En este mapa se muestra la situación religiosa

TEMA 12. LA CÉLULA EUCARIOTA. MEMBRANA
PLASMÁTICA Y PARED VEGETAL
12.1. MEMBRANA PLASMÁTICA
Es una capa delgada (75 A) que rodea a todas las células definiendo su
extensión.
Todas las membranas biológicas tienen una estructura básica común. Son
agrupaciones de moléculas de lípidos y proteínas unidas en gran parte por
interacciones no covalentes.
A. Lípidos
Representan el 50% de la membrana
Forman una bicapa que constituye la estructura básica de la membrana y
actúa de barrera relativamente impermeable al paso de la mayoría de las
sustancias.
Todos los lípidos de membrana son anfipáticos, es decir, todos poseen un
extremo polar o hidrofílico que se denomina cabeza; y otro extremo apolar
o hidrofóbico que son las colas.
Se diferencian 3 tipos:
* Fosfolípidos: formados por una cabeza y dos colas
*Glucolípidos: Sólo en la hemimembrana externa, salen sobre la
superficie de la membrana
* Esteroles (Colesterol):
- Participa en el mantenimiento de la fluidez de la membrana.
- Impide la rigidez total al no dejar que las colas se junten y
cristalicen.
- Aumenta la estabilidad mecánica de las membranas.
Los lípidos en la membrana realizan movimientos de difusión lateral,
flexión, y rotación, dentro de la misma hemimembrana. También, aunque
con menos frecuencia, movimiento de flip-flop por el que cambian de
hemimembrana.
B. Proteínas
Representan el 50% de las membranas y en algunos casos más en relación
con la función que desempeñe la membrana.
Según su localización en la doble capa lipídica, se clasifican en:
* Transmembrana: Son moléculas anfipáticas. Sus regiones hidrofóbicas
atraviesan la membrana, y las regiones de los extremos, que son
hidrofílicas están expuestas al medio acuoso externo e interno.
*
Periféricas:
- Integradas en una de las hemimembranas.
- Sin integrar en la membrana y unidas a un lípido de cualquiera de
las dos caras o a una proteína transmembrana.
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- Las proteínas realizan movimientos de rotación sobre un eje
perpendicular a la membrana, y de difusión lateral.
C. Glúcidos
Son glucolípidos y glucoproteínas pues son oligosacáridos unidos
covalentemente a la zona externa de lípidos y proteínas de membrana.
Su localización es SIEMPRE en la cara externa de la membrana plasmática
y constituye el Glucocalix.
Por tanto las membranas celulares son estructuras con las siguientes
características:
*Asimétricas: La composición de lípidos y proteínas, o la presencia
de glúcidos, es diferente en las dos caras.
*Fluidas: Las moléculas que las componen pueden moverse
libremente dentro de la bicapa lipídica.
Este modelo asimétrico y fluido de membrana se conoce con el nombre de
“Modelo de Mosáico Fluido”
12.2 MODELO DE MOSAICO FLUIDO
En base a los análisis bioquímicos y las observaciones a microscopía
electrónica Singer y Nicholson (1972) desarrollaron el modelo de
membrana aceptado en la actualidad denominado de “Mosaico fluido”
Presenta las siguientes características:
- La membrana está constituida por lípidos y proteínas se hallan
dispuestas en mosaico
- Las membranas son asimétricas en cuanto a distribución de sus
componentes (lípidos, glúcidos y proteínas)
- Los lípidos constituyen una bicapa en la que se encuentran
embebidas las proteínas , interaccionando unas con otras y con los
lípidos. Lípidos y proteínas se desplazan lateralmente .
Por todo ello se considera a la membrana un mosaico fluido
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12.3 FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
a) Frontera física entre el medio intra y extracelular
b) Presenta permeabilidad selectiva y un mecanismo de transporte activo
c) Permite la transferencia de información entre células mediante
receptores específicos
d) Interviene en procesos de adhesión celular, importante para la
formación y mantenimiento de los tejidos
12.4 PERMEABILIDAD SELECTIVA DE MEMBRANA
La membrana contiene mecanismos para que la célula incorpore los
metabolitos que necesita y libere los productos del catabolismo y las
sustancias de secreción.
Actúa permitiendo el paso de sustancias a favor de gradiente o en contra de
gradiente de concentración, osmótico o eléctrico.
Se distinguen los siguientes mecanismos:
A. Transporte de Moléculas de Bajo Peso molecular
Según la naturaleza de las moléculas puede ser:
1. Transporte Pasivo
Se efectúa a favor de gradiente y sin gasto de energía
Puede ser:
a. Difusión simple:
- A través de la bicapa lipídica atraviesan la membrana sustancias
solubles en ella (CO2, etanol, O2..).
