Una célula eucariota se puede considerar como una gran ciudad con diversos distritos. En ellos se llevan a cabo trabajos necesarios como pueden ser la producción de energía, la fabricación de productos, la elaboración de tales productos, la exportación o la importación con otras ciudades, el reciclaje de la basura, etcétera. Para que todo este sistema sea eficiente se necesita que los distritos estén comunicados entre sí por carreteras y por transportadores.
Los distritos están representados en la célula por los compartimentos intracelulares y en las células eucariotas muchos de estos compartimentos están delimitados por membranas formando lo que llamamos orgánulos. Cada orgánulo celular está especializado en una o varias funciones. Por ejemplo, el retículo endoplasmático es un gran productor de lípidos y proteínas, el aparato de Golgi modifica tales moléculas, sintetiza glúcidos y los reparte a otros orgánulos, o los libera al exterior, los lisosomas son centros de degradación, las mitocondrias y los cloroplastos son grandes centrales energéticas, las gotas de lípidos son centros de almacenamiento, etcétera.
La comunicación entre muchos de los orgánulos celulares está mediada por vesículas, las cuales transportan las moléculas en su interior o incluidas en sus membranas. Estas comunicaciones mediadas por vesículas se denominan en conjunto tráfico vesicular (Figura 1).
Hay dos grandes rutas de comunicación mediadas por vesículas entre los orgánulos. La primera se inicia en el retículo endoplasmático, el cual envía vesículas al aparato de Golgi, que a su vez envía también vesículas a la membrana plasmática en un proceso denominado exocitosis. Ésta es la ruta secretora, es decir, la que liberará al exterior moléculas producidas por la célula, aunque tiene también otras misiones. La otra gran ruta es la importadora y comienza en la membrana plasmática donde se forman vesículas por un proceso denominado endocitosis. Estas vesículas se fusionan con los endosomas, los cuales se fusionan con los lisosomas donde se degradan las moléculas incorporadas del medio extracelular y las de la propia membrana vesicular. Existen otras comunicaciones o ramificaciones de estas rutas. La complejidad es tal que da la impresión de que cada orgánulo está comunicado con el resto de orgánulos. Además, parece existir la regla de que la comunicación entre dos orgánulos es bidireccional, es decir, un orgánulo que envía vesículas a otro, también suele recibirlas de dicho orgánulo. Por ejemplo, el retículo endoplasmático envía vesículas al aparato de Golgi, el cual a su vez crea vesículas destinadas al retículo endoplasmático; la membrana plasmática forma vesículas que se fusionan con los endosomas, pero éstos a su vez envían vesículas con destino a la membrana plasmática en una ruta de reciclaje.
La ruta vesicular es un medio para transportar moléculas que se van a secretar o que se van a degradar. Las moléculas que se transportan en las vesículas también tienen otras funciones. Por ejemplo, se transportan las enzimas degradativas que funcionan en los lisosomas, los receptores de la membrana plasmática y las glucosidasas del aparato de Golgi. Es decir, el tráfico vesicular sirve para aportar materiales específicos a cada compartimento y por tanto para que un orgánulo pueda llevar a cabo su función específica. Contribuye también a llevar las moléculas de membrana que permiten a cada orgánulo tener una identidad propia. Así, una vesícula del retículo tiene que fusionarse con la membrana del aparato de Golgi, pero no con la de los endosomas.
Orgánulos como las mitocondrias, los cloroplastos y los peroxisomas no reciben ni forman vesículas de manera masiva para comunicarse con otros orgánulos. Aunque puedan formar y emitir vesículas, su papel en la ruta vesicular no parece ser muy importante, al menos si lo comparamos con otros orgánulos. Por tanto, estos orgánulos se suelen situar fuera de la ruta vesicular. De cualquier manera, se comunican con los otros orgánulos mediante otros mecanismos. Uno de ellos son los contactos directos entre sus membranas. Por ejemplo, es frecuente observar contactos físicos entre membranas de mitocondrias con las del retículo endoplasmático, y en estos contactos se propone que se realizan intercambios de moléculas. De hecho, algunos autores proponen que esta transferencia de moléculas por contactos físicos podría ser un mecanismo de comunicación normal y frecuente en las células.
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