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Estructura Celular: Membrana Plasmática

Estructura de la célula: toda célula eucariótica vegetal o animal esta constituida por tres partes fundamentales: a) Membrana plasmática, b) Citoplasma y c) Núcleo.

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaMembrana plasmática: es una delgada lámina o envoltura continua que rodea a la célula y la separa del medio externo. Está presente en todas las células eucariotas y procariotas y regula los intercambios de materia entre la célula y el exterior. Tiene un grosor muy delgado, pero se puede observar perfectamente con el microscopio electrónico; no es rígida, sino que permite movimientos y deformaciones.Todas las membranas biológicas, tanto las plasmáticas como las que rodean a los orgánulos (ribosomas, mitocondrias, etc.) que las poseen tienen la misma estructura.

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaLa composición química de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función que desempeñan o del tejido en la que se encuentren, pero se puede estudiar de forma general. La membrana plasmática:a) Lípidos: forman una doble capa denominada bicapa lipídica,b) Proteínas: unidas a la doble capa de lípidos y c) Glúcidos o carbohidratos: unidos a los lípidos o a las proteínas. Los lípidos y las proteínas son los componentes mayoritarios de la membrana, la cantidad y tipo de cada uno de ellos varia en las diferentes membranas.


Membrana plasmática: Los lípidos que forman las membranas plasmáticas representan, en promedio alrededor del 40% del peso de la misma.Los lípidos son anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol).

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaLos principales tipos de lípidos que forman la membrana son:a) Fosfolípidos (son los más abundantes), el colesterol (se sitúan entre los fosfolípidos, faltan en las células procariotas y dentro de las eucariotas abunda más en las animales que en las vegetales). resto de las moléculas de la membrana.


b) Glucolípidos (estos sólo se presentan en la monocapa externa y la fracción glucídica se dirige hacía el exterior). Los dos tipos son anfipáticos, es decir en ellos se diferencia una zona hidrófila polar y una zona hidrófoba apolar; por ello cuando se encuentran en un medio acuoso se disponen espontáneamente formando una bicapa que tiende a cerrarse sobre si misma, debido a que se enfrentan por sus extremos hidrófobos, mientras que los extremos hidrófilos quedan hacia el exterior. Esta bicapa lipídica constituye la estructura básica de la membrana y sirve de soporte para el


Proteínas: Representan por término medio el 52 % del peso de la misma. Las proteínas de la membrana son características de cada especie y en parte de cada tipo celular, y confieren a la membrana sus funciones específicas. Algunas intervienen en el transporte de moléculas, otras son enzimas e intervienen en el metabolismo, otras actúan como receptores de señales químicas del exterior, etc.La mayoría de las proteínas de la membrana son globulares y dependiendo de su disposición en la membrana se dividen en dos grupos:a) Proteínas integrales o intrínsecas: son proteínas que tiene una parte de la molécula incluida en la bicapa lipídica. Pueden atravesar dicha bicapa totalmente (proteínas transmembrana) o sólo parcialmente. Estas proteínas son anfipáticas, tienen una parte hidrófoba que es la que está incluida en la bicapa y otra parte hidrófila situada en el exterior de la bicapa. Estas proteínas están fuertemente unidas a los lípidos de la bicapa mediante enlaces hidrófobos y son difíciles de separar, por ello se denomina también proteínas integrales o intrínsecas, representan el 70 % todas las proteínas de la membrana.


b) Proteínas periféricas o extrínsecas: Son las demás proteínas de la membrana, se sitúan en la superficie de la misma, bien en la cara interna o en la externa. Estas proteínas se unen mediante enlaces no covalentes a proteínas transmembrana o a lípidos de la bicapa y por consiguiente se pueden separar con facilidad, por ello se denomina también extrínsecas.

Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.


