La membrana Celular
La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita
el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula.
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos
en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. Los lípidos forman una doble
capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes
presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.
Por el aspecto y comportamiento el modelo de membrana se denomina "modelo de mosaico fluído"
Las funciones de la membrana podrían resumirse en :
1.TRANSPORTE
El intercambio de materia entre el interior de la célula y su ambiente externo.
2.RECONOCIMIENTO Y COMUNICACIÓN
Gracias a moléculas situadas en la parte externa de la membrana, que actúan como
receptoras de sustancias.
La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos medios
acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular.
Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho
procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana
presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas
moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas.
El paso a través de la membrana posee dos modalidades:
Una pasiva, sin gasto de energía, y otra activa , con consumo de energía.
1.El transporte pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de la
membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de donde
hay más hacia el medio donde hay menos. Este tranporte puede darse por:
Difusión simple . Es el paso de pequeñas moléculas a favor del
gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de
canales proteícos.
1.Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas
lipídicas como las hormonas esteroideas, anestésicos como el
éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el
oxígeno y el nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas polares de
muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina,
también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del
agua recibe el nombre de ósmosis
2.Difusión simple a través de canales (2).Se realiza mediante las
denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na+, K+,
Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal
interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando,
como ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una
determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre
una transformación estructural que induce la apertura del canal.
Difusión facilitada (3). Permite el transporte de pequeñas moléculas
polares, como los aminoácidos, monosacáridos, etc, que al no poder, que al
no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas
trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínass reciben el nombre
de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la
molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a
dicha molécula hacia el interior de la célula.
2.El transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de
membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las
moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se
realiza en contra del gradiente electroquímico. Son ejemplos de transporte
activo la bomba de Na/K, y la bomba de Ca.
La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína transmembranosa que bombea
Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta
proteína actúa contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa,
ya que rompe el ATP para obtener la energía necesaria para el
transporte.
Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior,
con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una
gran importancia fisiológica. De hecho todas las células animales gastan más del
30% del ATP que producen ( y las células nerviosas más del 70%) para
bombear estos iones.
Toda la porción citoplasmática que carece de estructura y constituye la
parte líquida del citoplasma, recibe el nombre de citosol por su aspecto
fluido. En él se encuentran las moléculas necesarias para el mantenimiento
celular.
El citoesqueleto , consiste en una serie de fibras que da forma a la célula,
y conecta distintas partes celulares, como si se tratara de vías de
comunicacion celulares. Es una estructura en continuo cambio. Formado por
tres tipos de componentes:
1.Microtúbulos
Son filamentos largos, formados por la proteína tubulina. Son
los componentes más importantes del citoesqueleto y pueden formar
asociaciones estables, como:
Centriolos
Son dos pequeños cilindros localizados en el interior del
centrosoma Figura 1, exclusivos de células animales. Con el
microscopio electrónico se observa que la parte externa de los
centriolos está formada por nueve tripletes de microtúbulos
Figura 3 . Los centriolos se cruzan formando un ángulo de 90º.
Figura 2
Cilios y flagelos
Son delgadas prolongaciones celulares móviles que presentan
básicamente la misma estructura, la diferencia entre ellos es que
los cilios son muchos y cortos, mientras que los flagelos son
pocos y más largos.
Constan de dos partes: una externa que sobresale de la
superficie de la célula, está recubierta por la membrana
plasmática y contiene un esqueleto interno de microtúbulos
llamado axonema, y otra interna, que se denomina cuerpo basal
del que salen las raíces ciliares que se cree participan en la
coordinación del movimiento.
2.Microfilamentos
Se sitúan principalmente en la periferia celular, debajo de la
membrana y están formados por hebras de la proteína actina,
trenzadas en hélice, cuya estabilidad se debe a la presencia de ATP e
iones de calcio. Asociados a los filamentos de miosina, son los
responsables de la contracción muscular.
