Eksositosis: proses, jenis, fungsi, dan contoh

Home Jawaban Biologi Eksositosis: proses, jenis, fungsi, dan contoh

Eksositosis adalah suatu proses di mana sel mengeluarkan bahan dari sitoplasma melalui membran sel. Eksositosis terjadi melalui vesikel yang ada di dalam sel, yang disebut eksosom, yang berfusi dengan membran plasma dan melepaskan isinya ke lingkungan eksternal. Proses sebaliknya disebut endositosis.

Seperti endositosis, eksositosis adalah proses eksklusif sel eukariotik. Fungsi endositosis dan eksositosis harus dalam keseimbangan yang dinamis dan tepat sehingga membran sel mempertahankan ukuran dan komposisi yang menjadi ciri khasnya.

Eksositosis terjadi dalam sel pada contoh pertama untuk menghilangkan zat yang tidak dapat dicerna oleh mesin pencernaan dan yang masuk selama proses endositosis. Selain itu, ini adalah mekanisme yang digunakan untuk pelepasan hormon pada tingkat sel yang berbeda. Eksositosis juga dapat mengangkut zat melalui penghalang sel, yang melibatkan proses proses masuk dan keluar ke dalam sel. Suatu zat dapat ditangkap dari satu sisi dinding pembuluh darah melalui proses pinositosis, dimobilisasi melalui sel dan dilepaskan dari sisi lain dengan eksositosis.

Apa itu eksosom?

Eksosom adalah vesikel membran kecil dengan asal bervariasi yang disekresikan oleh sebagian besar tipe sel, dan diyakini memainkan peran penting dalam komunikasi antar sel. Meskipun eksosom baru-baru ini dijelaskan, minat pada vesikel ini telah meningkat secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir.

Penemuan ini membangkitkan minat baru dalam bidang umum vesikel membran yang disekresikan, yang terlibat dalam modulasi komunikasi antar sel.

Awalnya eksosom dianggap sebagai organel seluler yang sangat spesifik dengan bahan yang dibuang oleh sel karena mereka memiliki komponen molekul yang tidak diinginkan atau “limbah metabolisme”. Mereka juga dilihat sebagai simbol kematian sel karena mereka mengangkut zat limbah.

Namun, setelah menemukan bahwa mereka mengandung protein, lipid dan bahan genetik (seperti molekul yang terlibat dalam regulasi, termasuk mRNA dan mikroRNA), disimpulkan bahwa mereka dapat mempengaruhi sel dengan cara yang lebih kompleks.

Proses

Seperti endositosis, proses sekresi seluler membutuhkan energi dalam bentuk ATP, karena merupakan proses aktif. Aparatus Golgi memainkan peran mendasar dalam eksositosis, karena ini memecah membran yang mengemas bahan yang diperuntukkan bagi sekresi seluler.

Vesikel pengangkut intraseluler berasal dari badan Golgi, bergerak dengan isinya melalui sitoplasma, sepanjang mikrotubulus sitoplasma, menuju membran sel, melebur ke sana dan melepaskan isinya ke cairan ekstraseluler.

Endositosis dan eksositosis mempertahankan keseimbangan dalam sel yang memungkinkan untuk mempertahankan dimensi dan sifat membran plasma. Kalau tidak, membran sel akan mengubah dimensinya dengan diperpanjang oleh penambahan membran vesikel ekskresi yang ditambahkan ke dalamnya.

Dengan cara ini, selaput berlebih yang ditambahkan dalam eksositosis, diintegrasikan lagi oleh endositosis, mengembalikan selaput ini melalui vesikel endositik ke aparatus Golgi, di mana ia didaur ulang.

Eksosom tidak berasal dari badan Golgi

Tidak semua bahan yang ditujukan untuk eksositosis berasal dari jaringan trans aparatus Golgi. Sebagian dari ini berasal dari endosom awal. Ini adalah organel seluler yang khusus menerima vesikel yang terbentuk selama proses endositosis.

Di dalamnya, setelah digabungkan dengan endosom, sebagian konten digunakan kembali dan diangkut ke membran sel melalui vesikel yang terbentuk di endosom itu sendiri.

Di sisi lain, di terminal pra-sinaptik neurotransmitter dilepaskan dalam vesikel independen untuk mempercepat komunikasi saraf. Yang terakhir sering vesikel eksositosis konstitutif dijelaskan di bawah ini.

Jenis

Proses eksositosis dapat bersifat konstitutif atau intermiten, yang disebut juga eksositosis teregulasi. Vesikel dapat berasal dari kompartemen seluler seperti endosom primer (yang juga menerima vesikel endositik) atau terjadi secara langsung dalam domain trans aparatus Golgi.

Pengakuan protein terhadap satu rute eksositosis atau yang lain akan diberikan oleh deteksi daerah sinyal yang dibagi antara protein.

