이번 포스트에서는 exocytosis(세포외유출)와 endocytosis(세포내유입)에 대해 알아볼게요.
exocytosis는 다시 위와 같이 2개 종류로 나누어질 수 있는데, constitutive secretory pathway와 regulated secretory pathway가 바로 그것이에요. 이 중 constitutive secretory pathway는 vesicle이 형성되면 바로 외부로 분비되는 경로이고, regulated secretory pathway는 vesicle이 형성된 후 특정 신호, 혹은 자극이 왔을 때 비로소 욉로 분비되는 pathway임. regulated secretory pathway에 의해 분비되는 대표적인 물질이 바로 neurotransmitter(신경전달물질)이죠.
일반적인 exocytosis의 기작은 위 그림과 같아요. 하나하나 살펴볼게요.
1. trans-golgi에서 clathrin에 의해 vesicle이 형성됨. 이 때 다시 golgi로 돌아가야 하는 녀석들은 clathrin에 의해 retrieval vesicle로 포장되어서 golgi로 역수송됨.
2. vesicle들이 서로 뭉치고, 내용물이 농축되면서 immature secretory vesicle(미성숙 분비성 소포)이 mature secretory vesicle(성숙 분비성 소포)로 변함.
3. 위 그림과 같이 mature secretory vesicle이 plasma membrane(세포막)과 합쳐지면서 내용물이 밖으로 분비됨.
다음으로 regulated secretory pathway에 의해 분비되는 대표적인 예인 synaptic vesicle(시냅스 소포)에 대해 알아볼게요. 실제로 synaptic vesicle은 전기신호가 와야만 비로소 내부에 포함하고 있던 신호전달물질(neurotransmitter, NT)을 밖으로 방출해요.
이와 관련된 기작이 위 그림에 나타나 있어요.
1. 처음에 golgi로부터 synaptic vesicle transporter protein과 synaptic vesicle membrane protein을 함유한 vesicle이 형성됨.
2. 바로 membrane과 합쳐져서 일단 한 번 exocytosis됨.
3. 이후 곧바로 synaptic vesicle membrane component가 endocytosis되면서 synaptic vesicle을 만들게 됨. (이 때 endosome으로 갔다가 만들어지기도 하고 그렇지 않고 바로 만들어지기도 함)
4. synaptic vesicle transporter protein에 의해서 세포질의 neurotransmitter가 synaptic vesicle 내부로 들어감.
5. 칼슘 등에 의한 전기신호가 오면 neurotransmitter가 시냅스로 방출됨.
이제 마지막으로 endocytosis에 대해 알아볼게요.
위 그림에는 endocytosis의 3가지 형태인 phagocytosis(식세포작용), pinocytosis(음세포작용), receptor-mediated endocytosis(수용체 매개 세포내유입)가 나타나 있어요. 이 중 phagocytosis는 solid particle, 즉 고체 입자들을 받아들이는 역할을 하고, pinocytosis는 fluid, 즉 액체성 입자들을 받아들이는 역할을 하며, receptor-mediated endocytosis는 특정 분자만을 받아들이는 역할을 해요.
특별히 receptor-mediated endocytosis에 대해 조금 더 알아볼게요. 실제로 endocytosis가 되면 이렇게 세포 내부로 받아들여진 녀석들은 endosome(엔소좀)이라는 세포내소기관으로 가요. 이후 endosome은 early endosome, recycling endosome, multi-vesicular body, late endosome, lysosome, endolysosome 등 수많은 형태로 변환될 수 있어요. (이들 모두가 일종의 친척이라고 이해하시면 편해요)
특별히, 위 그림에 나타나 있는 LDL을 받아들이는 기작에 대해 살펴볼게요. 일반적으로 cholesterol(콜레스테롤)은 수용성이 아니므로 위와 같이 수용화를 시켜주는 입자들에 둘러쌓인 채 수송되는데, 이런 형태 중 하나가 바로 LDL(low-density lipoprotein)이에요.
위 그림에는 LDL이 수송되는 기작이 나타나 있어요. 하나하나 살펴볼게요.
1. 세포막에 있는 LDL을 인식하는 수용체가 LDL과 결합함. (구체적으로는 LDL의 adaptin이라는 부분이 receptor와 결합함)
2. clathrin에 의해 vesicle이 형성됨. 이후 이 녀석이 early endosome으로 감.
3. LDL-LDL receptor 간 결합은 endosome 내부의 약산성 환경에 의해 끊어지게 됨.
4. LDL receptor는 cell membrane으로 다시 돌아감. 한편 early endosome은 late endosome이 되고, 이 녀석이 다시 endolysosome이 되면서 내부에서 (가수분해에 의해) LDL이 분해되어 결과적으로 자유롭게 둥둥 떠다니는 상태의 cholesterol(콜레스테롤)이 분리되어 나옴.
이번 쳅터에서는 종합적으로 vesicle, 즉 소낭을 통한 수송의 다양한 기작들에 대해 알아봤어요.
다음 포스트부터는 이제 세포 신호전달(cell signaling)의 각종 기작들에 대해 알아볼게요.
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