LA MEMBRANA CELULAR Estructura y función

Características de la membrana celular o membrana plasmática Todas las células están rodeadas por una membrana celular externa que las limita. La membrana celular es una estructura viva que cumple varias funciones en las células 1)Permite regular el tránsito de materiales hacia dentro y hacia fuera de la célula. 2)Interviene en la composición química del citoplasma y en la captación selectiva de sustancias 3)La membrana celular permite el paso de algunas sustancias mientras que bloquea el paso de otras (es una estructura selectivamente permeable).

Ultraestructura de la Membrana celular ( Mosaico fluido. 1972) Esta formada por: Dos capas de fosfolípidos ( bicapa lipídica). Proteínas en forma de globo ( globulares) Oligosacáridos unidos a las proteínas y fosfolípidos hacia el lado externo. Concentraciones bajas de colesterol .

Transporte y movimiento de sustancias por la membrana celular Las sustancias se transportan por mecanismos diferentes por la membrana celular : Difusión simple: CO2 y O2. Osmosis: movimiento del agua. Difusión facilitada. De pequeñas moléculas como monosacáridos, aminoácidos y vitaminas. Transporte activo. Con gasto de ATP, es el caso de iones. Trasporte por vesículas: para moléculas mayores como proteínas, polisacáridos y otros . Existe: La endocitosis (fagocitosis, pinocitosis) y Exocitosis.

Mecanismos de transporte por la membrana celular Mecanismos Pasivos: Transporte de sustancias a favor de la gradiente de concentración ( desde zonas de mayor a menor concentración ) y sin gasto de energía en forma de ATP. Entre ellos están: 1)Difusión simple 2)Difusión facilitada 3)Osmósis 4)Diálisis Mecanismos Activos: Transporte de sustancias en contra de la gradiente de concentración ( desde zonas de menor a mayor concentración ) con gasto de energía en forma de ATP. Entre ellos están: Transporte activo Endocitosis Exocitosis

1) Difusión simple o pasiva. Movimiento de moléculas desde zonas más concentradas hacia zonas menos concentradas, sin ayuda, solo se realiza porque las moléculas están dotadas de movimiento ( Browniano). Este proceso se denomina difusión simple, por que no hay gasto de energía. El O2 y el CO2, como también otras moléculas pequeñas, se mueven fácilmente por la bicapa lipídica por diferencia de concentración, es decir, por difusión simple sin gasto de energía por parte de la célula.

2. Difusión facilitada. Tipo de difusión que se realiza con proteínas transportadoras o “carrier” denominadas permeasas. El carrier tiene un sitio activo al que se le une la molécula transportada. No gasta energía: ocurre a favor de la gradiente de concentración. Ocurre para moléculas complejas polares o hidrofílicas: glucosa, aminoácidos, vitaminas.

3) Osmosis La osmosis es un tipo especial de difusión simple. Es el paso de las moléculas de agua por una membrana semipermeable desde una región de mayor concentración de agua hacia una región de baja concentración de agua. El agua se escurre por finos poros hidrofílicos que dejan las proteínas integrales de la membrana celular. La osmosis, no gasta energía ( ATP) y permite el movimiento de agua por todas las células del organismo. Proceso de gran importancia para las células pues, todo lo que captan o eliminan está disuelto en agua.

En el esquema se muestra la osmosis. El movimiento de las moléculas de agua genera una fuerza denominada Presión Osmótica. La presión osmótica tiene considerable importancia en la vida de cualquier organismo, porque ella determina la cantidad de agua que entra y sale de sus células. Cuando la presión osmótica se hace 0 se habla de equilibrio osmótico

Soluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas Normalmente todas las células de un organismo se encuentran en un medio semejante a ellas. Según esto, la cantidad de agua que entra y sale de las células es esencialmente la misma, este equilibrio osmótico se produce cuando la solución que rodea la célula es isotónica con el contenido celular En un medio isotónico la concentración de las moléculas de agua es similar a ambos lados de la membrana plasmática. Medios isotónicos: Sangre, el suero fisiológico usado en los laboratorios (solución de NaCl al 0,9 % en agua), la savia de los vegetales, la linfa y otras soluciones.

Cuando natural o artificialmente la célula se halla en medios de concentración salina y de agua superior o inferior a la suya el equilibrio osmótico se rompe y se producen trastornos que pueden destruir a la célula por completo. Si la célula se encuentra en una solución Hipotónica , que tiene menor cantidad de solutos pero una gran concentración de agua por sobre el contenido celular Se traduce en que entran más moléculas de agua a la célula que las que salen, como resultado la célula se hincha y eventualmente puede llegar a reventar. La lisis o destrucción celular es provocado por el aumento de la presión osmótica en su interior.

En las células animales este proceso de destrucción celular se denomina Citólisis, en el caso especial de los glóbulos rojos de la sangre cuando se destruyen por el exceso de agua interior se denomina hemólisis. Si el medio en que se encuentra la célula es Hipertónico o sea, con mayor concentración de solutos y menor concentración de agua que el contenido celular, entonces el agua sale de la célula produciendo una deshidratación que produce su muerte, en el caso de las células animales se denomina Crenación, en el caso especial de las células vegetales se denomina plasmólisis.

Los efectos de la osmósis

Transporte activo Se realiza por proteínas carrier o “bombas”. Se efectúa en contra la gradiente de la concentración de los solutos transportados. Gasta energía (ATP). Se transportan iones (partículas polares). Es específico para las sustancias Presenta inhibición competitiva. Ejemplo de transporte. La bomba Na+ y K+.

La Bomba Na +y K+ Un ión Na se inserta con precisión en el carrier o bomba Un ATP, libera un P que se une al carrier, por efecto de la Ez. ATPasa (éste adquiere energía), liberándose ADP. Lo anterior determina que el carrier cambie de forma liberando el Na hacia fuera de la membrana. Un ión K en el lado externo de la membrana, se inserta en el carrier. De esta manera el carrier ofrece una mejor circulación para el K que para el Na. Se libera el P del carrier, induciendo a que éste recupere su forma inicial y el K es liberado en el citoplasma. El carrier queda en cndiciones nuevamente de repetir el proceso.

Comparación del transporte activo con el pasivo. ¿Qué diferencias puedes establecer al respecto?

Transporte por vesículas Es un proceso activo que implican cambios estructurales de la membrana celular. Permite el paso de macromoléculas: proteínas, polinucleótidos, virus e incluso otra célula a través de la membrana celular. Ocupa energía en forma de ATP. Existen dos formas: Endocitosis: fagocitosis, pinocitosis y la mediada por receptores Exocitosis.

Endocitosis . En la fagocitosis el contacto entre la membrana celular y una partícula sólida hace que la membrana se extienda alrededor de la partícula englobándole en una vacuola (fagosoma). Este proceso se llama fagocitosis y es la forma como se alimentan las amebas o como los glóbulos blancos devoran microbios. Si lo que se engloba es líquido el proceso se llama pinocitosis. El óvulo humano se alimenta así de las células nodrizas, lo mismo ocurre en unicelulares.

Exocitosis Vacuolas que se forman en el aparato de Golgi, migran hacia la membrana celulary se fusionan con esta expulsando de esta forma su contenido al exterior de la célula. Es la forma como las células glandulares expulsan sus secreciones. Es el proceso contrario a la endocitosis. También es un proceso que gasta energía en forma de ATP.

Endocitosis y exocitosis: comparación