¡Descarga Biología 2º Bachillerato: Estructura y Funcionamiento de las Membranas y Paredes Celulares y más Apuntes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!
TEMA 7. ENVOLTURAS
CELULARES
1. MEMBRANA PLASMÁTICA.
Es la estructura limitante que tienen todas las células. Gortel y Grendel demostraron en 1925 que estaba formada por una bicapa lipídica y proteínas. Años más tarde, en 1967, Palade la definió como un complejo molecular que delimita un territorio celular particular.
La organización de la membrana se denomina unidad membranosa. Se pueden distinguir bandas más oscuras (correspondientes a las cabezas de los fosfoglicéridos) y bandas claras que se corresponden con las colas. También se suele decir que la membrana es una estructura trilaminar.
1.1 Composición general de la membrana:
Está formada por una bicapa lipídica con esteroles y proteínas , aunque también hay glúcidos formando el glucocálix.
En la membrana plasmática encontramos fosfoglicéridos, esteroles y glucolípidos. Todas ellas son moléculas anfipáticas, de ahí que tengan el poder de formar bicapas.
- Fosfoglicéridos : son los más abundantes. Presentan una zona hidrófoba y otra hidrófila.
- Glucolípidos : Contienen oligosacáridos. En células animales derivan de esfingolípidos; en vegetales y bacterias de fosfoglicéridos. Aparecen formando el glucocálix.
- Esteroles : entre ellos destaca el colesterol, que juega un papel fundamental en la fluidez y estabilidad de la membrana
- Proteínas:
Desempeñan un papel estructural, de reconocimiento, de adhesión o transporte de sustancias. Según su posición en la membrana diferenciamos dos grupos:
- Integrales : están íntimamente asociadas a la membrana. Gracias a la presencia de radicales apolares pueden interactuar con la región hidrófoba de la membrana. Pueden ser transmembrana o que se sitúen en la cara interna o externa.
- Periféricas : están asociadas a proteínas integrales o a lípidos. No se incluyen en el interior de la membrana porque no presentan zona hidrófoba. Están principalmente en la cara interna.
- Glucocálix:
Zona de la membrana constituida por glucoproteínas y glucolípidos. Se encuentra en la cara externa de células eucariotas. Los glúcidos pueden ser oligosacáridos o cadenas de polisacáridos unidos ambos a proteínas.
♦ (^) Funciones:
a. Reconocimiento intercelular. Las células con capaces de adherirse y experimentar una inhibición por contacto con células vecinas.
b. Reconocimiento. El glucocálix es importante en procesos como la fecundación, impidiendo que unan gametos de diferentes especies.
c. Rechazo de trasplantes. Las moléculas del glucocálix pueden actuar como antígenos y pueden producir anticuerpos específicos. Son específicas de cada individuo, por ello pueden reconocer a trasplantes o injertos como moléculas extrañas para el sistema inmunológico.
La membrana es asimétrica , ya que la composición de la cara externa no es igual a la interna. Como ya hemos dicho antes, la membrana plasmática es una bicapa lipídica constituida por lípidos anfipáticos, proteínas y glúcidos.
▲ MODELO DE MOSAICO FLUIDO:
La membrana posee una estructura fluida, es decir, sus moléculas se pueden mover libremente por ella de manera lateral.
Dentro de la monocapa los movimientos de los lípidos son muy rápidos y frecuentes, los hay de difusión lateral, flexión y rotación. Además, se dan de ‘ ’flip-flop’’ , donde saltan de una monocapa a otra.
La fluidez de la membrana depende de:
a. Grado de insaturación de ácidos grasos. Cuanto mayor es el grado de saturación, menor es el de fluidez. b. Longitud de la cadena. Cuanto más larga, menos fluidez. c. Temperatura. A menor temperatura, menor fluidez. d. Porcentaje de colesterol y esteroles. Se encuentran intercalados entre los fosfolípidos. Son moléculas rígidas que interactúan con las colas próximas, inmovilizándolas parcialmente y estabilizándolas.
El carácter fluido hace que sea capaz de sufrir deformaciones.
1.3. Funciones de la membrana :
a. Frontera física. Separa medio externo e interno.
b. Intercambio. Regula la entrada y salida de sustancias.
c. Control de gradiente electroquímico. Proteínas y cadenas de transporte controlan el gradiente de la membrana.
d. Receptora. Algunas proteínas actúan domo receptores específicos.
e. Reconocimiento. Gracias al glucocálix la membrana detecta células o sustancias extrañas.
f. División celular. Está implicada en la citocinesis.
