Biología (08) · Unidad 3 — Metabolismo y membrana
Endocitosis, fagocitosis y exocitosis
Lo que es demasiado grande para cruzar por una proteína entra o sale envuelto en membrana. En la endocitosis la membrana se hunde y forma una vesícula hacia adentro (fagocitosis si son partículas grandes, pinocitosis si es líquido, mediada por receptor si es una molécula elegida); en la exocitosis una vesícula se fusiona con la membrana y suelta su contenido afuera. Funciona porque la membrana es fluida.
La explicación
El problema: lo que no entra por ninguna puerta
Un canal deja pasar un ion; un transportador, una glucosa. Pero un glóbulo blanco tiene que comerse una bacteria entera, y una célula del páncreas tiene que sacar millones de moléculas de enzima por minuto. Para eso no hay proteína que alcance: la célula envuelve lo que entra o lo que sale en un pedazo de su propia membrana.
Esto se llama transporte en masa o transporte por vesículas. Una vesícula es una bolsita de membrana. Siempre gasta energía: la célula tiene que deformar la membrana, moverla con el citoesqueleto y fusionarla.
Por qué la membrana se deja
Si la membrana fuera rígida, sería imposible. Pero es fluida (tema 3.2): sus fosfolípidos se desplazan, la bicapa se curva y, cuando se cierra una vesícula, los bordes se vuelven a sellar solos, porque una bicapa con un borde abierto dejaría colas tocando agua. Por la misma razón, una vesícula que toca otra membrana puede fusionarse con ella: las dos bicapas se vuelven una sola.
Endocitosis: hacia adentro
La membrana se hunde, rodea el material y se cierra formando una vesícula en el citoplasma. Hay tres formas:
Pinocitosis («beber»): la membrana forma vesículas chicas que atrapan un poco del líquido de afuera, con lo que tenga disuelto. No elige: entra lo que haya. La hacen casi todas las células, todo el tiempo.
Endocitosis mediada por receptor: la célula atrapa una molécula específica. Esa molécula se une a sus receptores de la membrana, que se juntan en una zona tapizada por dentro con una proteína, la clatrina. Esa zona se hunde (una «fosita recubierta») y forma una vesícula llena de la molécula elegida. Así entra a las células el colesterol que viaja en la sangre dentro de las LDL.
El caso del colesterol muestra por qué importan los receptores: hay personas que nacen con receptores de LDL que no funcionan bien (la hipercolesterolemia familiar). Sus células no captan el colesterol y éste se queda en la sangre. Lo estudiaron Brown y Goldstein.
1. ¿Una partícula grande, con seudópodos? Fagocitosis.
2. ¿Gotitas de líquido, sin elegir? Pinocitosis.
3. ¿Una molécula determinada, que se une a receptores y a clatrina? Mediada por receptor.
Exocitosis: hacia afuera
Una vesícula que viene de adentro de la célula se acerca a la membrana plasmática, se fusiona con ella y suelta su contenido afuera. Lo que estaba en la membrana de la vesícula queda formando parte de la membrana plasmática.
Regulada: las vesículas esperan llenas, cerca de la membrana, hasta que llega una señal (casi siempre una subida de calcio en el citosol). Así sale la insulina del páncreas cuando sube el azúcar en sangre, los neurotransmisores de una neurona cuando llega un impulso, y las enzimas digestivas del páncreas cuando se come.
De dónde vienen esas vesículas (del retículo y del Golgi) es el tema de la unidad 4.
El balance de membrana
Cada exocitosis le agrega membrana a la superficie; cada endocitosis le saca. Una célula que secreta mucho agregaría membrana sin parar si no la recuperara. Por eso las dos cosas se compensan: la membrana va y viene entre la superficie y el interior, y el tamaño de la célula se mantiene. También por eso la membrana de las organelas no se «gasta» al formar vesículas: la recuperan.
1. ¿El material entra o sale? Entra: endocitosis. Sale: exocitosis.
2. Si entra, ¿qué tamaño tiene y cómo se elige? Elegí entre fagocitosis, pinocitosis y mediada por receptor.
3. Si sale, ¿espera una señal? Regulada. ¿Sale todo el tiempo? Constitutiva.
4. Para el área: la membrana de la vesícula se suma (exocitosis) o se resta (endocitosis) a la superficie.
Una persona se clava una astilla y a las pocas horas la zona está hinchada. Llegan glóbulos blancos (neutrófilos) y se comen las bacterias que entraron. Al mismo tiempo, las células de la zona toman colesterol de la sangre, y las de la piel siguen tomando gotitas de líquido. ¿Qué tipo de transporte hace cada una? ¿Qué le pasa a la membrana del neutrófilo?
Tres procesos que entran a la célula: tres formas de endocitosis.
2. El colesterol. Viaja en la sangre dentro de las LDL, que se unen a receptores específicos de la membrana. La zona se recubre de clatrina, se hunde y forma una vesícula: endocitosis mediada por receptor. Es selectiva: entra lo que tiene receptor.
3. Las gotitas de líquido. Vesículas chicas que toman lo que haya: pinocitosis. No elige.
4. La membrana del neutrófilo. Cada fagosoma se hace con un pedazo de la membrana plasmática: la superficie pierde membrana. El neutrófilo la repone, entre otras cosas, con exocitosis de vesículas internas. Lo que lo permite es la fluidez de la bicapa.
Dónde se pierde el punto: en llamar fagocitosis a la entrada del colesterol porque «la célula se lo come». Lo que la define es el receptor y la vesícula chica recubierta.
Una célula del páncreas secreta enzimas digestivas sólo cuando se come, y sin embargo sus vesículas llenas de enzima están siempre listas. Otra célula de la piel larga componentes de la matriz todo el tiempo. Si las dos secretan por exocitosis, ¿en qué se diferencian, y por qué ninguna de las dos crece sin parar?
Las dos hacen exocitosis, pero con distinto control.
La célula de la piel. Sus vesículas se fusionan apenas llegan a la membrana, sin esperar: exocitosis constitutiva. La matriz se renueva de manera continua.
Por qué no crecen sin parar. Cada exocitosis suma a la superficie la membrana de la vesícula. Si no se recuperara, la célula se agrandaría con cada secreción. La endocitosis devuelve esa membrana al interior, donde se vuelve a usar. El tamaño se mantiene porque las dos cosas están en equilibrio.
Dónde se pierde el punto: en creer que la exocitosis «tira» la membrana de la vesícula afuera. La membrana no sale: se incorpora a la membrana plasmática.
Dónde se cae la mayoría
- Confundir fagocitosis con pinocitosis. Fagocitosis es tragar partículas grandes con seudópodos; pinocitosis, tomar gotitas de líquido sin elegir.
- Creer que el transporte por vesículas no gasta energía porque no usa una bomba. Deformar, mover y fusionar membrana cuesta ATP.
- Pensar que la endocitosis mediada por receptor es fagocitosis. Atrapa moléculas específicas, como las LDL, en vesículas chicas recubiertas de clatrina.
- Olvidar que la exocitosis agrega membrana a la superficie. La membrana de la vesícula pasa a ser parte de la membrana plasmática; la endocitosis la recupera.
- Confundir exocitosis regulada con constitutiva. La regulada espera una señal (la insulina, los neurotransmisores); la constitutiva sale todo el tiempo.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Endocitosis, fagocitosis y exocitosis →Dónde entra este tema en el parcial
- Primer parcial — La célula que fabrica moco10 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 3
Metabolismo y membrana