Endozytose und Exozytose: Unterschiede und Ähnlichkeiten

Endozytose und Exozytose sind die Prozesse, durch die Zellen Materialien in die oder aus der Zelle bewegen, die zu groß sind, um direkt durch die Lipiddoppelschicht der Zellmembran zu gelangen. Große Moleküle, Mikroorganismen und Abfallprodukte sind einige der Substanzen, die über Exozytose und Endozytose durch die Zellmembran bewegt werden.

Warum ist der Massentransport für Zellen wichtig?

Zellmembranen sind halbdurchlässig, was bedeutet, dass sie es bestimmten kleinen Molekülen und Ionen ermöglichen, passiv durch sie zu diffundieren., Andere kleine Moleküle sind in der Lage, ihren Weg in oder aus der Zelle durch Trägerproteine oder Kanäle zu machen.
Aber es gibt Materialien, die zu groß sind, um durch die Zellmembran mit diesen Methoden passieren. Es gibt Zeiten, in denen eine Zelle ein Bakterium verschlingen oder ein Hormon freisetzen muss. In diesen Fällen sind Massenverkehrsmechanismen erforderlich.
Endozytose und Exozytose sind die Massenverkehrsmechanismen in Eukaryoten verwendet. Da diese Transportprozesse Energie benötigen, werden sie als aktive Transportprozesse bezeichnet.,

Vesikelfunktion bei Endozytose und Exozytose

Während des Massentransports werden größere Substanzen oder große Pakete kleiner Moleküle über Vesikel durch die Zellmembran, auch Plasmamembran genannt, transportiert – stellen Sie sich Vesikel als kleine Membransäcke vor, die mit der Zellmembran verschmelzen können.
Zellmembranen bestehen aus einer Lipiddoppelschicht. Die Wände der Vesikel bestehen ebenfalls aus einer Lipiddoppelschicht, weshalb sie mit der Zellmembran verschmelzen können., Diese Fusion zwischen Vesikeln und Plasmamembran erleichtert den Massentransport in und aus der Zelle.

Was ist Endozytose? Endozytose Definition und Zwecke

Endozytose ist der Prozess, bei dem Zellen Substanzen von außerhalb der Zelle aufnehmen, indem sie sie in ein Vesikel verschlingen. Dazu können Dinge wie Nährstoffe zur Unterstützung der Zelle oder Krankheitserreger gehören, die Immunzellen verschlingen und zerstören.
Endozytose tritt auf, wenn ein Teil der Zellmembran Falten auf sich selbst, umschließt extrazelluläre Flüssigkeit und verschiedene Moleküle oder Mikroorganismen., Das resultierende Vesikel bricht ab und wird innerhalb der Zelle transportiert.
Endozytose dient vielen Zwecken, einschließlich:

• Nährstoffe für Zellwachstum, Funktion und Reparatur aufnehmen: Zellen benötigen Materialien wie Proteine und Lipide, um zu funktionieren.
• Erfassung von Krankheitserregern oder anderen unbekannten Substanzen, die den Organismus gefährden können: Wenn Krankheitserreger wie Bakterien vom Immunsystem identifiziert werden, werden sie von Immunzellen verschlungen, um zerstört zu werden.,
• Entsorgung alter oder beschädigter Zellen: Zellen müssen sicher entsorgt werden, wenn sie nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren, um Schäden an anderen Zellen zu vermeiden. Diese Zellen werden durch Endozytose eliminiert.

Arten von Endozytose

Es gibt zwei Arten von Endozytose: Phagozytose und Pinozytose.
Phagozytose
Phagozytose, auch als Zellessen bekannt, ist der Prozess, bei dem Zellen große Partikel oder Zellen wie beschädigte Zellen und Bakterien verinnerlichen.,
Im menschlichen Körper und bei anderen Säugetieren ist Phagozytose, wie Immunzellen gefährliche Mikroorganismen oder toxische Verbindungen verschlingen und zerstören. Makrophagen und Neutrophile, Arten von weißen Blutkörperchen, sind die beiden primären Phagozyten. Diese weißen Blutkörperchen sind verantwortlich für die Beseitigung gealterter und beschädigter Zellen sowie für die Entsorgung infektiöser Mikroorganismen.
Pinozytose
Pinozytose, auch als Zelltrinken bekannt, ist in pflanzlichen und tierischen Zellen üblich. Während der Pinozytose nimmt die Zelle Substanzen aus der extrazellulären Flüssigkeit auf, die sie zum Funktionieren benötigt., Dazu gehören Dinge wie Wasser und Nährstoffe.
Rezeptor-vermittelte Endozytose ist eine spezialisierte Art von Pinozytose. Während der rezeptorvermittelten Endozytose binden Makromoleküle an Rezeptoren entlang der Oberfläche der Plasmamembran der Zelle. Die Cholesterinaufnahme ist ein Beispiel für eine rezeptorvermittelte Endozytose.

Die Schritte der Endozytose

Das Folgende ist ein Überblick über die grundlegenden Schritte der beiden Arten von Endozytose.

Zwei Arten von Endozytose: Phagozytose und pinocytosis.,

Phagozytose:

1. Ein Partikel oder eine Substanz bindet an Rezeptoren auf der Zelloberfläche und stimuliert die Freisetzung von Pseudopodien (Verlängerungen der mit Zytoplasma gefüllten Plasmamembran).
2. Pseudopodien umgeben das Objekt, bis ihre Membranen verschmelzen und ein phagozytisches Vesikel bilden.
3. Das phagozytische Vesikel kneift von der Zellmembran ab und dringt in die Zelle ein.
4. Das phagozytische Vesikel verschmilzt mit Lysosomen, die den Inhalt des Vesikels recyceln oder zerstören.,

Pinozytose:

1. Moleküle binden an Rezeptoren entlang der Oberfläche der Zellmembran.
2. Die Plasmamembran faltet sich ein und bildet ein pinozytisches Vesikel, das die Moleküle und die extrazelluläre Flüssigkeit enthält.
3. Das pinozytäre Vesikel löst sich von der Zellmembran innerhalb der Zelle.
4. Das Vesikel verschmilzt mit frühen Endosomen, in denen der darin enthaltene Inhalt sortiert wird.