TRANSPO
RTE A
TRAVÉS DE
LA
MEMBRAN
A:
El paso de moléculas pequeñas se produce de dos formas:
- Transporte activo : conlleva un gasto energético porque se realiza en contra de gradiente.
- Transporte pasivo : no conlleva gasto energético debido a que es a favor de gradiente.
Cuando se trata de moléculas grandes la membrana se puede deformar, debido a esto, podemos clasificar el transporte dependiendo del grado de deformación:
I. TRANSPORTE SIN DEFORMACIÓN:
Moléculas o iones pueden atravesar a membrana sin necesidad de intervenir en su estructura. Dependiendo de si encontramos energía o no se puede distinguir:
A. Transporte pasivo:
Se produce a favor del gradiente de concentración.
a. (^) Difusión simple. Las moléculas atraviesan directamente la membrana sin ayuda proteica. Son moléculas polares, pequeñas, sin carga o lipófilas.
b. Difusión facilitada. Moléculas polares grandes o iones necesitan proteínas específicas para cada molécula. Este proceso se realiza mediante:
- Indirecto. La proteína se acopla al transporte de uno a más solutos. se usa parte del ATP generado en el transporte directo. Puede ser simporte o antiporte.
▲ Bombas Na +^ - K+^ :
En células animales se produce gracias a la ATPasa se Na +^ - K+^. Por cada molécula de ATP hidrolizada bombea 3 iones de Na +^ al exterior y 2 iones de K+^ al interior. Consigue mantener la concentración iónica de Na superior en el exterior la concentración de K inferior en el interior, contribuyendo a la creación de potencial eléctrico al haber una diferencia de carga exterior e interior.
♦ Funciones:
- Mantiene el potencial de membrana de células nerviosas y musculares.
- Transporta la glucosa desde el intestino al capilar.
- Regula la presión osmótica y el volumen celular mediante la expulsión de iones al exterior.
II. TRANSPORTE CON DEFORMACIÓN:
Se da con la entrada o salida de macromoléculas, orgánulos, virus o bacterias. Implica la formación de vesículas, unos sacos membranosos que se mueven libremente por el citosol para ponerse en comunicación con un orgánulo.
A. Endocitosis:
Entrada de sustancias a la célula. La partícula queda englobada en un pliegue de la membrana. A continuación, se produce un estrangulamiento que da lugar a una vesícula , que es digerida en el lisosoma. Se diferencian tres modalidades:
a. Fagocitosis. La célula ingiere grandes partículas sólidas por medio de pseudópodos , unas prolongaciones del citoplasma que envuelven a la sustancia que se quiera fagocitar. Éste pasa al citoplasma en forma de vesícula fagocítica en dirección al lisosoma para su digestión.
b. Pinocitosis. Ingestión de partículas disueltas en forma de pequeñas gotitas líquidas que atraviesan la membrana en forma de vesículas pinocíticas.
c. Endocitosis mediada por receptores. En la membrana hay una serie de receptores que se acumulan produciendo depresiones revestidas de clatrina , formándose una vesícula que viaja por el citosol.
B. Exocitosis:
Salida de materiales de la célula envueltos por una porción de membrana plasmática. Permite expulsar materiales de gran tamaño que se envuelven en vesículas en el Aparato de Golgi. Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática y vierten su contenido al exterior.
3. ESTRUCTURAS DE UNIÓN INTERCELULAR:
éstas. Están formadas por una red de hebras de proteínas transmembrana ( claudinas y ocludinas ) que se distribuyen a lo largo de todo el perímetro de la célula y que se unen a otras iguales en las células vecinas (similar al plástico que une un pack de latas de refresco). Suelen aparecer asociadas a otros tipos de uniones formando los complejos de unión.