Rute eksositosis konstitutif

Jenis eksositosis ini terjadi di semua sel dan tanpa henti. Di sini banyak protein terlarut terus menerus dikeluarkan ke sel luar, dan banyak lainnya didaur ulang dengan memasukkan ke dalam membran plasma untuk mempercepat dan memungkinkan regenerasi mereka, karena selama endositosis, membran dengan cepat diinternalisasi.

Rute eksositosis ini tidak diatur oleh apa yang selalu dalam proses. Dalam sel-sel kalsiformis dari usus dan fibroblas dari jaringan ikat, misalnya, eksositosis bersifat konstitutif, karena terjadi terus-menerus. Sel-sel kalsiform melepaskan lendir secara konstan, sementara fibroblas melepaskan kolagen.

Dalam banyak sel yang terpolarisasi dalam jaringan, membran dibagi menjadi dua domain yang berbeda (domain apikal dan basolateral), yang mengandung serangkaian protein yang berkaitan dengan diferensiasi fungsionalnya.

Dalam kasus ini, protein dari jaringan trans Golgi secara selektif mengangkut domain yang berbeda dengan rute konstitutif.

Ini dilakukan oleh setidaknya dua jenis vesikel sekretori konstitutif yang secara langsung menargetkan domain apikal atau basolateral dari sel-sel yang terpolarisasi ini.

Jalur eksositosis yang diatur

Proses ini eksklusif untuk sel sekresi khusus, di mana serangkaian protein atau produk kelenjar dipilih oleh domain trans dari aparatus Golgi dan dikirim ke vesikel sekretori khusus, di mana mereka terkonsentrasi dan kemudian dilepaskan ke matriks ekstraseluler ketika menerima beberapa stimulus ekstraseluler.

Banyak sel endokrin yang menyimpan hormon dalam vesikula sekretori, memulai eksositosis hanya setelah mengenali sinyal dari sel luar, yang merupakan proses intermiten.

Fusi vesikel ke membran sel adalah proses umum dalam berbagai jenis sel (dari neuron ke sel endokrin).

Protein terlibat dalam proses eksositosis yang diatur

Dua keluarga protein terlibat dalam proses eksositosis:

  • Rab, yang bertanggung jawab untuk menjangkar vesikel ke membran dan memberikan spesifisitas untuk transportasi vesikuler. Mereka umumnya terkait dengan GTP dalam bentuk aktifnya.
  • Di sisi lain, protein efektor SNARE memungkinkan fusi antara membran. Peningkatan konsentrasi kalsium (Ca2 +) di dalam sel berfungsi sebagai sinyal dalam proses.

Protein Rab mengenali peningkatan Ca2 + intraseluler dan memulai penahan vesikel ke membran. Area vesikel yang menyatu membuka dan melepaskan isinya ke ruang ekstraseluler, sedangkan vesikel bergabung dengan membran sel.

Apakah eksositosis “bertemu dan lari”?

Dalam hal ini, kantong empedu yang siap melebur dengan membran tidak sepenuhnya melakukannya, tetapi melakukannya sementara membentuk lubang kecil di membran. Saat itulah bagian dalam kantong empedu bersentuhan dengan bagian luar sel yang melepaskan isinya.

Pori menutup segera sesudahnya dan kantong empedu ada di sisi sitoplasma. Proses ini terkait erat dengan sinapsis hipokampus.

Fungsi

Sel-sel melakukan proses eksositosis, untuk mengangkut dan melepaskan molekul besar dan lipofob saat protein disintesis dalam sel. Eksositosis juga merupakan mekanisme di mana mereka dilepaskan dari puing-puing yang tetap di lisosom setelah pencernaan intraseluler.

Eksositosis adalah perantara penting dalam aktivasi protein yang tetap disimpan dan tidak aktif (zymogen). Enzim pencernaan, misalnya, diproduksi dan disimpan, diaktifkan setelah dilepaskan dari sel ke lumen usus melalui proses ini.

Eksositosis juga dapat bertindak sebagai proses transsitosis. Yang terakhir terdiri dari mekanisme yang memungkinkan beberapa zat dan molekul melintasi sitoplasma sel, bergerak dari daerah ekstraseluler ke daerah ekstraseluler lainnya.

Pergerakan vesikel transsitosis tergantung pada sitoskeleton seluler. Serat aktin memiliki peran motorik, sedangkan mikrotubulus menunjukkan arah yang harus diikuti oleh kantong empedu.

Transitosis memungkinkan molekul besar untuk melewati epitel, tetap tidak terluka. Dalam proses ini, bayi menyerap antibodi ibu melalui susu. Ini diserap pada permukaan apikal epitel usus, dan dilepaskan ke dalam cairan ekstraseluler.

