Los endosomas son un tipo especial de transporte en la célula. Primero que nada, es recomendable estudiar el proceso del que forman parte, la endocitosis.
La endocitosis es un proceso mediante el cual, la célula capta una sustancia, molécula o incluso hasta otras células
Hay tres tipos de endocitosis, la fagocitosis, que es un proceso regulado, la pinocitosis, que es un proceso continuo y la endocitosis mediada por receptor.
Fagocitosis: Es necesaria la presencia de receptores. Es común en células como el macrófago y el neutrófilo, al detectar el complejo microorganismo-anticuerpo, componentes del complemento o células apoptóticas. Una vez detectado el complejo, salen desde la membrana del macrófago o neutrofilo, los pseudópodos, que son una especie de brazos o prolongaciones de la membrana, que finalmente engloban al complejo para introducirlo y luego degradarlo.
Pinocitosis: Ocurre en casi todas las células eucariontes y es un proceso constante. Consiste en la ingestión de membrana plasmática por medio de vesículas endocíticas, a traves de depresiones de la membrana. Los trozos de ésta, que son ingeridos, son restituidos posteriormente por medio de exocitosis.
Endocitosis mediada por receptor: Es similar a la pinocitosis, con la diferencia de que es necesaria la presencia de un ligando que se una a un determinado receptor para que luego se pueda formar la vesícula endocítica.
En este caso nos centraremos en esta última, por ser la endocitosis donde forman parte los endosomas. Para que se de comienzo a esta endocitosis, es necesaria la presencia de las llamadas depresiones revestidas de clatrina. Éstas son invaginaciones de la membrana plasmática, que ocupan alrededor de un 2% de su area total, y forman continuamente las posteriores vesículas, que de igual manera están recubiertas por clatrina.
Cabe destacar que la clatrina es una proteína encargada de recubrir ciertas vesículas, formando una especie de cesto. La clatrina se desprende de las vesículas justo antes de que éstas se fusionen con los endosomas tempranos.
En la imagen se aprecia la formación de una vesícula endocítica, a partir de una depresión revestida de clatrina en la membrana.
Una vez aclarado este punto, se puede continuar analizando la sucesión de eventos que ocurren en esta endocitosis.
Sucesión de eventos
1. Receptor en depresión revestida de clatrina
2. Macromolécula se une a receptor
3. Formación de vesícula recubierta de clatrina, llevando el complejo receptor-macromolécula
4. Unión con endosomas tempranos (pH~6)
5. Unión con endosomas tardíos (pH~5)
6. Fusión con lisosomas
Primero que nada debe existir un receptor que de alguna manera se introduzca a la depresión. Esto puede ser de dos formas, o bien el receptor está permanentemente en ella, o se introduce luego de un cambio de conformación al recibir a la molécula, partícula o ligando que se necesita introducir.
Ya sea de cualquiera de las dos formas, el receptor está unido al ligando en la depresión revestida de clatrina. Una vez allí, la depresión comienza a cerrarse en su parte superior, hasta lograr formar a la vesícula recubierta de clatrina, que lleva en su interior al complejo receptor-macromolécula.
Una vez formada la vesícula, ésta se desprende de la membrana de la que fue formada, para ir a unirse a los endosomas tempranos, cuya ubicación es en la periferia de la célula, o sea, cerca de la membrana, lo que facilita esta unión. Al encontrarse en este endosoma, que posee un pH relativamente ácido (alrededor de 6) la mayoría de los complejos se separan, y se decide cuál es el destino de los receptores y de los ligandos que no se hayan separado, algunos serán devueltos a la membrana a traves de trrozos del endosoma temprano denominados endosomas de reciclaje mientras que el resto tendrán como destino los lisosomas donde serán degradados.
El material que necesite ser degradado, se separará del endosoma temprano, por medio de fragmentos de él, denominados endosomas de migración, que a su vez poseen vesiculas en su interior, los cuerpos multivesiculares. Estos fragmentos viajarán hasta encontrarse con un compartimiento endosómico tardío, formando el endosoma tardío, que al igual que el endosoma temprano, posee un pH ácido, aunque un poco más bajo, alrededor de 5. Esto le ayuda a dar comienzo al proceso de degradación.
Este endosoma tardío, se fusionará luego con otros compartimientos, las vesículas de transporte, que son enviadas desde la red trans de Golgi, y tienen en su interior hidrolasas. Con esta última unión se da origen a los lisosomas, que conteniendo a las hidrolasas y un pH acido que favorece su función, son un especial y efectivo centro de degradación.
Ya en este punto, se pueden definir los términos de:
Endosoma temprano:
Está ubicado en la periferia de la célula, cercano a la membrana plasmática, lo que le facilita su función, que es recibir a la vesícula endocítica y llevar el complejo receptor-macromolécula al endosoma tardío, además de enviar los endosomas de reciclaje a diferentes sitios de la membrana.
Endosoma tardío:
Está más cercano al núcleo, gracias a lo cual puede recibir, primero que nada a los endosomas de migración, provenientes del endosoma temprano y también las vesículas de transporte con hidrolasas provenientes de la red trans del aparato de Golgi.