3.Filamentos intermedios
Formados por diversos tipos de proteínas. Son polímeros muy
estables y resistentes. Especialmente abundantes en el citoplasma de
las células sometidas a fuertes tensiones mecánicas (queratina,
desmina ) ya que su función consiste en repartir las tensiones, que de
otro modo podrían romper la célula.
Distribución en el citoplasma de los filamentos del citoesqueleto
Como se puede apreciar en los esquemas de la figura 5, los
microtúbulos irradian desde una región del citoplasma denominada centro
organizador de microtúbulos o centrosoma.
Los microfilamentos se encuentran dispersos por todo el citoplasma; pero
se concentran fundamentalmente por debajo de la membrana plasmática.
Los filamentos intermedios, se extienden por todo el citoplasma y se
anclan a la membrana plasmática proporcionando a las células resistencia
mecánica.
Está formado por una red de membranas que forman cisternas, sáculos y tubos
aplanados. Delimita un espacio interno llamado lúmen del retículo y se halla en
continuidad estructural con la membrana externa de la envoltura nuclear.
Se pueden distinguir dos tipos de retículo:
1.El Retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.), presenta ribosomas unidos a su
membrana. En él se realiza la síntesis proteíca. Las proteínas sintetizadas por
los ribosomas, pasan al lúmen del retículo y aquí maduran hasta ser exportadas
a su destino definitivo.
2.El Retículo endoplasmático liso (R.E.L.), carece de ribosomas y está formado
por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se
realiza la síntesis de lípidos.
En el reticulo de las células del hígado tiene lugar la detoxificación, que
consiste en modificar a una droga o metabolito insoluble en agua,en soluble en
agua, para así eliminar dichas sustancias por la orina.
Descubierto por C. Golgi en 1898, consiste en un conjunto de estructuras de
membrana que forma parte del elaborado sistema de membranas interno de las
células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor es la actividad celular.
La unidad básica del orgánulo es el sáculo, que consiste en una vesícula o cisterna
aplanada. Cuando una serie de sáculos se apilan, forman un dictiosoma. Además,
pueden observarse toda una serie de vesículas más o menos esféricas a ambos lados y
entre los sáculos. El conjunto de todos los dictiosomas y vesículas constituye el
aparato de Golgi.
El dictiosoma se encuentra en íntima relación con el retículo endoplásmico, lo que
permite diferenciar dos caras: la cara cis, más próxima al retículo, y la cara trans,
más alejada. En la cara cis se encuentran las vesículas de transición , mientras que en
la cara trans, se localizan las vesículas de secreción.
El sistema de membranas comentado al principio, constituye la respuesta de las
células eucariotas a la necesidad de regular sus comunicaciones con el ambiente en el
trasiego de macromoléculas. Para ello, se han desarrollado dos mecanismos en los que
el aparato de Golgi está involucrado.
La adquisición de sustancias se lleva a cabo por endocitosis, mecanismo que consiste
en englobar sustancias con la membrana plasmática para su posterior internalización.
La expulsión de sustancias se realiza por exocitosis , mecanismo que, en último
término, consiste en la fusión con la membrana celular de las vesículas que contienen
la sustancia a exportar.
Estos mecanismos dan sentido funcional al aparato de Golgi:
Maduración de las glucoproteínas provenientes del retículo.
Intervenir en los procesos de secreción, almacenamiento , transporte y
transferencia de glucoproteínas.
Formación de membranas: plasmática, del retículo, nuclear..
Formación de la pared celular vegetal.
Intervienen también en la formación de los lisosomas.
Bibliografia
Instituto químico biológico.Membrana plasmática [virtual] http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_003.htm
Universidad de Granada.Transporte de nutrientes [virtual] http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm#_Toc54617740
Hipertextos del área de biología. Mecanismos de transporte. [virtual] http://www.biologia.edu.ar/celulamit/transpor.htm
0 comentarios:
Publicar un comentario