Eksosom sebagai pembawa pesan antar sel

Dalam sistem kekebalan tubuh, vesikel ekskresi atau eksosom memainkan peran penting dalam komunikasi antar sel. Telah ditunjukkan bahwa beberapa sel, seperti limfosit B, mengeluarkan eksosom dengan molekul yang penting untuk respons imun adaptif.

Eksosom semacam itu juga menghadirkan kompleks MHC-peptida pada sel T spesifik dari sistem kekebalan tubuh.

Sel-sel dendritik juga mengeluarkan eksosom dengan kompleks peptida MHC, yang menginduksi respon imun antitumor. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa eksosom ini diekskresikan oleh beberapa sel dan ditangkap oleh yang lain.

Dengan cara ini, elemen molekuler penting seperti antigen atau kompleks peptida yang meningkatkan kisaran sel penyaji antigen ditambahkan atau diperoleh.

Demikian juga, proses pertukaran informasi ini meningkatkan efektivitas respon imun, atau bahkan sinyal negatif yang menyebabkan kematian sel target.

Beberapa upaya telah dilakukan dalam penggunaan eksosom sebagai jenis terapi kanker pada manusia, dengan tujuan mentransmisikan informasi yang memodulasi sel-sel tumor, membawa mereka ke apoptosis.

Contoh

Pada organisme seperti protozoa dan spons yang memiliki pencernaan intraseluler, nutrisi diserap oleh fagositosis dan sisa-sisa yang tidak dapat dicerna diekstraksi dari sel dengan eksositosis. Namun, pada organisme lain, prosesnya menjadi lebih kompleks.

Eksositosis pada vertebrata

Pada mamalia selama pembentukan eritrosit, nukleus, bersama dengan organel lain, berkontraksi, menjadi bagian sisa. Ini kemudian dibungkus dengan vesikel dan dikeluarkan dari sel melalui proses eksositosis.

Sebaliknya, banyak sel endokrin yang menyimpan hormon dalam vesikel ekskretoris memulai eksositosis hanya setelah mengenali sinyal dari sel luar, sebagai proses eksositosis yang intermiten atau teregulasi.

Eksositosis memainkan peran penting dalam beberapa mekanisme respons tubuh, seperti peradangan. Mekanisme respons ini terutama dimediasi oleh histamin, hadir dalam sel prima.

Ketika histamin dilepaskan ke sel luar melalui eksositosis, itu memungkinkan pembuluh darah melebar, membuatnya lebih permeabel. Selain itu, meningkatkan sensitivitas pada saraf sensorik, menyebabkan gejala peradangan.

Eksositosis dalam pelepasan neurotransmitter

Neurotransmitter bergerak cepat melalui persimpangan sinaptik dengan mengikat reseptor pada bagian postsinaptik. Penyimpanan dan pelepasan neurotransmitter dilakukan dengan proses multi-langkah.

Salah satu langkah yang paling relevan adalah penyatuan vesikula sinaptik ke membran presinaptik dan pelepasan kontennya melalui eksositosis ke celah sinaptik. Pelepasan serotonin oleh sel-sel neuron terjadi dengan cara ini.

Dalam hal ini, mekanisme ini dipicu oleh depolarisasi seluler, yang menginduksi pembukaan saluran kalsium, dan begitu memasuki sel, ia mendorong mekanisme pengusiran neurotransmitter ini melalui vesikel ekskretoris.

Eksositosis pada eukariota lainnya

Eksositosis adalah cara di mana protein membran ditanamkan ke dalam membran sel.

Dalam sel tumbuhan, eksositosis digunakan dalam pembentukan dinding sel. Melalui proses ini beberapa protein dan karbohidrat tertentu yang telah disintesis dalam peralatan Golgi dimobilisasi, menuju bagian luar membran, untuk digunakan dalam pembangunan struktur tersebut.

Di banyak protista dengan dinding sel yang tidak ada, ada vakuola kontraktil yang mengerahkan fungsi bom sel, yang mengenali kelebihan air di dalam sel dan mengeluarkannya di luar sel, menyediakan mekanisme pengaturan osmotik. Fungsi vakuola kontraktil dilakukan sebagai proses eksositosis.

Beberapa virus menggunakan eksositosis

Virus DNA dengan amplop menggunakan eksositosis sebagai mekanisme pelepasan. Setelah penggandaan dan perakitan virion dalam sel inang dan setelah ia memperoleh membran envelope nukleoprotein, ia meninggalkan nukleus sel, bermigrasi ke retikulum endoplasma dan dari sana ke vesikel pengusiran.

Melalui mekanisme pelepasan ini, sel inang tetap tanpa kerusakan yang nyata, berbeda dengan banyak virus tanaman dan hewan lain yang menyebabkan autolisis sel untuk meninggalkan sel-sel ini.

Tinggalkan Balasan