Estructura y Función Membrana Celular

 

Organización Membrana Celular

La célula es la unidad estructural y funcional de la vida. Diversos tipos de células varían en tamaño, forma, y su función. Hay, sin embargo, ciertas características que la mayoría de las células tienen en común. Todas las células tienen una membrana plasmática, una estructura que define los límites de la célula, controla el paso de sustancias y controla interacciones con otras células.

Dentro de las células están las estructuras minúsculas llamadas los organelos, cada uno con funciones específicas. El líquido claro dentro de las células se llama citosol. La membrana es el límite entre el líquido extracelular y el líquido intracelular. Se compone sobre todo de fosfolípidos. Los fosfolípidos se ordenan en dos capas con sus colas hidrofóbicas de los ácidos grasos al interior de la membrana y sus cabezas polares hidrofílicas en las superficies internas y externas.

Las proteínas son otro componente importante de la membrana plasmática. Hay dos tipos de proteínas: proteínas integrales (transmembranales) que pasan a través de la membrana y las proteínas periféricas que se adhieren a la capa fosfolípidica. Alguno de los foslípidos y proteínas integrales poseen cadenas de carbohidratos unidas a ellas forman los glicolípidos y las glicoproteínas. El colesterol también se encuentra dentro de la membrana de las células animales. Esta teoría de la estructura de la membrana plasmática se conoce como el modelo mosaico-fluido.

Las funciones de las proteínas de la membrana son extensas.

Hay también proteínas integrales trasportadoras que unen moléculas específicas y las transportan al otro lado de la membrana. Las proteínas de la membrana son también importantes en sistemas de segundos mensajeros (mecanismos de respuesta celular ante un estímulo). Un mensajero tal como una hormona o un neurotransmisor se une al sitio del receptor. El receptor activa una proteína G, que activa a su vez a un enzima como por ejemplo la adenilatociclasa. La adenilatociclasa convierte el ATP en AMPc. El AMPc es el segundo mensajero que activa enzimas kinasas. Las kinasas son enzimas que agregan grupos fosfato a otras enzimas citosólicas, activándolas o inhibiéndolas. Esto conduce a una alteración en varias actividades metabólicas.

 

Funciones de la Membrana Celular

El agua y pequeñas moléculas sin carga no tienen ninguna dificultad el cruzar la porción lipídica de la membrana. Los iones y las moléculas cargadas no pueden cruzarse fácilmente, asi como también moléculas de gran tamaño.

Hay una variedad de mecanismos para que ocurra el paso de sustancias, principalmente son a través de proteínas. Algunos mecanismos por los cuales las sustancias entran a las células requieren la energía (transporte activo) y otros no (transporte pasivo). Algunos mecanismos requieren de las proteínas trasportadoras.

Las moléculas que cruzan fácilmente la membrana plasmática incorporan o dejan las células por difusión. La difusión es el resultado del movimiento y de las colisiones moleculares al azar. Las moléculas se mueven en líneas rectas hasta que chocan con otras moléculas. Hay más colisiones donde las moléculas se concentran altamente, así que una sustancia tenderá para moverse desde un área del mayor a menor concetración. La concentración del bióxido de carbono es baja en aire alveolar y alta en la sangre, y el CO2 difundirá de la sangre al alveolo. Mientras que el oxígeno es elevado en el alvéolo y bajo en la sangre. El oxígeno difundirá del aire a la sangre. Los acontecimientos de la difusión del bióxido y del oxígeno de carbono ocurren simultáneamente.

La ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana. Como otras moléculas, el agua se moverá desde un área de la alta concentración a un área de la concentración baja. Cuanto más soluto hay en una solución, más baja es la concentración del agua en esa solución. Hay una terminología para describir diferencias de la concentración entre dos soluciones. Una solución con una concentración más alta del soluto es hipertonica, mientras que una concentración más baja de soluto es hipotónica. Si la solución tienen la misma concentración de soluto y solvente, son isotónicas. El agua se moverá desde un medio hipotónico a un medio hipertónico. La difusión simple y facilitada implica que una sustancia sigue su gradiente concentración. Si la sustancia es liposoluble, pasa fácilmente a través de la membrana. Si no es liposoluble, puede cruzar la membrana solamente con una proteína específica (difusión facilitada). Ni la difusión simple ni la difusión facilitada requiere gasto energético.

Sin embargo, una célula puede mover una sustancia a través de la membrana desde baja a alta concentración, en contra de su gradiente. Este proceso, llamado transporte activo, requiere una proteína transportadora y ATP. El transporte activo es el movimiento de moléculas contra un gradiente de la concentración, por ejemplo con el uso de proteínas transportadoras denominadas bombas. Después de que el ligando se une a la proteína, ésta hidroliza el ATP, y es fosforilada. La fosforilación hace a la proteína experimentar un cambio conformacional, lanzando el ligando al otro lado de la membrana

En algunas células secretan moléculas grandes que no pueden pasar a través de la bicapa de lípido ni transportadores. Dejan la célula por un proceso conocido como exocitosis. Después de una producción en un sistema de membranas llamado el retículo endoplásmico, las moléculas se empaquetan en un saco pequeño de membrana llamado vesícula. Los movimientos de la vesícula avanzan hacia un apilado de membranas denominado aparato de Golgi donde se procesan en su forma funcional final. Sus membranas se combinan y la vesícula lanza su contenido para la modificación. Mientras que las moléculas en el aparato de Golgi se empaquetan otra vez en una vesícula que se mueve a la membrana plasmática. Las membranas se combinan, el contenido sale de la célula sin realmente cruzar la membrana. Este proceso puede también ocurrir en sentido inverso, permitiendo que las moléculas grandes se incorporen a la célula. Esto se llama endocitosis. Las células fagocitarias usan la endocitosis para incoporar las células u otras partículas grandes, digiriendolas. Ciertas células de sangre llamadas macrófagos usan este mecanismo para atacar bacterias ycélulas del cuerpo dañadas.

  1. Una célula fagocitaria encuentra una partícula.
  2. La célula rodea la partícula con sus seudópodos.
  3. La partícula es fagocitada, incorporandose en un fagosome dentro de la célula.
  4. Lisosomas se unen al fagosoma y formano un fagolisosoma.
  5. Las enzimas del lisosoma digieren el contenido.
  6. El residuo no digerido es eliminado por exocytosis.

Se habla de pinocitosis cuando la endocitosis es de partículas líquidas.

Si has estudiado los tópicos responde las siguientes preguntas. Exitos!!!

 

¿Cuál es la estructura básica de la membrana celular?

¿Cuál es la diferencia entre fagocitosis y pinocitosis?

Comparar y contrastar:

¿Cuál es la principal diferencia entre trasporte activo y la difusión?