Endocitosis y exocitosis a través de la membrana celular

Endocitosis

Imaginemos por un segundo que cada una de sus células tiene un apetito gigante. Quizás una célula en particular tenga adicción al chocolate. ¿Te imaginas lo que podría pasar si esta celda viera un plato de brownies? ¿Qué tal un batido de chocolate? ¿Podría una célula encontrar una forma de transportar eso a través de su membrana celular ? Bueno, donde hay voluntad, hay una manera. Si tu celular es tan adicto al chocolate como lo estamos describiendo, es posible que pueda resolver algo, aunque no tenga una boca como tú y yo.

Hemos hablado de los mecanismos de transporte activos y pasivos que se utilizan para mover sustancias a través de la membrana celular. En esta lección, nos centraremos en métodos de transporte adicionales que permiten que algunas células “coman” o “beban” su entorno. Además, discutiremos cómo una célula digiere estos elementos y qué sucede con la comida sobrante que no se puede digerir en absoluto.

Para poder devorar sustancias en su entorno, una célula realmente se tragará su entorno, doblando su membrana celular alrededor de lo que quiera ingerir como si estuviera dando un mordisco gigante. Este proceso se llama endocitosis o la importación de moléculas y partículas a la célula al doblar la membrana celular hacia adentro. El prefijo ‘endo-‘ significa ‘dentro’. Durante la endocitosis, se forman vesículas o brotes circulares compuestos de membrana alrededor de la sustancia que se va a digerir. Estas vesículas luego se transportan al citoplasma.

Tres tipos de endocitosis

Hay tres tipos de endocitosis. Primero está la fagocitosis. La fagocitosis proviene de la palabra griega para “devorar”. Es el proceso en el que las moléculas grandes u otras células se comen envolviéndolas. En la fagocitosis, la membrana celular se pliega alrededor del objeto que se va a comer, creando una vesícula que luego puede internalizarse. Por ejemplo, un glóbulo blanco en su sistema inmunológico puede comerse una bacteria extraña entera, ¡de un bocado!

Durante la fagocitosis, la membrana celular se pliega alrededor del objeto y lo envuelve.

Un segundo tipo de endocitosis es la pinocitosis , que proviene de la palabra griega para “beber”. Es el proceso en el que una célula absorbe pequeñas sustancias y líquidos disueltos. La pinocitosis es similar a la fagocitosis. Ambos procesos permiten que las células absorban sustancias del entorno de forma no específica al envolverlas con su membrana. Sin embargo, en la pinocitosis, las vesículas más pequeñas absorben líquido y solutos disueltos en ese líquido, como los pequeños cuadrados que se ven a continuación, en lugar de moléculas grandes. Por ejemplo, las células que rodean los capilares sanguíneos realizan pinocitosis para “beber” la sangre y, al mismo tiempo, absorben los solutos que se disuelven dentro de la sangre.

Durante la pinocitosis se absorben pequeñas moléculas.

En un tercer tipo de endocitosis, la membrana celular también se pliega alrededor de un sustrato para engullirlo e internalizarlo. Sin embargo, en la endocitosis mediada por receptores , este es un proceso que reconoce y se dirige a un sustrato específico mediante la ayuda de proteínas de membrana integrales en la superficie de la membrana celular. Aquí, las proteínas integrales de membrana llamadas proteínas receptoras reconocen y se unen a un objetivo específico, como las estrellas que se ven a continuación. En este ejemplo, estas proteínas receptoras no reconocerían ni se unirían a objetos que no fueran estrellas, como los cuadrados. Cuando una proteína receptora se une a un objetivo, le indica a la membrana celular que encierre al objetivo y lo internalice dentro de una vesícula especializada.

Durante la endocitosis mediada por receptores, se absorben sustratos específicos.

La fagocitosis y la pinocitosis son métodos inespecíficos de endocitosis. Comerían cualquier tipo de chocolate. La endocitosis mediada por receptores es específica, es delicada. Sabe exactamente lo que quiere.

Todos los métodos de endocitosis envuelven un sustrato en una vesícula.

Lisosomas

Ya sean específicos o no específicos, todos los métodos de endocitosis internalizan un sustrato en una vesícula, que luego ingresa al citoplasma. Entonces, ¿qué pasa después? Piense en lo que sucede cuando come o bebe algo. Viaja hasta el estómago, donde luego es digerido por enzimas en el ambiente ácido de su estómago.