Glúcidos o carbohidratos: los que se encuentran en la membrana son en su mayoría oligosacáridos, no están libres sino que están unidos a lípidos (glucolípidos) y a proteínas (glucoproteínas). Se sitúan en la cara de la membrana que da al medio extracelular y forman la cubierta celular o glucocáliz. Entre las funciones del glucocáliz hay que citar las siguientes:a) Protege la superficie celular de posibles lesiones; a la vez las confiere viscosidad facilitando el deslizamiento de las células móviles, como las sanguíneas.b) Interviene en los procesos de identificación celular, importantes en el desarrollo embrionario.c) Los glúcidos que forman parte de él, actúan como antígenos de superficie e inducen la producción de anticuerpos. d) Actúa como receptores de distintas moléculas (hormonas), agentes patógenos (virus), etc.

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaPropiedades: Entre las propiedades más importantes de la membrana plasmática destacan las siguientes:a) Fluidez: La membrana plasmática no es una estructura estática sino que tiene fluidez debido a que sus componentes (lípidos y proteínas) pueden moverse. Estos movimientos son posibles gracias a que no existen enlaces covalentes entre los lípidos que forman la membrana, ni tampoco entre éstos y las proteínas, la estructura se mantiene gracias a enlaces débiles (interacciones hidrofóbicas, electrostáticas, etc.).

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaLa fluidez es muy importante, de ella dependen muchas de las funciones de la membrana como por ejemplo el transporte de sustancias.En la fluidez influyen muchos factores entre los que destacan los siguientes:a) La temperatura. La fluidez aumenta a medida que aumenta la temperatura. b) Tipo de ácidos grasos de los lípidos de la membrana. Cuanto más cortas sean las cadenas de los ácidos grasos y más insaturaciones tengan mayor será la fluidez.c) Colesterol. El colesterol disminuye la fluidez de la membrana plasmática.


Asimetría: La membrana plasmática es asimétrica en cuanto a su composición, es decir las moléculas que forman la membrana no se distribuyen homogéneamente en toda ella, sino que lo hacen de forma desigual. Así, los fosfolípidos que hay en la bicapa lípidica no son los mismos en cada capa o varía la proporción en la que aparecen. Por otro lado, los glucolípidos y las glucoproteínas sólo se encuentran en la capa externa, con la parte glucídica dirigida hacia el exterior formando el glucocáliz. Igualmente, las proteínas se distribuyen de forma desigual, algunas son exclusivas de la capa externa mientras que otras lo son de la interna.


Impermeabilidad: La bicapa lipídica, debido a su interior hidrofóbico, confiere impermeabilidad a la membrana frente a la mayor parte de las moléculas hidrófilas, polares o con carga eléctrica, especialmente si son de tamaño grande. Las moléculas que atraviesan la bicapa son:a) Moléculas no polares como O2, N2, hormonas esteroides, etc.b) Moléculas polares sin carga de tamaño reducido como el agua, CO2 etc. Estas moléculas pasan libremente a través de vías que se abren en la bicapa debido a los movimientos moleculares.

Estructura Celular: Membrana PlasmáticaA través de la membrana se realizan todos los intercambios de materia con el exterior, tanto la captura de nutrientes como la eliminación de desechos; por lo que en las células se han desarrollado sistemas de transporte que permiten el paso de sustancias hidrófilas, ionizadas o de gran tamaño, en estos sistemas intervienen las proteínas de la membrana (mas adelante se tratará este tema).


Funciones: La membrana plasmática desempeña numerosas funciones entre las que destacan las siguientes:a) Actúa como una barrera con permeabilidad selectiva, controlando el intercambio de sustancias entre el exterior y el interior, regulando la composición iónica y molecular del medio intracelular.b) Son la tarjeta de identidad de las células, gracias a moléculas que se sitúan en ellas, que nos permiten saber a que grupo celular pertenecen.c) Intervienen en la transferencia de información entre el exterior y el interior celular gracias a la existencia en ella de receptores específicos.


d) Produce y conserva gradientes electroquímicos, responsables de la excitabilidad de las células.e) Delimita numerosos compartimentos intracelulares.f) En ella se producen numerosas reacciones químicas, que son catalizadas por proteínas presentes en la misma.g) Interviene en los procesos de endocitosis y exocitosis (temas que se analizarán en las siguientes presentaciones).Las células vegetales, además presentan otra membrana gruesa formada por celulosa, denominada pared celular, cuya estructura y composición química varían de acuerdo al tejido y a la función que realiza.

