Endositosis dan Eksositosis

Endositosis dan eksositosis adalah proses lalu lintas membran yang memindahkan kargo dalam jumlah besar ke dalam dan ke luar sel menggunakan vesikel lipid. Dalam endositosis, membran plasma melakukan invaginasi dan melepaskan diri untuk menginternalisasi material; dalam eksositosis, vesikel intraseluler berfusi dengan membran plasma untuk melepaskan isinya. Bersama-sama, keduanya memungkinkan sel untuk mengambil nutrisi dan reseptor, mensekresikan protein dan neurotransmiter, serta terus-menerus merombak permukaannya.

Definition

Endositosis adalah pengambilan material ekstraseluler ke dalam sel di dalam vesikel terikat membran yang dibentuk oleh pembentukan tunas ke dalam dari membran plasma; eksositosis adalah pelepasan material intraseluler ke bagian luar melalui fusi vesikel sekretori dengan membran plasma.

Scope

Entri ini mencakup rute endositik utama (jalur yang dimediasi klatrin dan jalur independen klatrin), mode eksositosis yang diatur dan konstitutif, serta mesin fusi membran — terutama protein SNARE — yang mendorong fusi vesikel. Ini memperlakukan lalu lintas vesikular sebagai topik referensi dalam biologi sel dan bukan panduan klinis.

Core questions

• Bagaimana membran plasma membengkok dan bertunas untuk menginternalisasi kargo?
• Jalur mana yang menginternalisasi kargo dengan dan tanpa klatrin?
• Bagaimana vesikel berfusi dengan membran target untuk melepaskan isinya?
• Apa yang membedakan sekresi konstitutif dari sekresi yang diatur?

Key concepts

• Endositosis yang dimediasi klatrin
• Endositosis independen klatrin
• Fagositosis dan pinositosis
• Lubang berlapis dan pembentukan tunas vesikel
• Eksositosis konstitutif versus yang diatur
• Fusi membran yang dimediasi SNARE
• Daur ulang vesikel pada membran plasma

Key theories

Hipotesis SNARE tentang fusi membran

Protein SNARE vesikel dan membran target saling mengunci menjadi kompleks yang erat yang menarik kedua dua lapis lipid bersama-sama dan mengkatalisis fusi, menyediakan dasar molekuler umum untuk eksositosis dan peristiwa fusi lainnya.

Mechanisms

Dalam endositosis, protein pelapis sitosol dan protein pembengkok membran mendeformasi sebagian membran plasma menjadi invaginasi yang bertunas ke dalam sebagai vesikel. Jalur yang paling banyak dikarakterisasi adalah endositosis yang dimediasi klatrin, di mana klatrin merakit kisi pada lubang berlapis untuk menginternalisasi reseptor dan ligannya; beberapa jalur independen klatrin juga beroperasi, bervariasi dalam kargo dan mesinnya. Vesikel yang diinternalisasi melepaskan lapisannya dan disortir melalui sistem endosom. Eksositosis berjalan ke arah yang berlawanan: vesikel sekretori dikirim ke membran plasma, di mana protein SNARE pada vesikel dan membran target berkumpul menjadi kompleks empat heliks yang memaksa dua lapis lipid bersatu dan mendorong fusi, melepaskan kargo. Sekresi bersifat konstitutif ketika vesikel berfusi terus-menerus, atau diatur ketika fusi menunggu pemicu seperti peningkatan kalsium intraseluler, seperti pada ujung saraf. Metode pencitraan yang memvisualisasikan peristiwa dalam puluhan nanometer dari membran plasma telah memungkinkan langkah-langkah pembentukan tunas dan fusi ini diamati secara waktu nyata.

Clinical relevance

Endositosis dan eksositosis mendasari proses-proses seperti regulasi reseptor, pengambilan antigen, pelepasan neurotransmiter dan hormon, serta rute masuk yang dieksploitasi oleh beberapa patogen dan toksin, sehingga keduanya merupakan dasar untuk memahami fisiologi sel. Entri ini menjelaskan mekanisme lalu lintas untuk referensi dan bukan dasar untuk diagnosis atau pengobatan.

History

Pengambilan dan sekresi vesikular dikenali secara morfologis dengan mikroskop elektron pada pertengahan abad kedua puluh, dan lubang berlapis klatrin diidentifikasi sebagai struktur endositik yang terdefinisi. Mesin molekuler kemudian dipecahkan: klatrin dan protein adaptor untuk perakitan lapisan, dan protein SNARE yang penemuannya memperjelas bagaimana fusi vesikel dicapai. Pencitraan sel hidup kemudian memungkinkan peristiwa pembentukan tunas dan fusi tunggal diamati secara langsung, dan rute-rute independen klatrin tambahan secara progresif dipetakan.

Key figures

• Thomas C. Südhof
• James E. Rothman
• Harvey T. McMahon
• Satyajit Mayor

Seminal works

• sudhof-rothman-2009
• doherty-mcmahon-2009

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara endositosis dan eksositosis?

Endositosis membawa material ke dalam sel dengan membentuk tunas vesikel ke dalam dari membran plasma, sementara eksositosis melepaskan material dari sel dengan memfusi vesikel intraseluler dengan membran plasma.

Apa itu protein SNARE?

Protein SNARE adalah protein membran pada vesikel dan membran targetnya yang berkumpul menjadi kompleks yang erat, menarik kedua dua lapis lipid bersama-sama untuk mendorong fusi selama eksositosis dan peristiwa terkait.