Además, ambos endosomas poseen un pH ácido, lo que los ayuda a disociar parte de los complejos receptor-macromolécula, y también a comenzar la degradación de las partículas por favorecer la acción de hidrolasas.
En la imagen, obtenida por microscopía electronica, se pueden ver apuntados con flechas rojas a los lisosomas, que se ven más oscuros, organelos especializados en degradación
Ya llegando al final de la endocitosis mediada por receptor, queda por explicar, cuales son los destinos posibles donde puede llegar un receptor, ya sea solo o con su ligando.
-Reciclaje y retorno al mismo dominio.
-Migración a un dominio diferente (Transcitosis)
-Degradación
En el primero de estos casos, tenemos como ejemplo al receptor de transferrina. La transferrina es una proteína que transporta el fierro en la sangre. Al ser captada por su receptor, es englobada por la depresión e incorporada por medio de la vesícula revestida de clatrina para ser luego llevada al endosoma temprano.
Una vez ahí, el bajo pH del endosoma hace que la trransferrina libere al hierro que transporta. Esta transferrina libre de hierro, pasa a llamarse apotransferrina y continúa unida a su receptor. Luego de esta separación, la apotransferrina y su receptor son llevados por medios de endosomas de reciclaje, de vuelta al mismo dominio de membrana del que venían, para poder ser reutilizados. Así, al estar expuestos al pH neutro del fluido extracelular, se disocia de su receptor y puede volver a captar hierro para comenzar el ciclo nuevamente.
Un segundo destino es por ejemplo, el que siguen los anticuerpos que son ingeridos por la leche materna. En este caso, los anticuerpos son introducidos por endocitosis mediada por receptor en la membrana apical de las células del intestino. Al llegar a los endosomas tempranos, al igual que la apotransferrina y su receptor, son reciclados gracias a los endosomas de reciclaje, pero a diferencia de los anteriores, son llevados a un dominio diferente del que venían, esta vez son llevados al dominio basolateral, donde podrán entrar al torrente sanguineo y ejercer su función.
Por último, los receptores pueden llegar a ser degradados, como es el caso del receptor del EGF, el factor de crecimiento epidérmico, que estimula la división de las células de la epidermis, entre otros tipos celulares. Este receptor, al llegar al endosoma temprano, sigue la ruta hacia el endosoma y así hasta el lisosoma, para luego ser degradado. Cuando esto pasa, disminuye la concentración de receptores de EGF en la membrana, lo que ejerce un proceso regulatorio, de regulación por disminución.
La endocitosis es un proceso mediante el cual, la célula capta una sustancia, molécula o incluso hasta otras células
Hay tres tipos de endocitosis, la fagocitosis, que es un proceso regulado, la pinocitosis, que es un proceso continuo y la endocitosis mediada por receptor.
Fagocitosis: Es necesaria la presencia de receptores. Es común en células como el macrófago y el neutrófilo, al detectar el complejo microorganismo-anticuerpo, componentes del complemento o células apoptóticas. Una vez detectado el complejo, salen desde la membrana del macrófago o neutrofilo, los pseudópodos, que son una especie de brazos o prolongaciones de la membrana, que finalmente engloban al complejo para introducirlo y luego degradarlo.
Pinocitosis: Ocurre en casi todas las células eucariontes y es un proceso constante. Consiste en la ingestión de membrana plasmática por medio de vesículas endocíticas, a traves de depresiones de la membrana. Los trozos de ésta, que son ingeridos, son restituidos posteriormente por medio de exocitosis.
Endocitosis mediada por receptor: Es similar a la pinocitosis, con la diferencia de que es necesaria la presencia de un ligando que se una a un determinado receptor para que luego se pueda formar la vesícula endocítica.
En este caso nos centraremos en esta última, por ser la endocitosis donde forman parte los endosomas. Para que se de comienzo a esta endocitosis, es necesaria la presencia de las llamadas depresiones revestidas de clatrina. Éstas son invaginaciones de la membrana plasmática, que ocupan alrededor de un 2% de su area total, y forman continuamente las posteriores vesículas, que de igual manera están recubiertas por clatrina.
Cabe destacar que la clatrina es una proteína encargada de recubrir ciertas vesículas, formando una especie de cesto. La clatrina se desprende de las vesículas justo antes de que éstas se fusionen con los endosomas tempranos.
En la imagen se aprecia la formación de una vesícula endocítica, a partir de una depresión revestida de clatrina en la membrana.Una vez aclarado este punto, se puede continuar analizando la sucesión de eventos que ocurren en esta endocitosis.
Sucesión de eventos
1. Receptor en depresión revestida de clatrina
2. Macromolécula se une a receptor
3. Formación de vesícula recubierta de clatrina, llevando el complejo receptor-macromolécula
4. Unión con endosomas tempranos (pH~6)
5. Unión con endosomas tardíos (pH~5)
6. Fusión con lisosomas
Primero que nada debe existir un receptor que de alguna manera se introduzca a la depresión. Esto puede ser de dos formas, o bien el receptor está permanentemente en ella, o se introduce luego de un cambio de conformación al recibir a la molécula, partícula o ligando que se necesita introducir.