Endozytose Beispiel

Makrophagen sind eine Art weißer Blutkörperchen, die eine zentrale Rolle beim Schutz von Säugetieren vor Krankheitserregern wie Bakterien und Viren spielen., Wenn ein Makrophage mit einem Virus in Kontakt kommt, beispielsweise einem Erkältungsvirus im Blutkreislauf, kann er sich an die Zelloberfläche des Virus binden.
Als nächstes wird die Makrophage ein Vesikel um das Virus bilden und es vollständig einnehmen. Das Vesikel wandert dann zum Zytosol und verschmilzt mit dem Lysosom, wo das Virus abgebaut wird. Einige Viren replizieren, indem sie Wirtszellen in Endozytose „tricksen“, an welchem Punkt die Zelle durch das Virus entführt wird und angewiesen wird, das Virusgenom und das Kapsid zu replizieren.

Was ist Exozytose?, Exozytose Definition und Zwecke

Exozytose ist der Prozess, durch den Zellen Materialien aus der Zelle in die extrazelluläre Flüssigkeit bewegen. Exozytose tritt auf, wenn ein Vesikel mit der Plasmamembran verschmilzt, so dass sein Inhalt außerhalb der Zelle freigesetzt werden kann.
Die Exozytose dient folgenden Zwecken:

• Entfernen von Toxinen oder Abfallprodukten aus dem Zellinneren: Zellen erzeugen Abfälle oder Toxine, die aus der Zelle entfernt werden müssen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel produzieren Zellen in der aeroben Atmung die Abfallprodukte Kohlendioxid und Wasser während der ATP-Bildung., Kohlendioxid und Wasser werden über Exozytose aus diesen Zellen entfernt.
• Erleichterung der zellulären Kommunikation: Zellen erzeugen Signalmoleküle wie Hormone und Neurotransmitter. Sie werden nach ihrer Freisetzung aus der Zelle durch Exozytose an andere Zellen abgegeben.
• Erleichterung des Zellmembranwachstums, der Reparatur, der Signalisierung und der Migration: Wenn Zellen während der Endozytose Materialien von außerhalb der Zelle absorbieren, verwenden sie Lipide und Proteine aus der Plasmamembran, um Vesikel zu bilden., Wenn bestimmte exozytotische Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen, füllen sie die Zellmembran mit diesen Materialien auf.

Arten von Exozytose

Regulierte Exozytose

Die meisten exozytotischen Vesikel enthalten Substanzen, die im endoplasmatischen Retikulum für die Verwendung an anderer Stelle im Körper wie Neurotransmitter oder Hormone entstehen. Diese Moleküle werden dann in einer Membranschicht verpackt, die Vesikel genannt wird.
Sobald diese Vesikel aus dem endoplasmatischen Retikulum ausgeschieden sind, werden sie zur weiteren Modifikation in den Golgi-Apparat (auch als Golgi-Komplex bezeichnet) transportiert., Die Moleküle werden dann erneut in einem Vesikel verpackt, das seinen Weg zur Plasmamembran findet.
Die Freisetzung dieser Moleküle aus der Zelle wird als regulierte Exozytose bezeichnet, da der Ausstoß der Materialien durch extrazelluläre Signale gesteuert oder reguliert wird, die eine Membrandepolarisation verursachen.
Konstitutive Exozytose

Konstitutive Exozytose erfordert dagegen keine extrazellulären Signale. Die Mehrheit der Moleküle, die zur Plasmamembran reisen, tut dies unter Verwendung dieses Weges.,
Nach der Exozytose werden einige exozytotische Vesikel in die Plasmamembran eingebaut (vollständige Vesikelfusion), während andere nach der Freisetzung ihres Inhalts in das Innere der Zelle zurückkehren (dies wird als „Kiss-and-Run“ – Weg bezeichnet). Andere bleiben an der Membran angedockt, wo sie mehrmals verwendet werden können (der „Kiss-and-Stay“ – Weg).

Bei der Exozytose wird ein Vesikel vom endoplasmatischen Retikulum oder Golgi-Apparat durch das Zytoplasma zur Zellmembran geleitet, wo es verschmilzt und seinen Inhalt freisetzt.,

Die Schritte der Exozytose

Unten ist ein Überblick über die grundlegenden Schritte der Exozytose.

1. Es bildet sich ein Vesikel, typischerweise innerhalb des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparates oder der frühen Endosomen.
2. Das Vesikel wandert zur Zellmembran.
3. Das Vesikel verschmilzt mit der Plasmamembran, während der die beiden Doppelschichten verschmelzen.
4. Der Inhalt des Vesikels wird in den extrazellulären Raum freigesetzt.
5. Das Vesikel verschmilzt entweder mit oder trennt sich von der Zellmembran.,

Exozytose Beispiel

Nehmen wir die Makrophagen, die wir in unserem Endozytose Beispiel diskutiert. Sobald die weißen Blutkörperchen einen fremden Erreger darin verschlungen haben, werden bestimmte Teile des Erregers nicht mehr benötigt. Der Makrophage wird dieses Abfallmaterial durch Exozytose los, bei der Vesikel das unerwünschte Pathogenmaterial ausführen.,

Endozytose vs Exozytose: ein Vergleich