Clatrina

Qué es la clatrina

La clatrina es una proteína de gran tamaño que se sintetiza en los ribosomas libres del citoplasma y permanece soluble en él hasta que recibe la señal de ensamblarse sobre una membrana. Su nombre procede del latín clathrum, que significa «enrejado» o «celosía», y fue acuñado en 1976 por la bióloga celular británica Barbara Pearse, del Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge. Pearse había aislado la proteína un año antes a partir de vesículas purificadas de cerebro porcino y, al observarla al microscopio electrónico, la imagen recordaba una jaula reticular que envolvía cada vesícula.

Cada molécula de clatrina está compuesta por tres cadenas pesadas y tres cadenas ligeras que se organizan en una figura trirradiada denominada trisquelión (del griego τρισκελής, «de tres piernas»). Los trisqueliones se ensamblan entre sí formando hexágonos y pentágonos que, combinados, generan una malla poliédrica cerrada, comparable en su geometría a un balón de fútbol. Esa curvatura progresiva es lo que obliga a la membrana celular a invaginarse hasta desprenderse como vesícula independiente.

El ciclo de la vesícula revestida

Cuando una molécula extracelular se une a su receptor de membrana, proteínas adaptadoras (las llamadas AP-2, entre otras) reconocen la cola citoplásmica de ese receptor y reclutan trisqueliones de clatrina desde el citoplasma. Los trisqueliones polimerizan sobre la membrana y la zona se hunde progresivamente hasta formar una «fosa revestida» que acaba cerrándose. Para que la vesícula se separe de la membrana, otra proteína, la dinamina, se enrolla alrededor del cuello de la invaginación y lo secciona.

Una vez liberada la vesícula al interior de la célula, el revestimiento de clatrina se desensambla rápidamente con ayuda de la chaperona Hsc70 y sus cofactores. Los trisqueliones vuelven al citoplasma, listos para un nuevo ciclo. La vesícula, ya desnuda, se fusiona con un endosoma temprano donde el contenido y los receptores se separan: los receptores pueden reciclarse de vuelta a la superficie y la carga sigue su ruta hacia endosomas tardíos o lisosomas para ser degradada.

Rutas celulares que dependen de la clatrina

La más conocida es la captación de LDL (lipoproteínas de baja densidad). El receptor de LDL se concentra en fosas revestidas de clatrina, internaliza las partículas de colesterol y permite que la célula regule su aporte lipídico. Defectos en este mecanismo son la base de la hipercolesterolemia familiar, una observación que valió el premio Nobel a Michael Brown y Joseph Goldstein en 1985.

El hierro sigue un camino parecido. La transferrina cargada de hierro se une a su receptor, ambos se internalizan mediante vesículas revestidas de clatrina y, en el endosoma, la acidificación del medio libera el hierro; la transferrina y el receptor regresan juntos a la superficie celular. En las sinapsis nerviosas, la clatrina participa en el reciclaje de las vesículas sinápticas tras la liberación de neurotransmisores, un proceso que debe ser rapidísimo para mantener la eficacia de la transmisión.

No toda la actividad de la clatrina ocurre en la membrana plasmática. También interviene en el tráfico de vesículas desde la red trans-Golgi hacia los endosomas, contribuyendo a que las enzimas lisosomales lleguen a su destino. El dato es menos intuitivo, pero explica por qué ciertos defectos en la maquinaria de clatrina pueden afectar la degradación intracelular de macromoléculas.

Relevancia en la entrada de patógenos

Diversos virus aprovechan la endocitosis mediada por clatrina como puerta de entrada. El virus de la gripe, el de la hepatitis C y varios adenovirus se unen a receptores de superficie, desencadenan la formación de la fosa revestida y acceden al citoplasma desde el endosoma. Algunas bacterias intracelulares, como Listeria monocytogenes, también manipulan esta vía. La comprensión de estos mecanismos ha abierto líneas de investigación orientadas a bloquear la infección en sus primeras etapas.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre «clatrina»?

Del latín clathrum, que significa celosía o enrejado. Barbara Pearse lo eligió en 1976 al describir la proteína que formaba una malla reticular visible al microscopio electrónico alrededor de las vesículas que había aislado de cerebro porcino. La forma de la estructura determinó el nombre.

¿Es lo mismo endocitosis mediada por clatrina que fagocitosis?

No. La fagocitosis es un proceso por el que células especializadas, como los macrófagos, engloban partículas grandes (bacterias, restos celulares) formando un fagosoma. La endocitosis mediada por clatrina, en cambio, captura moléculas solubles o ligandos unidos a receptor a través de vesículas pequeñas, de unos 100 a 200 nanómetros de diámetro. Son mecanismos distintos en escala y en la maquinaria molecular que emplean.

¿Puede la clatrina causar enfermedades?

La clatrina en sí no es un agente patógeno. Las enfermedades surgen cuando falla algún componente de su maquinaria. El ejemplo mejor estudiado es la hipercolesterolemia familiar: si el receptor de LDL no se concentra correctamente en las fosas revestidas de clatrina, el colesterol circulante no se capta y se acumula en la sangre. Mutaciones en proteínas adaptadoras o en la dinamina se han relacionado con trastornos neurológicos en modelos experimentales, aunque su relevancia clínica directa en humanos sigue en investigación.

¿Se puede medir la clatrina en un análisis clínico?

No. La clatrina es una proteína intracelular que no se determina en la práctica clínica habitual. Su estudio se limita a la investigación básica, donde se emplea microscopía de fluorescencia, inmunoprecipitación y técnicas de biología molecular para analizar su distribución y dinámica.

Referencias

1. National Center for Biotechnology Information (NCBI). Taming the Triskelion: Bacterial Manipulation of Clathrin.
2. ScienceDirect. Clathrin's life beyond 40: Connecting biochemistry with physiology and disease.
3. Wiley Online Library. Forty Years of Clathrin-coated Vesicles.
4. Frontiers in Cell and Developmental Biology. Clathrin Light Chains: Not to Be Taken so Lightly.