Membrana Celular: El Modelo del Mosaico Fluido
Estructura
La membrana plasmática, bajo el microscopio electrónico, se observa como dos bandas oscuras que separan una capa clara. Lejos de ser una estructura rígida, la membrana es fluida, y se describe como un mosaico fluido. En este modelo, propuesto por Singer y Nicholson en 1972, la bicapa lipídica actúa como una red cementante, donde las proteínas se encuentran embebidas o interactuando entre sí y con los lípidos, debido a la naturaleza anfipática de ambas sustancias. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente, y su distribución es asimétrica.
Funciones
- Barrera selectiva: Limita la célula y regula el intercambio y transporte de sustancias.
- Control de gradientes electroquímicos: Produce y controla la diferencia de carga y concentración a ambos lados de la membrana, lo que permite generar energía.
- Comunicación celular: Participa en el intercambio de señales.
- División celular: Juega un papel crucial en la división celular.
- Inmunidad celular: Contribuye a la inmunidad celular.
- Transporte de macromoléculas: Facilita la endocitosis y la exocitosis.
Composición Química
La membrana celular está compuesta principalmente por proteínas (60%) y lípidos (40%).
Lípidos
Se distribuyen de forma asimétrica y heterogénea. Incluyen fosfolípidos, glucolípidos y esteroles. Los lípidos pueden realizar los siguientes movimientos:
- Rotación
- Difusión lateral
- Flip-flop
Proteínas
Confieren a la membrana sus funciones específicas. Pueden ser estructurales, de reconocimiento, de adhesión, o estar implicadas en el transporte y metabolismo celular. La mayoría son globulares. Se clasifican según su ubicación y tipo de unión:
- Proteínas integrales: Se asocian íntimamente a la membrana mediante enlaces hidrófobos o covalentes.
- Proteínas transmembranales o intrínsecas
- Proteínas periféricas o extrínsecas: Unidas a la membrana mediante enlaces iónicos o de hidrógeno, se separan fácilmente de ella.
Glúcidos
Oligosacáridos unidos a proteínas o lípidos, localizados en la cara externa de la membrana, forman el glucocálix, con importantes funciones.
Transporte de Moléculas
Moléculas de Bajo Peso Molecular
Transporte Pasivo
- Difusión simple:
- Sustancias solubles sin carga se deslizan entre los fosfolípidos.
- Proteínas canal permiten el paso de sustancias polares e iones.
- Difusión facilitada: Se realiza mediante proteínas transportadoras que se unen a la molécula, cambian su conformación y permiten el paso.
Transporte Activo
Se realiza en contra de gradiente (de concentración, osmótico o eléctrico) y consume energía. Ejemplo: la bomba sodio-potasio, que bombea tres iones de Na+ hacia el exterior y dos iones de K+ hacia el interior simultáneamente.
Transporte de Moléculas de Elevada Masa Molecular
- Endocitosis:
- Pinocitosis: Ingestión de fluidos o partículas disueltas.
- Fagocitosis: Ingestión de sólidos grandes.
- Endocitosis mediada por receptor: Requiere un receptor en la membrana para la sustancia a ingerir.
- Exocitosis: Liberación del contenido de una vesícula al fusionarse su membrana con la membrana plasmática.
- Transcitosis: Conjunto de fenómenos que permite a una sustancia atravesar el citoplasma celular.
Pared Celular Vegetal
Composición Química
- Celulosa
- Matriz amorfa: Compuesta principalmente por pectina y hemicelulosa.
Estructura
- Lámina media: Capa más externa, primera en formarse, compartida con células adyacentes, compuesta por pectina y proteínas, y puede presentar plasmodesmos (puentes de intercomunicación celular).
- Pared primaria: Situada debajo de la lámina media, con aspecto fibrilar, característica de células en crecimiento.
- Pared secundaria: Capa más interna, presente en células de tejidos de soporte o vasculares, se forma al cesar el crecimiento, compuesta principalmente por fibras de celulosa ordenadas en estratos.
Funciones
- Rigidez y resistencia
- Sostén celular
- Unión de células adyacentes
- Mantenimiento del equilibrio osmótico
- Impermeabilización y prevención de la pérdida de agua
- Barrera contra agentes patógenos