Lo que sucede después de la endocitosis no es tan diferente. Las vesículas se fusionan con estructuras llamadas lisosomas. Un lisosoma es una estructura dentro de la célula que contiene enzimas digestivas. El lisosoma es ácido en comparación con el resto de la célula porque las proteínas de membrana integrales en la membrana que rodea al lisosoma bombean protones hacia este espacio. Las enzimas digestivas dentro del lisosoma funcionan de manera óptima a este pH más bajo.

Tanto una vesícula como un lisosoma están hechos de una bicapa de fosfolípidos, lo que permite que estas dos estructuras se fusionen en una. Los lisosomas pueden descomponer los alimentos y el material extraño de estas vesículas utilizando sus enzimas digestivas. Además, los lisosomas también pueden descomponer moléculas que se originaron en la célula, como proteínas o incluso estructuras celulares completas. El material digerido de un lisosoma puede luego ser reutilizado o reciclado por la célula. Por lo tanto, ¡el lisosoma es tanto el triturador de basura como el contenedor de reciclaje, todo en uno!

Exocitosis

Quizás se pregunte qué sucede con las sustancias que la célula no puede reutilizar o reciclar. Ya sea algo que se originó fuera de la célula o algo que se originó dentro de la célula, hay algunas cosas que un lisosoma simplemente no puede digerir. ¿Qué pasa con este material? No es muy diferente de lo que le sucede a nuestro material no digerido: la célula necesita deshacerse de él.

Para ello, la célula realiza la exocitosis , o la exportación de sustancias de la célula a través de una vesícula que se fusiona con la membrana celular. En este proceso, las partículas que no pueden ser digeridas por un lisosoma son transportadas por una vesícula a la membrana celular. Debido a que estas vesículas están formadas por la misma bicapa de fosfolípidos que una membrana celular, pueden fusionarse con la membrana celular y liberar su contenido fuera de la célula. La vesícula luego se convierte en parte de la membrana celular.

La exocitosis elimina los desechos que la célula no puede digerir.

La exocitosis saca la basura, pero es importante tener en cuenta que la exocitosis no solo mantiene las cosas ordenadas en la célula. La exocitosis también se puede utilizar para transportar cosas útiles a la membrana celular y al espacio extracelular. La exocitosis se utiliza para agregar nuevas proteínas integrales de membrana, fosfolípidos y otros componentes de la membrana a la membrana celular. Las vesículas con nuevas proteínas integrales de membrana en sus bicapas de fosfolípidos pueden fusionarse con la membrana celular. A medida que las dos membranas se vuelven una, las nuevas proteínas integrales de la membrana pasan a formar parte de la membrana celular.

Además, todos los fosfolípidos y otros componentes de la membrana de la vesícula pasan a formar parte de la membrana celular. Esta es una excelente manera de refrescar la membrana celular con nuevas partes. La exocitosis también puede liberar productos útiles creados por su célula en el espacio extracelular. Por ejemplo, las células del páncreas producen enzimas digestivas que se secretan fuera de las células pancreáticas por exocitosis.

Resumen de la lección

En resumen, la endocitosis es la importación de moléculas y partículas en la célula al doblar la membrana celular hacia adentro para formar vesículas. Hay tres tipos de endocitosis. La fagocitosis es una “ingestión” celular inespecífica de grandes sustancias. La pinocitosis es un “beber” celular inespecífico de líquidos y sustancias disueltas. La endocitosis mediada por receptores es la endocitosis específica de sustratos reconocidos por las proteínas receptoras en la membrana celular.

Las vesículas que contienen sustancias internalizadas por endocitosis pueden fusionarse con el lisosoma , que es una estructura que puede digerir sustancias que se originan desde el exterior o el interior de la célula. Las sustancias que el lisosoma no puede digerir se liberan de la célula durante la exocitosis , que es el proceso que secreta material fuera de la célula a través de una vesícula que se fusiona con la membrana celular. Recuerde que la exocitosis puede liberar material no digerido o material nuevo creado por la célula, además de agregar nuevos componentes de membrana a la membrana celular.

Los resultados del aprendizaje

Al final de este video, podrá:

• Definir los tres tipos de endocitosis
• Explica la función de los lisosomas.
• Discutir la importancia de la exocitosis.