Ya sea de cualquiera de las dos formas, el receptor está unido al ligando en la depresión revestida de clatrina. Una vez allí, la depresión comienza a cerrarse en su parte superior, hasta lograr formar a la vesícula recubierta de clatrina, que lleva en su interior al complejo receptor-macromolécula.
Una vez formada la vesícula, ésta se desprende de la membrana de la que fue formada, para ir a unirse a los endosomas tempranos, cuya ubicación es en la periferia de la célula, o sea, cerca de la membrana, lo que facilita esta unión. Al encontrarse en este endosoma, que posee un pH relativamente ácido (alrededor de 6) la mayoría de los complejos se separan, y se decide cuál es el destino de los receptores y de los ligandos que no se hayan separado, algunos serán devueltos a la membrana a traves de trrozos del endosoma temprano denominados endosomas de reciclaje mientras que el resto tendrán como destino los lisosomas donde serán degradados.
El material que necesite ser degradado, se separará del endosoma temprano, por medio de fragmentos de él, denominados endosomas de migración, que a su vez poseen vesiculas en su interior, los cuerpos multivesiculares. Estos fragmentos viajarán hasta encontrarse con un compartimiento endosómico tardío, formando el endosoma tardío, que al igual que el endosoma temprano, posee un pH ácido, aunque un poco más bajo, alrededor de 5. Esto le ayuda a dar comienzo al proceso de degradación.
Este endosoma tardío, se fusionará luego con otros compartimientos, las vesículas de transporte, que son enviadas desde la red trans de Golgi, y tienen en su interior hidrolasas. Con esta última unión se da origen a los lisosomas, que conteniendo a las hidrolasas y un pH acido que favorece su función, son un especial y efectivo centro de degradación.
Ya en este punto, se pueden definir los términos de:
Endosoma temprano:
Está ubicado en la periferia de la célula, cercano a la membrana plasmática, lo que le facilita su función, que es recibir a la vesícula endocítica y llevar el complejo receptor-macromolécula al endosoma tardío, además de enviar los endosomas de reciclaje a diferentes sitios de la membrana.
Endosoma tardío:
Está más cercano al núcleo, gracias a lo cual puede recibir, primero que nada a los endosomas de migración, provenientes del endosoma temprano y también las vesículas de transporte con hidrolasas provenientes de la red trans del aparato de Golgi.
Además, ambos endosomas poseen un pH ácido, lo que los ayuda a disociar parte de los complejos receptor-macromolécula, y también a comenzar la degradación de las partículas por favorecer la acción de hidrolasas.
En la imagen, obtenida por microscopía electronica, se pueden ver apuntados con flechas rojas a los lisosomas, que se ven más oscuros, organelos especializados en degradaciónYa llegando al final de la endocitosis mediada por receptor, queda por explicar, cuales son los destinos posibles donde puede llegar un receptor, ya sea solo o con su ligando.
-Reciclaje y retorno al mismo dominio.
-Migración a un dominio diferente (Transcitosis)
-Degradación
En el primero de estos casos, tenemos como ejemplo al receptor de transferrina. La transferrina es una proteína que transporta el fierro en la sangre. Al ser captada por su receptor, es englobada por la depresión e incorporada por medio de la vesícula revestida de clatrina para ser luego llevada al endosoma temprano.
Una vez ahí, el bajo pH del endosoma hace que la trransferrina libere al hierro que transporta. Esta transferrina libre de hierro, pasa a llamarse apotransferrina y continúa unida a su receptor. Luego de esta separación, la apotransferrina y su receptor son llevados por medios de endosomas de reciclaje, de vuelta al mismo dominio de membrana del que venían, para poder ser reutilizados. Así, al estar expuestos al pH neutro del fluido extracelular, se disocia de su receptor y puede volver a captar hierro para comenzar el ciclo nuevamente.
Un segundo destino es por ejemplo, el que siguen los anticuerpos que son ingeridos por la leche materna. En este caso, los anticuerpos son introducidos por endocitosis mediada por receptor en la membrana apical de las células del intestino. Al llegar a los endosomas tempranos, al igual que la apotransferrina y su receptor, son reciclados gracias a los endosomas de reciclaje, pero a diferencia de los anteriores, son llevados a un dominio diferente del que venían, esta vez son llevados al dominio basolateral, donde podrán entrar al torrente sanguineo y ejercer su función.
Por último, los receptores pueden llegar a ser degradados, como es el caso del receptor del EGF, el factor de crecimiento epidérmico, que estimula la división de las células de la epidermis, entre otros tipos celulares. Este receptor, al llegar al endosoma temprano, sigue la ruta hacia el endosoma y así hasta el lisosoma, para luego ser degradado. Cuando esto pasa, disminuye la concentración de receptores de EGF en la membrana, lo que ejerce un proceso regulatorio, de regulación por disminución.
