Imagine uma doença genética, que faz com que um indivíduo perde a capacidade de digerir alimentos, produzir lágrimas, transmitir os sinais nervosos, e eliminar a infecção bacteriana. Cada um destes diversos sintomas pode ser causado pela perda de uma única função celular: transporte intracelular de vesículas. No transporte vesicular, sacos fechados por membrana lipídica, ou vesículas, fluidos de transporte contendo pequenas e grandes moléculas entre o espaço extracelular e as organelas celulares internas.Como bombas proteicas, o transporte vesicular é um processo de transporte ativo que utiliza moléculas de energia celular, como ATP, para alimentar o transporte de moléculas de um local para outro em organismos vivos. Ao contrário das bombas de proteína de membrana que transportam pequenas moléculas individualmente, as vesículas transportam volumes significativos de fluido celular e materiais como um grupo. Organismos vivos usam vesículas para uma variedade de funções, incluindo a liberação de moléculas especiais, tais como enzimas digestivas, internalização de grandes objetos, tais como partículas LDL contendo colesterol, e combate à infecção por engolir bactérias. Três vias de transporte vesicular são exocitose, endocitose e transporte intracelular.
na exocitose, uma célula fornece moléculas, fluidos e materiais grandes específicos para o fluido fora da célula. O termo exocitose deriva do movimento para fora (“exo -“) da célula (“- CITO -“) por um processo (“- osis”). A exocitose começa quando vesículas especializadas dentro de uma célula se movem em direção à membrana plasmática. As vesículas exocíticas fundem-se com os lípidos na membrana plasmática, criando uma abertura para o espaço extracelular. O conteúdo interno das vesículas exocíticas é liberado no fluido extracelular enquanto o conteúdo das membranas vesiculares se torna parte da membrana celular externa.
a exocitose fornece moléculas especiais para locais-alvo fora da célula. Em seres humanos, células especializadas secretam enzimas digestivas para o parto no estômago e intestino delgado e células da glândula endócrina segregam hormônios no sangue para o parto para órgãos alvo. Como as membranas vesiculares exocíticas se fundem na membrana plasmática, novas moléculas lipídicas e proteínas da membrana plasmática são entregues através de exocitose para aumentar a célula ou melhorar a função. Em resposta aos sinais de insulina, os novos transportadores de glucose são sintetizados e adicionados às membranas plasmáticas por exocitose das vesículas que contêm as novas proteínas portadoras.
Em endocitose, de células internalizar uma pequena secção da membrana plasmática para engolir moléculas e partículas grandes, incluindo microorganismos, entregando o conteúdo de organelas celulares. O termo endocitose significa tomar dentro (“endo”) a célula por um processo. Existem duas formas principais de endocitose: fagocitose e pinocitose. Uma forma especializada de pinocitose, endocitose mediada pelo receptor, é vital para a função adequada de todas as células.
durante a fagocitose (“lago” = alimentação), a membrana plasmática estende-se para fora e envolve-se em torno de um grande objecto, como uma célula bacteriana viva. As camadas estendidas envolvem o objeto e se fundem para formar uma grande vesícula. A vesícula recém-formada está dentro da membrana plasmática original, e pode viajar dentro da célula para o seu destino alvo. Vesículas fagocíticas geralmente se fundem em lisossomas para degradação do conteúdo. Fagocitose é um processo especializado realizado por alguns microrganismos ou um pequeno subconjunto de células em organismos complexos. Em humanos, apenas os glóbulos brancos realizam fagocitose, removendo bactérias e outros organismos infecciosos minúsculos do corpo.
ao contrário da fagocitose, a pinocitose (“pino” = bebida) ocorre em todas as células. Ao invés de engolir grandes objetos, as vesículas pinocíticas interiorizam pequenos volumes de fluido extracelular e moléculas associadas. A pinocitose serve duas funções celulares importantes. Em primeiro lugar, importantes íons e moléculas como ferro, cobre e partículas contendo colesterol são entregues em locais celulares internos através de pinocitose. Em segundo lugar, a pinocitose remove os Componentes da membrana plasmática que já não são necessários ou desejados. Quando sinais celulares iniciam a remoção de proteínas ou lípidos específicos de membrana, as vesículas pinocíticas se formam em torno da seção de membrana, internalizando os materiais para armazenamento ou degradação. Para evitar a acumulação excessiva de membrana em células com elevadas taxas de secreção, as vesículas pinocíticas podem internalizar segmentos de membrana a uma taxa elevada para equilibrar a saída e entrada da membrana lipídica e dos fluidos.
a endocitose mediada pelos receptores é uma forma altamente regulamentada de pinocitose. As proteínas receptoras incorporadas na membrana plasmática ligam-se a moléculas extracelulares específicas e à internalização do sinal. As proteínas citoplasmáticas frequentemente ajudam na formação de vesículas endocíticas durante a endocitose mediada pelo receptor, formando uma camada de proteínas em torno da vesícula. As partículas de LDL contendo colesterol entram nas células através da ligação aos receptores e da entrada regulada. Além disso, certos vírus invasores evoluíram para explorar as vias endocíticas mediadas pelos receptores, entrando nas células através da ligação às proteínas da membrana do receptor. Uma vez dentro, os vírus utilizam enzimas e estruturas celulares para se reproduzirem e se espalharem, às vezes matando a célula hospedeira no processo.
vesículas Endocíticas e exocíticas viajam dentro das células entre as organelas alvo e a membrana plasmática. Outras vesículas intracelulares percorrem o sistema endomembranar. As vesículas internas viajam utilizando um sistema de transporte intracelular. As vesículas ligam-se a proteínas que se movem ao longo de uma rede de citoesqueletos através da célula. As proteínas do citoesqueleto, que constituem um “sistema ferroviário” de rede, permitem um transporte rápido e dirigido através das células.
é necessário um movimento rápido e direccionado das vesículas para a função celular normal. Células nervosas estendidas, tais como aquelas entre uma mão humana e a coluna vertebral ou cérebro, devem transportar vesículas rapidamente em longas distâncias. Muitas células do corpo humano armazenam vesículas secretoras especiais, que viajam rapidamente para a superfície celular para entregar seu conteúdo para o espaço extracelular em resposta a sinais específicos. Por exemplo, vesículas especiais contendo uma enzima chamada catalase são transportadas para a superfície celular para combater infecções em resposta a lesões como um corte. Quando o peróxido de hidrogénio é vertido sobre uma ferida, as enzimas catalase secretadas produzem gás oxigénio, formando bolhas de gás.
endocitose e exocitose
esta animação demonstra endocitose e exocitose.