytose: Endocytose vindt plaats door zowel fagocytose als pinocytose.
exocytosis: Exocytose vindt plaats door constitutieve en gereguleerde secretieroutes.
endocytose: Interne blaasjes zoals fagosomen worden gevormd tijdens endocytose.
exocytosis: Uitscheidende vesicles worden gevormd tijdens exocytose.
endocytose: Het versmelten van bacteriën door fagocyten is een voorbeeld voor endocytose.
exocytosis: Het vrijkomen van hormonen uit de cel is een voorbeeld voor exocytose.
De beweging van macromoleculen zoals eiwitten en polysacchariden in of uit de cel is bekend als bulktransport. Twee soorten bulktransport worden geïdentificeerd: exocytose en endocytose. Beide transportmethoden vereisen energie in de vorm van ATP. Twee mechanismen van endocytose worden gevonden: fagocytose en pinocytose. Tijdens fagocytose worden vaste deeltjes zoals voedseldeeltjes, celresten, dode cellen en extracellulaire pathogenen opgenomen in de cel door het vormen van een endocytische blaasje genaamd fagosoom. Omdat extracellulaire pathogenen zoals bacteriën en virussen kunnen worden vernietigd door fagocyten, wordt fagocytose geacht betrokken te zijn bij de aangeboren immuniteit tijdens de verdedigingsfase van de gastheer. Pinocytose is het vocht opnemen samen met de opgeloste opgeloste stoffen. Door pinocytose zijn cellen in staat om voedingsstoffen in de cel op te nemen.
Exocytose vindt plaats via een constitutieve secretieroute of een gereguleerde secretieroute. Tijdens de constitutieve uitscheidingsroute wordt de inhoud van de Golgi, die niet zijn gelabeld door signaalpeptiden, uit de cel getransporteerd door in secretoire vesicles te laden. Tijdens de gereguleerde uitscheidingsroute worden de gehalten in de uitscheidende blaasjes vrijgegeven volgens de signalen verkregen uit de extracellulaire omgeving. Exocytose wordt ook gebruikt bij de verwijdering van afvalproducten van de cel. Het belangrijkste verschil tussen endocytose en exocytose zit dus in het mechanisme van het bulktransport.
Referentie:
1. Cooper, Geoffrey M. "Endocytose." The Cell: A Molecular Approach. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 22 april 2017.
2. Alberts, Bruce. "Transport van het Trans Golgi-netwerk naar de cel Exterior: Exocytose." Molecular Biology of the Cell. 4e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 22 april 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "Exocytose types" door Mariana Ruiz LadyofHats - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Fagocytose" door Rlawson op en.wikibooks (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia