Sistema de Membranas Celulares: Estructura, Función y Transporte
Compartimentación celular
Célula y sistema de membranas: en cualquier célula eucariota existen dos formas de compartimentación: sistema interno de membranas (retículo endoplasmático, aparato de Golgi) y organelos membranosos (núcleo, mitocondrias, plastos, peroxisomas, lisosomas y vacuolas).
La compartimentación de la célula procariota ancestral de la eucariota supuso un importante paso evolutivo. La evolución de este sistema de membranas se realizó de dos formas:
- A partir de invaginaciones de la membrana celular, que habrían dado lugar al retículo, aparato de Golgi y lisosomas.
- A partir de relaciones de simbiosis entre los primitivos células eucariotas y bacterias que fueron ingeridas por estas. Esto explica que las mitocondrias y cloroplastos tengan doble membrana. Esta especial simbiosis es la que sirvió a Lynn Margulis para la teoría endosimbiótica.
La membrana plasmática
La membrana plasmática representa el límite entre el medio extracelular y el intracelular.
Composición química
Lípidos: existen 3 tipos (fosfolípidos, glucolípidos y esteroles). Presentan carácter anfipático y, en medio acuoso, forman bicapas. Les confieren posibilidad de movimiento y cierta fluidez. Movimientos lipídicos: de rotación, difusión lateral y flip-flop.
Proteínas: presentan movimiento de difusión lateral, con lo que contribuyen a la fluidez de la membrana. Pueden ser intrínsecas o extrínsecas.
Glúcidos: están representados por oligosacáridos, unidos covalentemente a proteínas y lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos. Se localizan en la cara externa.
Fisiología de la membrana
Fisiología de la membrana: impide el paso de moléculas solubles en agua y es permeable de forma selectiva. Función biológica: debe permitir el intercambio de moléculas para que la célula construya sus macromoléculas. Funciones: intercambio de sustancias, recepción de información y adhesividad celular.
Transporte de moléculas de pequeña masa molecular
Transporte pasivo: a favor de gradiente, sin consumo de energía. Difusión simple: deslizándose entre los fosfolípidos sin carga neta o con carga neta cero. Las proteínas de canal permiten el paso de sustancias con carga eléctrica, incluyendo pequeños iones. Difusión facilitada: se transportan moléculas polares (glucosa, nucleótidos, aminoácidos).
Transporte de elevada masa molecular
Transporte de elevada masa molecular: para este tipo de moléculas existen 3 mecanismos:
- Endocitosis: proceso por el que la célula capta partículas del medio externo; lo hace mediante la invaginación de la membrana, en la que se engloba la partícula para ingresar y se produce la estrangulación originándose una vesícula. Los lisosomas se unen a las vesículas para que el material ingerido sea degradado.
- Exocitosis: mecanismo por el que las macromoléculas contenidas en vesículas son transportadas desde el interior celular al exterior. La vesícula secretora se fusiona con la membrana plasmática para descargar su contenido. Se eliminan sustancias.
- Transcitosis: conjunto de fenómenos que permite a una sustancia atravesar todo el citoplasma celular.
Interacción célula-célula
Interacción célula-célula: en los organismos pluricelulares, las células se encuentran en contacto directo unas con otras. Se unen mediante uniones intercelulares.
Uniones comunicantes
Existen 2 tipos: sinapsis químicas y uniones de hendidura. La unión se realiza mediante conexiones, que son estructuras cilíndricas transmembranales de 6 moléculas de una proteína.
Uniones estrechas
Son regiones que impiden el paso de cualquier molécula entre las células. Las membranas de las células adyacentes se mantienen a modo de cremallera entre proteínas transmembrana de una célula y otra. Las proteínas implicadas son la cadherina, cingulina y las zonulinas.