Son moléculas sin carga o con carga neta cero.
- A través de proteínas canal Atraviesan la membrana moléculas
polares (glúcidos, nucleótidos, aa..)
b. Difusión facilitada
Son proteínas transportadoras que se unen a la molécula y sufren
un cambio conformacional lo que permite pasar de un lado a otro
a la molécula incorporada
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2. Transporte Activo
Se realiza en contra de gradiente de concentración, de presión osmótica o
electroquímico. Implica consumo de energía. Lo realizan proteínas
transportadoras especializadas. Por ejemplo
- La Bomba Sodio- Potasio
- Las células animales tiene en su medio interno  K+ y en su
medio externo  Na+.
- La d.d.c se debe a la actividad de la bomba sodio-potasio que
bombea simultáneamente 3 iones sodio hacia el exterior y dos
iones potasio hacia el interior en contra de gradiente de
concentración, utilizando la energía del ATP (tiene actividad
ATPasa).
- Es una proteína transmembrana responsable del mantenimiento
del potencial de membrana ya que crea a ambos lados una
diferencia de carga. El exterior es positivo frente al interior que es
negativo.
B. Transporte de Moléculas de elevado Peso molecular
En este tipo de transporte juegan un papel importante las “vesículas
revestidas. Denominadas así por su revestimiento exterior de clatrina
(proteína).
Se conocen tres tipos: endocitosis, exocitosis y transcitosis
A. Endocitosis
La célula capta partículas del medio externo mediante invaginación de la
membrana ( la cara interna de la membrana en la zona que se invagina está
unida a clatrina) en la que se engloba la partícula a ingerir.
Después se produce la estrangulación de la invaginación formándose una
vesícula.
Los lisosomas se unen a la vesícula para digerir la partícula para su
posterior utilización por la célula.
Según la naturaleza y el tamaño de las particulas puede ser:
- Pinocitosis o endocitosis de fase fluida: ingestión de líquidos y
partículas en disolución. Vesículas revestidas de pequeño tamaño
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- Fagocitosis o endocitosis de fase sólida: ingestión de
microorganismos o restos celulares. Vesículas revestidas de gran
tamaño
B. Endocitosis mediada por receptor
Sólo se endocita la sustancia que previamente se a unido a un receptor de
membrana. Una vez formado el complejo ligando receptor el proceso es
semejante al de endocitosis.
C. Exocitosis
Las moléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas son transportadas
hasta la membrana plasmática para su expulsión al exterior.
Una vez que la vesícula llega a la membrana se une a ella formando un
poro que permite la salida del contenido de la vesícula.
Este proceso requiere calcio y proteínas como la calmodulina y anexinas.
En toda célula hay un equilibrio entre la endocitosis y la exocitosis para
mantener la membrana y el volumen celular.
D. Transcitosis
Paso de sustancias a través de una célula de un polo celular a otro. Implica
doble proceso de endocitosis- exocitosis.
12.4. DIFERENCIACIONES DE MEMBRANA
- Son de 2 tipos: microvellosidades y uniones intercelulares.
A. Microvellosidades
- Son extensiones digitiformes que se localizan en la superficie de
muchas cels animales que necesitan aumentar el área superficial (p.e. las
intestinales). Sólo se observan a m.e.
- La zona central de cada microvellosidad contiene un haz de filamentos
de actina que se extiende desde el extremo hasta el interior de la célula
- Los filamentos y la red que hay en el interior dan consistencia a la
microvellosidad
B. Uniones intercelulares
- En algunos tejidos como el epitelial son muy abundantes. Sólo pueden
visualizarse al m.e.
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- Para clasificarlas se utilizan 2 conceptos: la distancia entre membranas y
la extensión de la unión.
- Según la extensión de la unión puede ser:
- Zónula: Si es una banda que rodea toda la célula como un cinturón.
- Mácula: si es una unión puntual
- Según la distancia entre las células:
- Ocludens íntima o estrecha: No hay separación entre las células.
- Adherens: Hay cierta distancia entre las células contiguas (20-30
nm).
- Atendiendo a su estructura y función se clasifican en: Uniones estrechas
o de oclusión; uniones de anclaje y uniones de comunicación
*Uniones estrechas impermeables o de Oclusión “Zónula Ocludens”:
.-No hay separación intercelular aparente entre cels adyacentes
. -Sellan entre si las cels mediante hebras continuas de proteínas
transmembrana, de modo que impide el paso de moléculas.
