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Una definición y explicación de los pasos en la endocitosis

Una definición y explicación de los pasos en la endocitosis



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Endocitosis es el proceso por el cual las células internalizan sustancias de su entorno externo. Es cómo las células obtienen los nutrientes que necesitan para crecer y desarrollarse. Las sustancias internalizadas por endocitosis incluyen fluidos, electrolitos, proteínas y otras macromoléculas. La endocitosis es también uno de los medios por los cuales los glóbulos blancos del sistema inmune capturan y destruyen los posibles patógenos, incluidas las bacterias y los protistas. El proceso de endocitosis se puede resumir en tres pasos básicos.

Los pasos básicos de la endocitosis

  1. La membrana plasmática se pliega hacia adentro (invagina) formando una cavidad que se llena con líquido extracelular, moléculas disueltas, partículas de alimentos, materias extrañas, patógenos u otras sustancias.
  2. La membrana plasmática se pliega sobre sí misma hasta que los extremos de la membrana plegada se encuentran. Esto atrapa el líquido dentro de la vesícula. En algunas células, también se forman canales largos que se extienden desde la membrana hasta el citoplasma.
  3. La vesícula se separa de la membrana cuando los extremos de la membrana plegada se fusionan. La vesícula internalizada es procesada por la célula.

Hay tres tipos principales de endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptores. Fagocitosis También se llama "comer células" e implica la ingesta de material sólido o partículas de alimentos. Pinocitosis, también llamado "consumo de células", implica la ingesta de moléculas disueltas en líquido. Endocitosis mediada por receptores implica la ingesta de moléculas en función de su interacción con los receptores en la superficie de una célula.

La membrana celular y la endocitosis

Enciclopedia Británica / UIG / Getty Images

Para que ocurra la endocitosis, las sustancias deben estar encerradas dentro de una vesícula formada a partir de la membrana celular, o membrana de plasma. Los componentes principales de esta membrana son proteínas y lípidos, que ayudan en la flexibilidad de la membrana celular y el transporte de moléculas. Los fosfolípidos son responsables de formar una barrera de doble capa entre el entorno celular externo y el interior de la célula. Los fosfolípidos tienen hidrofílico (atraído por el agua) cabezas y hidrofóbico (repelido por el agua) colas. Cuando entran en contacto con el líquido, se disponen espontáneamente de modo que sus cabezas hidrofílicas miren hacia el citosol y el fluido extracelular, mientras que sus colas hidrofóbicas se alejan del fluido hacia la región interna de la membrana de la bicapa lipídica.

La membrana celular es semipermeable, lo que significa que solo ciertas moléculas pueden difundirse a través de la membrana. Las sustancias que no pueden difundirse a través de la membrana celular deben ser ayudadas a través de procesos de difusión pasiva (difusión facilitada), transporte activo (requiere energía) o por endocitosis. La endocitosis implica la eliminación de porciones de la membrana celular para la formación de vesículas y la internalización de sustancias. Para mantener el tamaño de la celda, los componentes de la membrana deben reemplazarse. Esto se logra mediante el proceso de exocitosis. Frente a la endocitosis, exocitosis implica la formación, transporte y fusión de vesículas internas con la membrana celular para expulsar sustancias de la célula.

Fagocitosis

Juergen Berger / Science Photo Library / Getty Image

Fagocitosis Es una forma de endocitosis que implica la absorción de grandes partículas o células. La fagocitosis permite que las células inmunes, como los macrófagos, eliminen al cuerpo de bacterias, células cancerosas, células infectadas por virus u otras sustancias nocivas. También es el proceso por el cual organismos como las amebas obtienen alimentos de su entorno. En la fagocitosis, la célula fagocítica o fagocito debe poder unirse a la celda objetivo, internalizarla, degradarla y expulsar la basura. Este proceso, como ocurre en las células inmunes, se describe a continuación.

Pasos básicos de la fagocitosis

  • Detección: El fagocito detecta el antígeno (sustancia que provoca una respuesta inmune), como una bacteria, y se mueve hacia la célula objetivo.
  • Adjunto archivo: El fagocito hace contacto y se adhiere a la bacteria. Esta unión inicia la formación de seudopodia (extensiones de la célula) que rodean la bacteria.
  • Ingestión: La bacteria rodeada está encerrada dentro de una vesícula formada cuando las membranas de los seudopodios se fusionan. Esta vesícula con bacteria encerrada, llamada fagosoma, es internalizado por el fagocito.
  • Fusión: El fagosoma se fusiona con un orgánulo llamado lisosoma y se conoce como fagolisosoma. Los lisosomas contienen enzimas que digieren material orgánico. La liberación de enzimas digestivas dentro del fagolisosoma degrada la bacteria.
  • Eliminación: El material degradado es expulsado de la célula por exocitosis.

La fagocitosis en los protistas ocurre de manera similar y más común, ya que es el medio por el cual estos organismos obtienen alimentos. La fagocitosis en humanos solo es realizada por células inmunes especializadas.

