Vesícula (saco celular rodeado de membrana)

Estructura y formación

Las vesículas están delimitadas por una bicapa lipídica de composición similar a la de la membrana plasmática. La bicapa está formada por moléculas anfipáticas como fosfolípidos y proteínas asociadas; esta membrana contiene la carga soluble y, al mismo tiempo, controla las interacciones con otras membranas. La biogénesis suele implicar gemación a partir de una membrana existente, escisión para liberar la yema y movimiento dirigido, procesos impulsados por proteínas de recubrimiento, complejos adaptadores y motores del citoesqueleto. Las membranas vesiculares a menudo contienen proteínas y lípidos específicos que determinan su identidad y su destino. Para más información sobre la química de los componentes, véanse recursos sobre lípidos y membranas.

Tipos comunes y funciones

• Vesículas de transporte: trasladan proteínas y lípidos entre el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi y otros compartimentos.
• Vesículas secretoras: llevan hormonas, enzimas u otras moléculas secretadas a la membrana plasmática para su liberación.
• Vesículas endocíticas: internalizan material extracelular y proteínas de membrana después de la endocitosis.
• Vesículas sinápticas: están especializadas en neuronas para la liberación rápida de neurotransmisores en las sinapsis.
• Vesículas autofágicas y lisosomales: participan en la degradación y el reciclaje de componentes celulares.

Mecanismos y maquinaria molecular

El tráfico vesicular está controlado por familias de proteínas conservadas. Proteínas de recubrimiento como la clatrina, COPI y COPII dan forma a las vesículas en gemación; pequeñas GTPasas (por ejemplo, proteínas Rab) guían el direccionamiento; y las proteínas SNARE median la fusión de membranas al acercar la vesícula y la membrana diana. Eventos mecánicos como la escisión de membrana pueden implicar proteínas como la dinamina. Los eventos de fusión y fisión están regulados de forma estricta para que la carga se entregue de manera específica y en el momento adecuado.

Importancia fisiológica y ejemplos

Las vesículas son centrales en muchos procesos biológicos: las neuronas dependen de las vesículas sinápticas para comunicarse; las células endocrinas usan vesículas secretoras para liberar hormonas; las células inmunitarias presentan antígenos mediante vías vesiculares; y las células utilizan vesículas endocíticas para regular la captación de nutrientes y la señalización de receptores. La desregulación del tráfico vesicular está implicada en enfermedades que van desde la neurodegeneración hasta trastornos inmunitarios y síndromes metabólicos.

Historia, investigación y distinciones notables

El estudio de las vesículas se desarrolló junto con los avances de la microscopía y la fraccionación celular en el siglo XX. La biología celular moderna ha identificado muchos actores moleculares y rutas, pero la investigación continúa sobre cómo la composición de la membrana, la curvatura y la mecánica influyen en el comportamiento vesicular. Las vesículas no deben confundirse con orgánulos más grandes, como las vacuolas o la envoltura nuclear; son compartimentos membranosos distintos cuyo tamaño y dinámica varían según el tipo celular y la función. Para resúmenes de componentes subcelulares e interacciones entre orgánulos, véanse los orgánulos.

Nota: Las vesículas constituyen una categoría amplia: su definición exacta, rango de tamaño y composición dependen del contexto biológico y de las técnicas utilizadas para estudiarlas.