.- Se encuentran entre células endoteliales, cels del epitelio intestinal.
*Uniones de Anclaje adherentes o desmosomas
. Hay cierta distancia entre las cels contiguas.
. Unen mecánicamente las cels a sus vecinas o a la matriz extracelular
Pueden ser:
- Zónula adherens o desmosomas en banda: En las que se conectan
fibras de actina del citoesqueleto de las cels contiguas a través de
glucoproteínas transmembrana
- Mácula adherens o desmosoma puntual: Se conectan filamentos
intermedios del citoesqueleto , principalmente de citoqueratina.
- Hemidesmosoma: Une la célula a la matriz extracelular . La
estructura del desmosoma aparece sólo en la célula.
*Uniones de Comunicación
- Permiten el paso de señales químicas o eléctricas entre cels
adyacentes. Deja entre las membranas plasmáticas un paso de 2nm
lo suficientemente ancho para el paso de moléculas.
- Hay dos tipos: las uniones tipo “gap” y los “Plasmodesmos”.
- Las uniones tipo “gap” son muy complejas. La unión es a traves de
proteínas transmembrana denominadas “conexones” que forman un
canal contínuo entre cels adyacentes. Unión muy íntima.
- Los “Plasmodesmos” son exclusivos de cels vegetales. Son
conductos citoplasmáticos que atraviesan la pared celular y
mantienen unidas a las cels de las plantas. Están recubiertos de
membrana plasmática y contienen una estructura tubular fina
derivada del R.E.L.
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12.5 GLUCOCALIX
- Todas las cels eucariotas tienen glúcidos en su superficie.
- Estas moléculas sólo se localizan en la hemicapa externa proyectados
hacia fuera.
- Sus funciones son:
. Reconocimiento entre cels de un tejido
. Intervienen en la fecundación (reconocimiento celular específico)
. Intervienen en los procesos infecciosos (las bacterias se adhieren a su
superficie)
. Rechazo en los trasplantes e injertos, funcionan como antígenos y son
característicos de cada individuo.
12.6. PARED CELULAR
- La pared celular vegetal es una capa que rodea a la cada una de las cels
de cualquier vegetal
- Al desarrollar paredes celulares rígidas, las cels vegetales han perdido la
capacidad de desplazarse y de desarrollar órganos sensoriales y un
sistema nervios para la transmisión rápida de mensajes.
A.composición y estructura
- Está compuesta por fibras de:
* Celulosa:
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.Es mayoritaria en la pared
.Las moléculas de celulosa se unen entre sí de forma paralela
por puentes de hidrógeno y forman microfibrillas
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* Hemicelulosa:. Término que engloba a un grupo heterogéneo de
polisacáridos ramificados que se unen entre sí y a las microfibrillas de
celulosa.
* Pectinas: también ramificadas
*Glucoproteínas
- La estructura de la pared vegetal muestra varias capas que del exterior al
interior son: lámina media, pared primaria, y pared secundaria.
- La “Lámina Media” es la primera capa segregada y se forma en la
última etapa de la división celular. Es común a las 2 cels y está formada
principalmente por pectinas.
- La “Pared Primaria” es delgada y rígida. Consta de celulosa,
hemicelulosa y pectina. Contiene agua.
- La “Pared Secundaria” no la poseen muchas cels (meristemos,
secretoras, fotosíntéticas). Es una capa gruesa y rígida que aparece
cuando cesa el crecimiento celular, en las cels especializadas en
funciónes de soporte o conducción. Contiene más celulosa que la
primaria y menos agua.
En la pared se dan “punteaduras” que permiten el paso de sustancias de una
cel a otra. Son zonas finas de la pared formadas sólo por lámina media y
pared primaria muy delgada y no poseen pared secundaria.
B.modificaciones de la pared
- Se puede impregnar de sustancias como lignina, suberina, cutina y
ceras.
- La lignina se deposita en las paredes de cels con función de soporte y
conducción, dando rigidez a la pared.
- La suberina, cutina y ceras son hidrófobas e impermeabilizan las
paredes de los tejidos epidérmicos. La suberina da lugar al suber o
corcho.
C. funciones de la pared
- Realiza funciones de transporte, protección y esqueléticas.
- Como las macromoléculas no pueden atravesarla, las plantas
intercambian sustancias a través de punteaduras y plasmodesmos.
- La resistencia mecánica de la pared permite a las cels vegetales
sobrevivir en un medio extracelular hipotónico respecto al interior
celular.
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