Endocitosis y Exocitosis
La endocitosis y la exocitosis son procesos de tráfico de membrana que transportan grandes cantidades de material hacia y desde las células mediante vesículas lipídicas. En la endocitosis, la membrana plasmática se invagina y se desprende para internalizar material; en la exocitosis, las vesículas intracelulares se fusionan con la membrana plasmática para liberar su contenido. Juntos, permiten a las células captar nutrientes y receptores, secretar proteínas y neurotransmisores, y remodelar continuamente su superficie.
Definition
La endocitosis es la captación de material extracelular hacia la célula dentro de vesículas delimitadas por membrana, formadas por la gemación interna de la membrana plasmática; la exocitosis es la liberación de material intracelular al exterior mediante la fusión de vesículas secretoras con la membrana plasmática.
Scope
Esta entrada abarca las principales rutas endocíticas (vías mediadas por clatrina e independientes de clatrina), los modos regulado y constitutivo de exocitosis, y la maquinaria de fusión de membranas —especialmente las proteínas SNARE— que impulsa la fusión de vesículas. Trata el tráfico vesicular como un tema de referencia en biología celular y no como una guía clínica.
Core questions
- ¿Cómo se dobla y gema la membrana plasmática para internalizar la carga?
- ¿Qué vías internalizan la carga con y sin clatrina?
- ¿Cómo se fusionan las vesículas con las membranas diana para liberar su contenido?
- ¿Qué distingue la secreción constitutiva de la regulada?
Key concepts
- Endocitosis mediada por clatrina
- Endocitosis independiente de clatrina
- Fagocitosis y pinocitosis
- Fosas recubiertas y gemación de vesículas
- Exocitosis constitutiva versus regulada
- Fusión de membrana mediada por SNARE
- Reciclaje de vesículas en la membrana plasmática
Key theories
- Hipótesis SNARE de la fusión de membranas
- Las proteínas SNARE de la vesícula y de la membrana diana se unen en un complejo estrecho que acerca las dos bicapas y cataliza la fusión, proporcionando una base molecular común para la exocitosis y otros eventos de fusión.
Mechanisms
En la endocitosis, las proteínas de cubierta citosólicas y las proteínas que curvan la membrana deforman una porción de la membrana plasmática en una invaginación que brota hacia adentro como una vesícula. La ruta mejor caracterizada es la endocitosis mediada por clatrina, en la que la clatrina ensambla una red en las fosas recubiertas para internalizar receptores y sus ligandos; varias vías independientes de clatrina también operan, variando en su carga y maquinaria. La vesícula internalizada pierde su cubierta y es clasificada a través del sistema endosomal. La exocitosis ocurre en la dirección opuesta: las vesículas secretoras son entregadas a la membrana plasmática, donde las proteínas SNARE en la vesícula y la membrana diana se ensamblan en un complejo de cuatro hélices que fuerza las bicapas a unirse e impulsa la fusión, liberando la carga. La secreción es constitutiva cuando las vesículas se fusionan continuamente, o regulada cuando la fusión espera un desencadenante como un aumento del calcio intracelular, como en la terminal nerviosa. Los métodos de imagen que visualizan eventos a decenas de nanómetros de la membrana plasmática han permitido observar estos pasos de gemación y fusión en tiempo real.
Clinical relevance
La endocitosis y la exocitosis subyacen a procesos como la regulación de receptores, la captación de antígenos, la liberación de neurotransmisores y hormonas, y las rutas de entrada explotadas por algunos patógenos y toxinas, por lo que son fundamentales para comprender la fisiología celular. Esta entrada describe los mecanismos de tráfico para referencia y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento.
History
La captación y secreción vesicular fueron reconocidas morfológicamente mediante microscopía electrónica a mediados del siglo XX, y las fosas recubiertas de clatrina fueron identificadas como una estructura endocítica definida. Posteriormente se dilucidó la maquinaria molecular: la clatrina y las proteínas adaptadoras para el ensamblaje de la cubierta, y las proteínas SNARE, cuyo descubrimiento aclaró cómo se logra la fusión de vesículas. La microscopía de células vivas permitió más tarde observar directamente eventos individuales de gemación y fusión, y se mapearon progresivamente rutas adicionales independientes de clatrina.
Key figures
- Thomas C. Südhof
- James E. Rothman
- Harvey T. McMahon
- Satyajit Mayor
Related topics
Seminal works
- sudhof-rothman-2009
- doherty-mcmahon-2009
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre endocitosis y exocitosis?
- La endocitosis introduce material en la célula mediante la gemación de vesículas hacia el interior desde la membrana plasmática, mientras que la exocitosis libera material de la célula fusionando vesículas intracelulares con la membrana plasmática.
- ¿Qué son las proteínas SNARE?
- Las proteínas SNARE son proteínas de membrana presentes en una vesícula y en su membrana diana que se ensamblan en un complejo estrecho, uniendo las dos bicapas para impulsar la fusión durante la exocitosis y eventos relacionados.