La Membrana Plasmática y los Organelos Celulares

1. Membrana Plasmática

Fina película que rodea la célula y la separa del medio externo.

1.1. Estructura y Composición

Constituida por una doble capa de lípidos a la cual se asocian moléculas proteicas. La bicapa lipídica está formada por moléculas anfipáticas que están en un medio polar, por lo que disponen sus radicales polares hacia el medio acuoso y sus radicales lipófilos hacia los radicales lipófilos de la otra capa.

Está formada por:

• Fosfolípidos y Glucolípidos (tienen tendencia a girar sobre sí mismos y a desplazarse lateralmente por su monocapa)
• Colesterol (se dispone en los espacios que originan los ángulos de los ácidos grasos insaturados)
• Proteínas (se disponen de forma que los radicales polares quedan fuera de la membrana)

1.2. Propiedades

• Estructura dinámica (las moléculas se pueden desplazar lateralmente o fusionarse con cualquier otra membrana)
• Estructura asimétrica (solo se encuentra en la cara externa de la membrana de las células animales. Estos oligosacáridos son receptores de la membrana).

1.3. Funciones

• Mantener separados el medio acuoso exterior del medio acuoso interior
• Realizar los procesos de endocitosis y exocitosis
• Regular la entrada y salida de moléculas en la célula
• Regular la entrada y salida de iones
• Posibilitar el reconocimiento celular
• Realizar actividad enzimática
• Intervenir en la transducción de señales
• Constituir uniones intercelulares
• Constituir puntos de anclaje

2. Transporte a través de la Membrana

Se puede realizar por transporte pasivo (sin gasto de energía) y por transporte activo (que comporta consumo de energía).

2.1. Transporte Pasivo

Proceso espontáneo de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce del medio más concentrado al menos concentrado.

Se diferencian tres tipos de gradientes:

• Gradiente de concentración química (si hay una diferencia de concentraciones)
• Gradiente eléctrico (cuando hay diferentes cargas eléctricas)
• Gradiente electroquímico (diferencia de concentración y carga a la vez)

Se puede realizar de dos formas distintas:

• Difusión simple (Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente. Este transporte es más rápido cuanto más pequeñas sean las moléculas y mayor sea la diferencia de gradiente. Se realiza a través de la bicapa o por los canales proteicos)
• Difusión facilitada (se lleva a cabo gracias a la intervención de proteínas transmembranosas específicas para cada sustrato; que lo arrastran hacia el interior o exterior de la célula según sea el gradiente)

2.2. Transporte Activo

Lo realizan determinados tipos de proteínas de membrana. Necesita energía, aportada por las moléculas de ATP, y permite transportar sustancias en contra de un gradiente.

3. Endo y Exo

3.1. Endocitosis

Entrada de macromoléculas y pequeños cuerpos externos gracias a la formación de vesículas membranosas, en las que se integran.

Se inicia por medio de un control de la membrana que induce la formación de un sistema reticular de clatrina en un determinado sector de la membrana.

Se forma una red de clatrina que induce el surgimiento de un relieve membranoso revestido de ella, para formar la vesícula.

Algunas moléculas externas, al unirse con receptores específicos de la membrana plasmática, también inducen la formación de vesículas que las engloban, como es el caso de la endocitosis por receptor.

La gemación es un mecanismo similar de formación de vesículas, con sustancias específicas en su interior.

Las vesículas pueden integrarse en otros orgánulos o vaciarse al exterior.

3.2. Exocitosis

Mecanismo de expulsión de macromoléculas y pequeños cuerpos gracias a la fusión de la membrana de la vesícula que los contiene con la membrana plasmática.

La célula expulsa al exterior los desechos del metabolismo.

4. Retículo Endoplasmático

Sistema membranoso compuesto por una red de sáculos aplanados o vesículas que se extienden por todo el citoplasma y que se comunica con la membrana nuclear externa.

Sus funciones son la síntesis de proteínas y de lípidos, la adición a ellos de glúcidos y la transformación de las sustancias tóxicas en sus formas no tóxicas.

4.1. R.E.L. (Retículo Endoplasmático Liso)

Constituido por una red de túbulos, unidos al retículo endoplasmático rugoso, que se expande por todo el citoplasma.

Su membrana tiene una gran capacidad de enzimas, cuya actividad principal es la síntesis de lípidos.

Está muy desarrollado en las células musculares estriadas, en las células intersticiales de ovarios y testículos y en los hepatocitos.

4.1.1. Funciones del R.E.L.

• Síntesis de la mayoría de los lípidos que forman las membranas
• Almacén de los lípidos
• Transporte de lípidos
• Participa en los procesos de desintoxicación
• Interviene en algunas respuestas específicas de la célula

4.2. R.E.R. (Retículo Endoplasmático Rugoso)

Presenta ribosomas en su cara externa, denominada cara citoplasmática.

Está formado por cisternas comunicadas entre sí.

Presenta vesículas de transporte.

Se comunica con el R.E.L. y con la parte externa de la envoltura nuclear.

4.2.1. Funciones del R.E.R.

• Realiza la síntesis de proteínas que forman la membrana
• Fosfolípidos que forman la membrana
• Proteínas de secreción

5. Aparato de Golgi

Forma parte del sistema endomembranoso, se encuentra próximo al núcleo y rodea los centriolos.

5.1. Estructura

Formado por una o varias agrupaciones en paralelo de sáculos discoidales acompañados de vesículas de secreción.

Cada agrupación recibe el nombre de dictiosoma y presenta dos caras:

• Cara de formación: próxima al retículo rugoso
• Cara de maduración: orientada hacia la membrana citoplasmática

5.2. Funciones

• Transporte (principal responsable de transporte)
• Maduración, acumulación y secreción de proteínas (muchas proteínas varían su estructura)
• Glucosilación de lípidos y proteínas
• Síntesis de polisacáridos

6. Vacuolas

Forman parte del sistema endomembranoso.

6.1. Estructura

En las células animales, las vacuolas suelen ser pequeñas y generalmente se denominan vesículas.

Por el contrario, las vacuolas de las células vegetales suelen ser muy grandes.

Solo hay una o dos en cada célula y su membrana recibe el nombre de tonoplasto.

Se forman a partir de la unión de vesículas derivadas del retículo endoplasmático y del aparato de Golgi.

6.2. Funciones

• Acumular una gran cantidad de agua
• Almacenar reservas energéticas
• Almacenar productos de desecho
• Almacenar sustancias con funciones muy específicas
• Transportar sustancias entre orgánulos del sistema endomembranoso y entre estos y el medio externo