エキソサイトーシスは、細胞が大きな分子を細胞外膜に移動できるようにする能動輸送の一形態であり、そこでさまざまな方法で利用できます。これは、植物や無脊椎動物から原生動物や人間に至るまで、すべての生物にとって重要なプロセスです。
人間の体は信じられないほどの機械であり、毎日の生活の中で何千もの重要なプロセスが進行しています。ほんの数例を挙げると、新しい組織が作られ、傷が治り、酵素がエネルギー源を分解し、ホルモンが代謝プロセスを刺激し、タンパク質が形成されています。
体の健康と機能を維持するための多くの作業は、個々の細胞がタンパク質や神経伝達物質を生成する細胞レベルで行われますが、それらの分子を必要な場所に届けることも同様に重要です!そこで、エキソサイトーシスの出番です。
エキソサイトーシスの定義:エキソサイトーシスとは?
エキソサイトーシスは、細胞が大きな分子を細胞外膜に移動できるようにする能動輸送の一形態であり、そこでさまざまな方法で利用できます。これは、植物や無脊椎動物から原生動物や人間に至るまで、すべての生物にとって重要なプロセスです。前述のように、これは受動輸送ではなく能動輸送の形態です。細胞によって作られる大部分の大きな分子は本質的に極性があり、その疎水性の側面のために補助なしでは細胞膜を通過できないことを意味します。
(写真提供:ウィキメディア・コモンズ)
細胞が分子を外部環境に移動する準備が整うと、分子は分泌小胞に結合されます。これは、複雑な分子のスーツケースと考えることができます。この小胞は細胞の外縁に移動し、一時的に膜と融合します。その時点で、小胞内の水溶性分子は細胞外環境に「排出」されます。
エキソサイトーシスには主に 2 つのタイプがあります。Ca2+ トリガーの非構成的エキソサイトーシスと非 Ca2+ トリガーの構成的エキソサイトーシスです。違いは、前者ではプロセスがより制御されており、発生する直接的な外部シグナル、細胞内のカルシウムの増加、および小胞上のクラスリン コートが必要であるということです。これは、シナプスとニューロンの間で発生するエキソサイトーシスの一種です。他の形態のエキソサイトーシスはすべて、能動輸送の形態と考えられており、ATP の消費を必要とするにもかかわらず、より単純で規制が少ない.
これはプロセスの一般的な概要ですが、ScienceABC ではトピックを深く掘り下げることを好みます。体のすべての細胞で発生する重要な活動であるエキソサイトーシスについては、さらに多くのことを学ぶことができます.
エキソサイトーシスのステージ
オルガネラから細胞膜まで微視的な距離を越えて複雑な分子を移動させるプロセスは単純に思えますが、この移動を可能にする明確な段階がいくつかあります。
小胞輸送
小胞は最初、細胞内のモータータンパク質を使用して、作成された場所から細胞膜に移動します。これには、作業と ATP (細胞内のエネルギーの基本単位) の消費が必要です。
ベシクルテザリング
細胞膜上のテザリング因子が付着し、小胞を所定の位置に保持します。これにより、小胞が膜と通信し、細胞外への輸送のために「一列に並ぶ」ことも可能になります.
小胞ドッキング
分泌小胞と細胞膜の間の結合は、所定の位置にしっかりとドッキングし、細胞から「排出」される準備が整ったときに完了します。
ベシクル プライミング
神経伝達の形で神経系で発生するエキソサイトーシスなどのいくつかの状況では、小胞の内容物が放出される直前にプライミングが発生します。このプライミングは、小胞と膜に対するさまざまな修飾と変化から成り、細胞内の脂肪とタンパク質が関与します。
小胞融合
この最終ステップでは、SNARE タンパク質 (SNAp REceptor タンパク質) が小胞膜と細胞膜の融合を仲介します。原形質膜は、新しい小胞を収容するためにサイズが大きくなり、小胞の内容物 (毒素、タンパク質、老廃物、神経伝達物質など) が細胞外空間に放出されます。小胞膜は、その小胞膜に埋め込まれたタンパク質を含む細胞膜の一部になります。基本的に、内部 小胞膜の外側の一部になります
エキソサイトーシスの後はどうなりますか?
ほとんどの場合、分泌小胞は細胞膜と結合しているため、完全な形で再利用することはできません。小胞の作成はエネルギー集約的なプロセスであり、このプロセスを実行するには、細胞内のエネルギー工場であるミトコンドリアによる多大な努力が必要です。神経伝達物質が輸送されるニューロンのエキソサイトーシスなどの非構成的なエキソサイトーシスでは、小胞は再利用されません。
そうは言っても、小胞の内容物の部分的な沈着を可能にし、その後小胞膜の再形成を可能にする「キスアンドラン」融合など、永続的ではない小胞融合のいくつかの形態があります。最近の研究では、場合によっては小胞が部分的に空になることも確認されており、分泌小胞がその内容物の一部を放出し、分離して再密封し、細胞内空間に戻ってきます。その後、膜に戻って残りの内容物を放出するか、別のオルガネラの受容部位で新しい分子を再充填することができます.
最後の言葉
私たちの細胞の複雑な働きは、すべての人を魅了するわけではありませんが、エキソサイトーシスは、私たちが知っているように、その多様で信じられないほどの形で生命の重要な基盤です.複雑な分子を効果的に動かすことができれば、成長と修復から筋肉の動き、呼吸、さらには意識的な思考まで、あらゆることが可能になります。言い換えれば、あなたはそれについて考えないかもしれませんが、あなたを生き続けさせ、毎日蹴っ飛ばすこれらの静かで信頼できるプロセスのすべてに感謝すべきです!
