Membrana Plasmática y Envolturas Celulares
Mesosomas
Los mesosomas son repliegues de la membrana celular de las bacterias que se consideraban orgánulos. Sin embargo, se comprobó que eran deformaciones de la membrana inducidas por el método de preparación de las muestras para observar en el microscopio electrónico de transmisión (MET).
Proteínas de la Membrana
Tanto las proteínas integrales como las periféricas de la membrana plasmática llevan a cabo funciones muy importantes. Según las funciones que desempeñan, se clasifican en:
- Proteínas canal y proteínas transportadoras: Facilitan el transporte de sustancias a través de la membrana.
- Receptores celulares de ligandos específicos: Reconocen y se unen a moléculas específicas del exterior celular, desencadenando respuestas en la célula.
- Enzimas: Catalizan reacciones químicas en el entorno de la membrana.
- Proteínas de señalización: Implicadas en el reconocimiento y comunicación celular.
- Proteínas de anclaje del citoesqueleto: Conectan la membrana con el citoesqueleto, proporcionando soporte estructural.
- Anticuerpos: Tienen una función defensiva frente a patógenos o sustancias tóxicas.
Envolturas Celulares
Las envolturas celulares son entramados moleculares secretados por las células que las recubren y las integran en los tejidos. En las células animales son la matriz extracelular y el glucocálix. En las células de las plantas, algas, hongos y bacterias, es la pared celular.
Matriz Extracelular
La matriz extracelular es un conjunto de proteínas fibrosas y polisacáridos secretados al exterior por las células eucariotas animales y que las integra en los tejidos. Su composición difiere en cada tejido, pero en general tiene dos partes:
- Matriz fibrilar: Es una red de proteínas fibrosas. Entre ellas destacan el colágeno, que proporciona resistencia a la rotura, y la elastina, que proporciona elasticidad.
- Matriz amorfa: Es un gel acuoso formado principalmente por glucosaminoglucanos, como el ácido hialurónico, y proteoglucanos.
La matriz extracelular interviene en importantes funciones, como:
- La conexión de las células en los tejidos y órganos.
- Permitir la compresión y estiramiento de los tejidos.
- La regeneración tisular en caso de daño.
- El transporte de sustancias entre células.
Glucocálix
El glucocálix es un conjunto de glucolípidos y glucoproteínas que en algunas células animales forma parte de la cara de la membrana celular que está en contacto con el medio extracelular. Tiene varias funciones:
- El reconocimiento celular.
- La absorción celular.
- La protección mecánica y química de las células.
- El movimiento y la adherencia celular.
- El guiado de las células embrionarias durante su desarrollo.
Pared Celular
La pared celular es una envoltura resistente situada en el exterior de la membrana de las células eucariotas de las plantas, algas y hongos, y de las células procariotas como las de las bacterias.
La pared celular de las plantas tiene tres capas que se van formando a lo largo de la vida celular:
- Lámina media: Se compone sobre todo de pectina y es la primera capa que se forma cuando dos células vecinas la segregan a la vez.
- Pared primaria: Se forma después de la lámina media, entre esta y la membrana. Es una fina capa de fibras de celulosa, cementadas con una mezcla de agua, hemicelulosa, pectina, monosacáridos y proteínas. Permite el crecimiento celular dado que no es rígida.
- Pared secundaria: Es una gruesa capa que la célula segrega entre la membrana plasmática y la pared primaria solo cuando concluye su crecimiento. Se trata de una sucesión de capas de fibras de celulosa orientadas en distintas direcciones e impregnadas de lignina, suberina, cutina o sales minerales que la hacen resistente y rígida, de modo que impide su crecimiento celular.
La pared de los hongos es bastante rígida debido a que se compone de quitina, el mismo material que forma los exoesqueletos de los artrópodos. La pared celular de las bacterias es una envoltura rígida compuesta principalmente de peptidoglucano.
Función esquelética y protectora
Funciones de la Membrana Plasmática
La membrana plasmática desempeña varias funciones esenciales:
- Regula el intercambio de sustancias: Tiene una permeabilidad selectiva, lo que contribuye a la estabilidad del medio intracelular y a mantener un gradiente electroquímico a ambos lados de la membrana. Este gradiente es necesario para el control del volumen celular y para funciones específicas como la transmisión del impulso nervioso.
- Comunicación con el medio extracelular: Se realiza a través de receptores específicos que actúan como mensajeros químicos.
- Reconocimiento celular: Está implicado en múltiples funciones biológicas, como la defensa frente a infecciones o el crecimiento celular.
- Función protectora: Actúa como una barrera física que protege el contenido celular del entorno externo.
Transporte a través de la Membrana
Difusión
La difusión es un mecanismo de transporte pasivo mediante el cual pequeñas moléculas se desplazan a través de la membrana plasmática a favor de su gradiente de concentración sin requerir gasto energético. Mediante la difusión, las moléculas se mueven hacia dentro o hacia fuera de la célula desde la zona de mayor concentración hasta la zona de menor concentración hasta que las concentraciones se igualan. Existen dos tipos de difusión:
- Difusión simple: Es el mecanismo más sencillo. Mediante la difusión simple se transportan moléculas de pequeño tamaño, sin carga eléctrica y con carácter apolar.
- Difusión facilitada: Se transportan moléculas que por su tamaño o polaridad no pueden atravesar la membrana por difusión simple. La difusión facilitada requiere proteínas integrales de membrana y pueden ser de dos tipos: las proteínas canal y las proteínas transportadoras.
Proteínas Canal
Las proteínas canal presentan un carácter hidrofílico en su interior, formando un canal acuoso que permite el paso de sustancias. Un ejemplo de este tipo son los canales iónicos que permiten el transporte de pequeñas moléculas polares o con carga eléctrica. Por lo general, estos canales no se encuentran abiertos permanentemente, sino que se abren como consecuencia de un estímulo. En los canales regulados por voltaje, el estímulo es una diferencia de potencial, mientras que en los canales regulados por ligando, el estímulo es una molécula específica que se une a la proteína canal.
Proteínas Transportadoras
Las proteínas transportadoras transportan moléculas de forma muy selectiva. La molécula que se va a transportar se une a la proteína transportadora, induciendo en ella un cambio conformacional que permite el paso de la molécula al otro lado de la membrana. La molécula es liberada al otro lado y la proteína transportadora vuelve a su conformación original.