Endocitosis mediada por receptor: proceso y funciones
La endocitosis mediada por receptor es un fenómeno celular que comprende el ingreso controlado de moléculas específicas al interior de la célula. El material que va a ser ingerido es rodeado de manera progresiva por una pequeña porción de la membrana plasmática hasta haber cubierto toda la sustancia. Luego esta vesícula se desprende al interior celular.
Los receptores que participan en este proceso están localizados en la superficie de la célula en regiones llamadas “depresiones revestidas con clatrina”.
Este tipo de endocitosis le otorga a la célula un mecanismo para discriminar entre las sustancias que ingresan. Además, incrementa la eficacia del proceso, comparado con la endocitosis no discriminativa.
El concepto opuesto endocitosis es exocitosis, y comprende la liberación de moléculas al medio externo de las células.
Índice del artículo
- 1 ¿Qué es la endocitosis?
- 2 ¿Qué es la endocitosis mediada por receptor?
- 3 Funciones
- 4 Proceso
- 5 Endocitosis independiente de clatrina
- 6 Referencias
Las células eucariotas tienen la capacidad de captar moléculas provenientes del medio extracelular e incluirlas en el interior mediante un proceso llamada endocitosis. El término es atribuido al investigador Christian deDuve. Fue sugerido en el año 1963 e incluía la ingestión de un amplio rango de moléculas.
El fenómeno ocurre de la siguiente manera: la molécula o material a ser ingresado es rodeado por una porción de la membrana citoplasmática que posteriormente es invaginada. Así, se forma una vesícula que contiene la molécula.
Dependiendo del tipo de material que ingresa, el proceso de endocitosis de clasifica en fagocitosis y pinocitosis.
El primero de ellos, la fagocitosis, consiste en la acción de ingerir partículas sólidas. Este incluye partículas grandes como bacterias, otras células intactas o bien desechos provenientes de otras células. En contraste, el término pinocitosis de uso para describir la ingestión de líquidos.
La endocitosis mediada por receptor es un fenómeno celular caracterizado por el ingreso de moléculas a la célula de manera selectiva y controlada. Las moléculas a entrar son específicas.
Como lo indica el nombre del proceso, la molécula a ingresar es reconocida por una serie de receptores localizados en la superficie de la célula. Sin embargo, estos receptores no se encuentran de manera aleatoria por la membrana. En contraste, su ubicación física es bien puntual en regiones llamadas “depresiones revestidas con clatrina”.
Las depresiones forman una invaginación partiendo de la membrana, llevando a la formación de vesículas revestidas con clatrina que contienen a los receptores y sus respectivas macromoléculas unidas. A la macromolécula que se une al receptor se le denomina ligando.
Tras la formación de las pequeñas vesículas de clatrina, ocurre la fusión de estas últimas con estructuras llamadas endosomas tempranos. En este paso, el contenido del interior de la vesícula de clatrina es distribuido a distintas regiones. Una de ellas son los lisosomas, o bien pueden reciclarse en la membrana plasmática.
Los procesos de pinocitosis y fagocitosis tradicionales son del tipo no discriminante. Es decir, las vesículas atraparán cualquier molécula – sólida o líquida – que se encuentre en el espacio extracelular y son transportadas a la célula.
La endocitosis mediada por receptores proporciona a la célula un mecanismo muy selectivo que permite discriminar y aumentar la eficiencia de internalización de partículas al medio celular.
Como veremos más adelante, el proceso permite la toma de moléculas muy importantes como el colesterol, la vitamina B12 y el hierro. Estas dos últimas moléculas son usadas para la síntesis de hemoglobina y otras moléculas
Desafortunadamente, la presencia de receptores que median la endocitosis ha sido explotada por una serie de partículas víricas para ingresar a la célula – por ejemplo el virus de la influenza y del VIH.
Para entender cómo ocurre el proceso de endocitosis mediado por receptores, se ha usado la captación del colesterol por las células de mamíferos.
El colesterol es una molécula de naturaleza lipídica con múltiples funciones, como la modificación de la fluidez en las membranas celulares y como precursor de hormonas esteroides relacionadas con la función sexual de los organismos.
El colesterol es una molécula altamente insoluble en agua. Por ello, su transporte ocurre en el interior del torrente sanguíneo en forma de partículas lipoproteínicas. Dentro de las más comunes encontramos a la lipoproteína de baja densidad, abreviada comúnmente como LDL – acrónico proveniente de sus siglas en inglés low-density lipoprotein.
Gracias a estudios realizados en el laboratorio, se pudo concluir que el ingreso de la molécula de LDL a la célula ocurre por la unión a un receptor específico de la superficie celular localizado en las depresiones revestidas de clatrina.
El interior de los endosomas con el LDL es ácido, lo que permite la disociación de la molécula de LDL y su receptor.
Tras separarse, el destino de los receptores es ser reciclado en la membrana plasmática, mientras que el LDL sigue con su transporte ahora en los lisosomas. En su interior, el LDL es hidrolizado por enzimas específicas generando el colestarol.
Por último, el colesterol es liberado y la célula puede tomarlo y usarlo en las distintas tareas donde sea requerido, como las membranas.
Existe una condición hereditaria denominada hipercolesterolemia familiar. Uno de los síntomas de dicha patología son los niveles altos de colesterol. Este desorden aparece por una incapacidad de introducir la molécula de LDL desde los fluidos extracelulares a las células. Los pacientes exhiben mutaciones pequeñas en los receptores.
Tras el descubrimiento de la enfermedad, se logró identificar que en células sanas existía un receptor encargado de mediar la entrada del LDL, que se acumula es depresiones celulares puntuales.
En algunos casos, los pacientes eran capaces de reconocer la LDL, pero sus receptores no se encontraban en las depresiones revestidas. Este hecho llevó al reconocimiento de la importancia de las depresiones revestidas en el proceso de endocitosis.
Las células también tienen vías que permiten la ejecución de endocitosis sin la participación de la clatrina. Entre estas vías resaltan las moléculas unidas a las membranas y fluidos que pueden ser endocitados a pesar de la ausencia de clatrina.
Las moléculas que ingresan por esta vía penetran usando invaginaciones pequeñas llamadas caveolas ubicadas en la membrana plasmática.
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2013). Essential cell biology. Garland Science.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2007). The cell: a molecular approach. Washington, DC, Sunderland, MA.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation to biology. Macmillan.
- Hill, R. W., Wyse, G. A., Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Animal physiology. Sinauer Associates.
- Karp, G. (2009). Cell and molecular biology: concepts and experiments. John Wiley & Sons.
- Kierszenbaum, A. L. (2012). Histologia e biologia celular. Elsevier Brasil.
- Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Bioquímica: texto y atlas. Ed. Médica Panamericana.
- Lodish, H., Berk, A., Darnell, J. E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., … & Matsudaira, P. (2008). Molecular cell biology. Macmillan.
- Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Bioquímica. Ed. Médica Panamericana.