Il trasporto di singole molecole comporta il movimento diretto di singole proteine o complessi proteici attraverso il citoplasma senza la necessità di grandi vescicole. Questo processo è mediato da proteine motrici che utilizzano l'energia derivante dall'idrolisi dell'ATP per trasportare il loro carico lungo i filamenti citoscheletrici, come i microtubuli e i filamenti di actina.
Una delle scoperte chiave che ha messo in discussione il modello del flusso di massa è stata l’osservazione che molte proteine vengono trasportate su lunghe distanze all’interno delle cellule in pochi secondi, cosa che sarebbe difficile da ottenere attraverso il processo relativamente lento del trasporto mediato dalle vescicole. Inoltre, gli studi che utilizzano tecniche di imaging di singole molecole hanno fornito la visualizzazione diretta di singole proteine che si muovono lungo i filamenti citoscheletrici, supportando il concetto di trasporto di singole molecole.
Questo cambiamento di paradigma ha implicazioni significative per la nostra comprensione dei processi cellulari, poiché suggerisce che le proteine possono essere consegnate in modo rapido ed efficiente alle loro destinazioni specifiche all’interno della cellula, consentendo una regolazione precisa delle funzioni cellulari. Evidenzia inoltre l'importanza delle proteine motrici e dei filamenti citoscheletrici nel traffico e nell'organizzazione cellulare.