- Uniones tipo GAP (hendidura o nexus): Formadas por proteínas transmembrana
denominadas conexinas que se reúnen en grupos de seis formando estructuras hexagonales llamadas conexones. Los conexones forman un canal acuoso entre las células que permiten el paso de iones inorgánicos y pequeñas moléculas solubles en agua. Acoplamiento eléctrico: Las uniones en hendidura son abundantes en el músculo cardíaco y liso. La despolarización de un grupo de células musculares rápidamente se extiende a las células adyacentes, causando contracciones coordinadas de todo el músculo. Acoplamiento metabólico: Muchas hormonas actúan elevando las concentraciones intracelulares de AMP cíclico, que inicia una vía de señalización dentro de la célula. El AMP cíclico rápidamente pasa a través de las uniones en hendidura y así, el estímulo hormonal en una célula puede propagarse a un grupo de células.
- Plasmodesmos: Canales de comunicación entre células vegetales. Función equivalente a las uniones tipo GAP (intercambio de iones y moléculas pequeñas).
La membrana plasmática de una célula es continua con la de su vecina y las paredes celulares, unidas por una sustancia cementante, quedan interrumpidas en estos puntos.
4. MATRIZ
EXTRACELULAR:
En los organismos pluricelulares la mayoría de las células están rodeadas por un
entramado molecular, producto de su propia actividad secretora, que se denomina
matriz extracelular. En los animales, la matriz extracelular está compuesta
generalmente por proteínas (como colágeno y elastina) y polisacáridos hidratados
(como el ácido hialurónico) que forman una especie de cemento de unión entre las
distintas células. Diferentes especializaciones de la matriz extracelular dan lugar a los
diferentes tipos de tejidos (conjuntivo, cartilaginoso, óseo, etc.). Las funciones de la
matriz son:
- Proporcionar soporte estructural a los tejidos.
- Difundir e intercambiar sustancias.
- Intervenir en el reconocimiento celular y en ciertas actividades del metabolismo.
5. PARED CELULAR VEGETAL:
Los componentes moleculares de la pared
celular vegetal son fibras de celulosa y un
cemento de unión constituido por otros
polisacáridos no fibrilares (pectinas y
hemicelulosas), proteínas, agua y sales
minerales. La estructura de la pared celular
La impregnación en lignina, ( lignificación ) o en sales minerales ( mineralización )
comunican a la pared una mayor resistencia mecánica sin que por ello pierda su
permeabilidad; esto es lo que ocurre en tejidos conductores o de sostén que deben
soportar grandes esfuerzos mecánicos. Por otra parte, determinados tejidos de la
planta deben ser impermeables para evitar la desecación por exceso de transpiración
en ambientes muy secos; esto se consigue mediante la impregnación de las paredes
celulares de dichos tejidos en sustancias como la cutina ( cutinización ) o suberina
( suberificación ).
En muchos casos las paredes celulares presenten diferenciaciones que facilitan la
comunicación entre células vecinas. Las punteaduras son zonas delgadas de la
pared, formadas sólo por lámina media y una pared primaria muy fina, que permiten el
paso a su través de agua y todo tipo de sustancias disueltas. Los plasmodesmos son
conductos citoplasmáticos muy finos que comunican células vecinas; la membrana de
ambas células se continúa a través del plasmodesmo.
6. PARED CELULAR DE PROCARIOTAS:
Está formada por un péptidoglucano llamado mureína , compuesto por cadenas de N - acetilglucosamina y N-acetilmurámico con enlaces glucosídicos β (1,4). Las cadenas se superponen y se unen transversalmente mediante enlaces peptídicos intercatenarios.
Existen dos tipos de pared, y por tanto, dos grandes grupos de clasificación bacteriana en función de su pared celular:
- Gram + formada por una capa gruesa de mureína unidas a ácidos teicoicos.
- Gram - están formadas por:
- Membrana externa : bicapa lipídica con proteínas asociadas. En su cara externa se encuentran gran cantidad de lipopolisacáridos.
- Periplasma : gel situado entre la membrana externa de la pared y la membrana plasmática. Contiene proteínas receptoras y enzimas hidrolíticas.
- (^) Péptidoglucano : capa fina unida a la membrana externa mediante lipoproteínas que atraviesan el Periplasma.
♦ Funciones:
- Mantener la forma.
- Permitir superficie de adherencia a otras células.
- Protege a bacteria de factores tóxicos o fagocitosis de otras células.
- Previene de la lisis osmótica.
- Regula el medio inter- y extracelular.
- Proporciona carga negativa en la superficie celular.
7. PARED CELULAR DE HONGOS:
La pared celular está formada en un 80-90% de polisacáridos , el resto consiste en
proteínas y lípidos. La quitina es el componente más usual. La pared es
