- Què és l'endocitosi?
- classificació
- Què és l'endocitosi mediada per receptor?
- funcions
- procés
- Model d'endocitosi mediada per receptor: colesterol en mamífers
- Què passa quan el sistema falla?
- Endocitosi independent de clatrina
- referències
La endocitosi mediada per receptor és un fenomen cel·lular que comprèn l'ingrés controlat de molècules específiques a l'interior de la cèl·lula. El material que va ser ingerit és envoltat de manera progressiva per una petita porció de la membrana plasmàtica fins haver cobert tota la substància. Després aquesta vesícula es desprèn a l'interior cel·lular.
Els receptors que participen en aquest procés estan localitzats a la superfície de la cèl·lula en regions anomenades "depressions revestides amb clatrina".
Font: Alejandro Porto
Aquest tipus d'endocitosi li atorga a la cèl·lula un mecanisme per discriminar entre les substàncies que ingressen. A més, incrementa l'eficàcia de l'procés, comparat amb l'endocitosi no discriminativa.
El concepte oposat endocitosi és exocitosi, i comprèn l'alliberament de molècules a el medi extern de les cèl·lules.
Què és l'endocitosi?
Les cèl·lules eucariotes tenen la capacitat de captar molècules provinents de l'medi extracel·lular i incloure-les en l'interior mitjançant un procés trucada endocitosi. El terme és atribuït a l'investigador Christian deDuve. Va ser suggerit en l'any 1963 i incloïa la ingestió d'un ampli rang de molècules.
El fenomen ocorre de la següent manera: la molècula o material a ser ingressat és envoltat per una porció de la membrana citoplasmàtica que posteriorment és invaginada. Així, es forma una vesícula que conté la molècula.
classificació
Depenent de el tipus de material que ingressa, el procés d'endocitosi de classifica en fagocitosi i pinocitosi.
El primer d'ells, la fagocitosi, consisteix en l'acció d'ingerir partícules sòlides. Aquest inclou partícules grans com bacteris, altres cèl·lules intactes o bé deixalles provinents d'altres cèl·lules. En contrast, el terme pinocitosi d'ús per a descriure la ingestió de líquids.
Què és l'endocitosi mediada per receptor?
La endocitosi mediada per receptor és un fenomen cel·lular caracteritzat per l'ingrés de molècules a la cèl·lula de manera selectiva i controlada. Les molècules a entrar són específiques.
Com ho indica el nom de l'procés, la molècula a ingressar és reconeguda per una sèrie de receptors localitzats a la superfície de la cèl·lula. No obstant això, aquests receptors no es troben de manera aleatòria per la membrana. En contrast, la seva ubicació física és ben puntual en regions anomenades "depressions revestides amb clatrina".
Les depressions formen una invaginació partint de la membrana, portant a la formació de vesícules revestides amb clatrina que contenen els receptors i les seves respectives macromolècules unides. A la macromolècula que s'uneix a el receptor se li denomina lligant.
Després de la formació de les petites vesícules de clatrina, ocorre la fusió d'aquestes últimes amb estructures anomenades endosomes primerencs. En aquest pas, el contingut d'l'interior de la vesícula de clatrina és distribuït a diferents regions. Una d'elles són els lisosomes, o bé poden reciclar-se en la membrana plasmàtica.
funcions
Els processos de pinocitosi i fagocitosi tradicionals són de l'tipus no discriminant. És a dir, les vesícules atraparan qualsevol molècula - sòlida o líquida - que es trobi en l'espai extracel·lular i són transportades a la cèl·lula.
La endocitosi mediada per receptors proporciona a la cèl·lula un mecanisme molt selectiu que permet discriminar i augmentar l'eficiència d'internalització de partícules a l'mig cel·lular.
Com veurem més endavant, el procés permet la presa de molècules molt importants com el colesterol, la vitamina B12 i el ferro. Aquestes dues últimes molècules són usades per a la síntesi d'hemoglobina i altres molècules
Desafortunadament, la presència de receptors que intervenen l'endocitosi ha estat explotada per una sèrie de partícules víriques per ingressar a la cèl·lula - per exemple el virus de la influença i de VIH.
procés
Per entendre com ocorre el procés d'endocitosi mediat per receptors, s'ha fet servir la captació de l'colesterol per les cèl·lules de mamífers.
El colesterol és una molècula de naturalesa lipídica amb múltiples funcions, com la modificació de la fluïdesa en les membranes cel·lulars i com a precursor d'hormones esteroides relacionades amb la funció sexual dels organismes.
Model d'endocitosi mediada per receptor: colesterol en mamífers
El colesterol és una molècula altament insoluble en aigua. Per això, el seu transport passa a l'interior de l'torrent sanguini en forma de partícules lipoproteínicas. Dins de les més comunes trobem a la lipoproteïna de baixa densitat, abreujada comunament com LDL - acrònic provinent de les seves sigles en anglès low-density lipoprotein.
Gràcies a estudis realitzats al laboratori, es va poder concloure que l'ingrés de la molècula d'LDL a la cèl·lula passa per la unió a un receptor específic de la superfície cel·lular localitzat en les depressions revestides de clatrina.
L'interior dels endosomes amb el LDL és àcid, el que permet la dissociació de la molècula d'LDL i el seu receptor.
Després de separar, el destí dels receptors és ser reciclat en la membrana plasmàtica, mentre que el LDL segueix amb el seu transport ara en els lisosomes. A l'interior, el LDL és hidrolitzat per enzims específics generant el colestarol.
Finalment, el colesterol és alliberat i la cèl·lula pot prendre-ho i usar-lo en les diferents tasques on sigui requerit, com les membranes.
Què passa quan el sistema falla?
Hi ha una condició hereditària anomenada hipercolesterolèmia familiar. Un dels símptomes d'aquesta patologia són els nivells alts de colesterol. Aquest desordre apareix per una incapacitat d'introduir la molècula de LDL des dels fluids extracel·lulars a les cèl·lules. Els pacients exhibeixen mutacions petites en els receptors.
Després del descobriment de la malaltia, es va aconseguir identificar que en cèl·lules sanes existia un receptor encarregat d'intervenir l'entrada de l'LDL, que s'acumula és depressions mòbils puntuals.
En alguns casos, els pacients eren capaços de reconèixer la LDL, però els seus receptors no es trobaven en les depressions revestides. Aquest fet va portar a el reconeixement de la importància de les depressions revestides en el procés d'endocitosi.
Endocitosi independent de clatrina
Les cèl·lules també tenen vies que permeten l'execució d'endocitosi sense la participació de la clatrina. Entre aquestes vies ressalten les molècules unides a les membranes i fluids que poden ser endocitados malgrat l'absència de clatrina.
Les molècules que ingressen per aquesta via penetren usant invaginacions petites anomenades caveoles ubicades a la membrana plasmàtica.
referències
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Essential cell biology. Garland Science.
- Cooper, GM, & Hausman, RE (2007). The cell: a molecular approach. Washington, DC, Sunderland, MA.
- Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitation to biology. Macmillan.
- Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Animal physiology. Sinauer Associates.
- Karp, G. (2009). Cell and molecular biology: concepts and experiments. John Wiley & Sons.
- Kierszenbaum, A EL (2012). Histologia i biologia cel·lular. Elsevier Brasil.
- Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Bioquímica: text i atles. Ed. Mèdica Panamericana.
- Lodish et, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP,… & Matsudaira, P. (2008). Molecular cell biology. Macmillan.
- Voet, D., & Voet, JG (2006). Bioquímica. Ed. Mèdica Panamericana.