Pinocitosis

FancyTapis / iStock / Getty Images Plus

Si bien la fagocitosis implica comer células, pinocitosis implica el consumo de células. Los líquidos y nutrientes disueltos son llevados a una célula por pinocitosis. Los mismos pasos básicos de la endocitosis se utilizan en la pinocitosis para internalizar las vesículas y para transportar partículas y líquido extracelular dentro de la célula. Una vez dentro de la célula, la vesícula puede fusionarse con un lisosoma. Las enzimas digestivas del lisosoma degradan la vesícula y liberan su contenido en el citoplasma para que la célula lo use. En algunos casos, la vesícula no se fusiona con un lisosoma, sino que viaja a través de la célula y se fusiona con la membrana celular en el otro lado de la célula. Este es un medio por el cual una célula puede reciclar proteínas y lípidos de la membrana celular.

La pinocitosis es inespecífica y ocurre por dos procesos principales: micropinocitosis y macropinocitosis. Como sugieren los nombres, micropinocitosis implica la formación de pequeñas vesículas (0,1 micrómetros de diámetro), mientras que macropinocitosis implica la formación de vesículas más grandes (0.5 a 5 micrómetros de diámetro). La micropinocitosis ocurre en la mayoría de los tipos de células del cuerpo y las pequeñas vesículas se forman al brotar de la membrana celular. Vesículas micropinocitóticas llamadas Caveolae se descubrieron por primera vez en el endotelio de los vasos sanguíneos. La macropinocitosis se observa típicamente en los glóbulos blancos. Este proceso difiere de la micropinocitosis en que las vesículas no se forman por gemación sino por volantes de la membrana plasmática. Los volantes son porciones extendidas de la membrana que se proyectan en el líquido extracelular y luego se pliegan sobre sí mismas. Al hacerlo, la membrana celular recoge el líquido, forma una vesícula y empuja la vesícula hacia la célula.

Endocitosis mediada por receptor

Enciclopedia Británica / UIG / Getty Images

Endocitosis mediada por receptores es el proceso utilizado por las células para la internalización selectiva de moléculas específicas. Estas moléculas se unen a receptores específicos en la membrana celular antes de que se internalicen por endocitosis. Los receptores de membrana se encuentran en regiones de la membrana plasmática recubiertas con la proteína claterina conocida como hoyos recubiertos de clatherine. Una vez que la molécula específica se une al receptor, las regiones del hoyo se internalizan y se forman vesículas recubiertas de clatherina. Después de fusionarse con temprano endosomas (sacos unidos a la membrana que ayudan a clasificar el material internalizado), el revestimiento de clatherina se elimina de las vesículas y el contenido se vacía en la célula.

Pasos básicos de la endocitosis mediada por receptor

  • La molécula especificada se une a un receptor en la membrana plasmática.
  • El receptor unido a la molécula migra a lo largo de la membrana a una región que contiene un hoyo recubierto de clatherina.
  • Después de que los complejos molécula-receptor se acumulan en el hoyo recubierto de clatherina, la región del hoyo forma una invaginación que se internaliza por endocitosis.
  • Se forma una vesícula recubierta de clatherina, que encapsula el complejo ligando-receptor y el líquido extracelular.
  • La vesícula recubierta de clatherine se fusiona con un endosoma en el citoplasma y se retira el recubrimiento de clatherine.
  • El receptor puede encerrarse en una membrana lipídica y reciclarse nuevamente a la membrana plasmática.
  • Si no se recicla, la molécula especificada permanece en el endosoma y el endosoma se fusiona con un lisosoma.
  • Las enzimas lisosómicas degradan la molécula especificada y entregan los contenidos deseados al citoplasma.

Se cree que la endocitosis mediada por receptores es más de cien veces más eficiente en la absorción de moléculas selectivas que la pinocitosis.

Endocitosis Puntos clave

  • Durante la endocitosis, las células internalizan sustancias de su entorno externo y obtienen los nutrientes que necesitan para crecer y desarrollarse.
  • Los tres tipos principales de endocitosis son fagocitosis, pinocitosis y endocitosis mediada por receptores.
  • Para que ocurra la endocitosis, las sustancias deben estar encerradas dentro de una vesícula formada a partir de la membrana celular (plasma).
  • La fagocitosis también se conoce como "comer células". Es el proceso utilizado por las células inmunes para librar al cuerpo de elementos nocivos y por las amebas para obtener alimentos.
  • En la pinocitosis, las células "beben" líquidos y nutrientes disueltos en un proceso similar al de la fagocitosis.
  • La endocitosis mediada por receptores es un proceso mucho más eficiente que la pinocitosis para internalizar moléculas específicas.

Fuentes

  • Cooper, Geoffrey M. "Endocitosis".La célula: un enfoque molecular. 2da edición., Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., 1 de enero de 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9831/.
  • Lim, Jet Phey y Paul A Gleeson. "Macropinocitosis: una vía endocítica para internalizar tragos grandes".Inmunología y Biología Celularvol. 89, no. 8, 2011, pp. 836-843., Doi: 10.1038 / icb.2011.20.
  • Rosales, Carlos y Eileen Uribe-Querol. "Fagocitosis: un proceso fundamental en la inmunidad".BioMed Research International, Hindawi, 12 de junio de 2017, www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5485277/.