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Membranacelula
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El contenido de todas las células vivas está rodeado por una membrana
delgada llamada membrana plasmática o celular, que cumple con las siguientes 3
funciones generales:
1. Aislar selectivamente el contenido de la célula del ambiente externo.
2. Regular en intercambio de sustancias indispensables entre el interior de la célula y su ambiente externo.
3. Comunicarse con otras células.
La membrana plasmática está formada por una doble capa de fosfolípidos, además de proteínas. Mide de 8 a 10 nm de espesor y actúa como una barrera selectiva reguladora de la composición química de la célula.
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La pared celular, que es externa a la membrana plasmática, mantiene la forma de la célula y la protege de daños mecánicos, pero también limita el movimiento celular, así como la entrada y salida de materiales.
Estructura de las membranas celulares
El modelo de mosaico fluido
Desarrollado en 1972 por los biólogos celulares Singer y Nicholson.
Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrofílica y dos colas hidrofóbicas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro.
Es decir, los cabezas hidrofílicas se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma.
Además de los fosfolípidos, abundan otros tipos de moléculas, tales como las proteínas.
Modelo del mosaico fluido
La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera y precisan de proteínas específicas de transporte o de canales proteicos.
De este modo, la célula mantiene concentraciones de iones y moléculas pequeñas distintas de las imperantes en el medio externo.
Otro mecanismo, que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella, permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún mayores a través de la membrana.
Proteínas membranales
Proteínas de adherencia:
Estas proteínas se encuentran embebidas en la membrana plasmática. Ayudan a la célula a adherirse a otra célula o a alguna proteína, como el colágeno, que forma parte de la matriz extracelular.
Proteínas de comunicación intercelular:
Estas proteínas se comunican con otras proteínas idénticas en la membrana plasmática de una célula adyacente y forman un canal que conecta directamente sus citoplasmas. Las señales químicas y eléctricas fluyen por ese canal.
Muy abundantes en el músculo cardiaco.
Proteínas membranales
Proteínas membranales
Proteínas receptoras:
Los receptores embebidos en la membrana constituyen sitios de anclaje para diversas hormonas y otras señales, y ocasionan que las células blanco modifiquen su actividad. Sus blancos son las células con receptores para la molécula señalizadora.Una señal puede ocasionar que la célula sintetice proteínas, acelere o bloquee una determinada reacción metabólica, segregue alguna sustancia o se prepare para dividirse.
Proteínas de reconocimiento:
Toda membrana plasmática tiene glucoproteínas y glucolípidos con moléculas de azúcar proyectándose por encima de ellas. Las proteínas de reconocimiento reconocen estas glucoproteínas y glucolípidos de otras células y las determinan como propias (que pertenecen al propio cuerpo o tejido) o ajenas (extrañas).
Otras proteínas de reconocimiento ayudan a las células a buscar otras células del mismo tipo durante la formación de tejidos.
Proteínas membranales
Proteínas membranales
Transportadores pasivos o proteínas transportadoras:
Son canales que permiten que solutos específicos se desplacen a través de ellos sin requerimiento de energía. Así, el soluto simplemente se difunde a través de la membrana siguiendo un gradiente eléctrico o de concentración.
Proteínas membranales
Transportadores activos: Las proteínas de transporte activo bombean un soluto específico a través de la membrana hacia un lado donde éste se encuentra más concentrado.
Otras son cotransportadores, que permiten que cierto tipo de soluto fluya pasivamente a favor de su gradiente de concentración, mientras bombean otro soluto de tipo distinto en contra de su gradiente de concentración, es decir, la energía que libera un proceso la emplean en el otro proceso.
Mecanismos de transporte a través de la membrana celular
l Simple: sin proteínas de transporte.
l Facilitada: con proteínas de transporte, tales como proteínas de canal o proteínas portadoras.
a) Transporte pasivo o difusión:
b) Transporte activo
1. Endocitosis: transporte activo de sustancias hacia la célula mediante la formación de regiones invaginadas de la membrana plasmática, que se desprenden y se convierten en vesículas citoplásmicas. Hay 3 tipos de endocitosis:
a) Fagocitosis: se consumen partículas sólidas y grandes, como cuando una ameba se alimenta de un paramecio.
b) Pinocitosis: se consume líquido extracelular.
c) Endocitosis mediada por receptor: se introducen sustancias específicas que poseen un receptor en la membrana celular. Por ejemplo, la introducción del colesterol.
2. Exocitosis: transporte activo de sustancias hacia fuera de la célula por fusión de vesículas citoplásmicas con la membrana plasmática.
3. Transporte activo a través de bombas: ocurre cuando la célula transporta iones a través de su membrana celular, en contra de sus gradientes de concentración.
l El transporte pasivo se da a favor de gradiente de concentración (o sea, del sitio de mayor concentración de una sustancia hacia el sitio de menor concentración de ésta) y sin necesidad de energía. Al transporte pasivo se le llama difusión. *Ósmosis es un ejemplo de difusión, es la difusión específica del agua.
l El transporte activo se da desde el sitio de menor concentración de una sustancia hacia el sitio de mayor concentración de ésta, o sea, en contra del gradiente de concentración, por lo tanto necesita energía adicional, por ejemplo en la forma de ATP. Esta forma de transporte busca concentrar sustancias.
Difusión: es afectada por las gradientes de concentración, la solubilidad, la presión, la temperatura y el tamaño de las partículas.
Difusión simple: se da a través de la bicapa fosfolipídica, por ejemplo, para transportar H2O, O2,CO2.
Difusión facilitada: se da para transportar sustancias solubles en agua, como los iones de potasio, sodio y calcio, aminoácidos y monosacáridos, a través de proteínas de transporte.
Especializaciones en la superficie de la membrana celular
l Desmosomas (por ejemplo en el intestino): mantienen unidas a células adyacentes.
l Uniones estrechas (por ejemplo en la vejiga urinaria): impiden las fugas.l Uniones en hendidura (por ejemplo en el hígado): permiten la comunicación entre células animales. Por ejemplo, permiten el paso de hormonas, nutrientes, iones, señales eléctricas, etc.