Estructura Celular: Pared CelularPared celular:Concepto: La pared celular es una envoltura gruesa y rígida que rodea externamente la membrana plasmática de las células de algunos organismos como las plantas, los hongos, las algas y las bacterias. En estos individuos tiene distinta composición.Composición: En células vegetales se diferencian dos componentes en la pared celular:a) Las fibras de celulosas: son el componente más abundante. Están formadas por la agrupación de moléculas de celulosa que se unen mediante puentes de hidrógenob) La matriz. Rodea y une entre sí a las fibras de celulosa; esta formada por: pectina, hemicelulosa, glicoproteínas, agua y elementos minerales.

Estructura Celular: Pared Celular

Estructura: En las paredes celulares de las células vegetales se diferencian varias capas que van siendo segregadas por la propia célula a medida que va creciendo:a) Lámina media: Es la primera capa que se forma y por lo tanto la más externa, se sitúa entre las paredes primarias de las células adyacentes y es común a las dos células. Esta compuesta principalmente por pectina (polisacárido complejo).b) Pared primaria: Es delgada y semirrígida permitiendo el crecimiento. Se sitúa por debajo de la lámina media. Se sintetiza durante el crecimiento celular. Esta formada por fibras de celulosa que se disponen de forma reticular y una abundante matriz, en la que abunda mucho el agua más del 60 % es agua, además hay hemicelulosa y pectina.


c) Pared secundaria: la capa más gruesa y rígida, se sitúa debajo de la pared primaria, por lo tanto es la capa más interna. Se forma una vez que ha finalizado el crecimiento de la célula. Es muy rica en fibras de celulosa que se disponen ordenadas paralelamente lo que la confiere gran resistencia, la matriz es escasa, contiene poco agua (30 %) y hemicelulosa. Se suelen distinguir tres estratos o subcapas (externa, media e interna) que se diferencian por la distinta orientación de las fibras de celulosa.


Especializaciones de la pared celular: En la pared celular existen ciertas especializaciones que conectan a las células entre sí y con el medio que las rodea. Las principales especializaciones son:a) Punteaduras: son zonas de adelgazamiento de la pared celular, en ellas no existe pared secundaria y la pared celular esta formada solo por lamina media y pared primaria. Las punteaduras de una célula suelen situarse al mismo nivel que las de la célula vecina.

Estructura Celular: Pared Celularb) Plasmodesmos: son finos tubos intercitoplasmáticos, que atraviesan las paredes celulares y comunican entre sí el citoplasma de dos células adyacentes permitiendo el intercambio de líquidos con sustancias disueltas. Se pueden situar tanto en las punteaduras como en otros lugares de la pared.A través de los plasmodesmos la membrana plasmática de una célula se continúa con la de la célula vecina. En el centro de ellos hay un pequeño túbulo llamado desmotúbulo que es una prolongación del retículo endoplasmático liso.


Función: La pared celular desempeña las siguientes funciones:a) Constituye una especie de exoesqueleto que da forma a la célula y la protege de deformaciones mecánicas. b) Las paredes celulares de las células vegetales permiten que estos se puedan mantener erguidos.c) Permite vivir a las células vegetales en el medio hipotónico que las rodea, impidiendo que estas se hinchen y estallen.d) Gracias a ciertas especializaciones que hay en ella permite el intercambio de fluidos y la comunicación intercelular.

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