Unidad 7

La envoltura celularLa envoltura celular

I.E.S. Los BolichesBiología 2º Bachillerato

1. La membrana plasmática2. Especializaciones de la membrana plasmática: uniones intercelulares3. Transporte de pequeñas moléculas a través de la membrana4. Transporte de macromoléculas y partículas5. Glicocáliz o cubierta celular6. Pared celular

1.- La membrana plasmática

Es una envoltura continua que delimita la célula y le confiere su individualidad al separarla de su entorno.

Todas las membranas biológicas, ya sea la membrana plasmática o las membranas internas de las células eucariotas, tienen una estructura general común: bicapa lipídica en la que se incluyen proteínas y glúcidos.

Lípidos y proteínas => Componentes mayoritarios. Tipos diversos

Glúcidos: unidos a proteínas y lípidos.

1.- La membrana plasmática

Lípidos de membrana Estructura básica: bicapa

-Fosfoglicéridos-Esfingolípidos-Colesterol (c.animal), estigmasterol (c.vegetal) – ergosterol (hongos)

(Debido a que son anfipáticos)

Tipos

Propiedades

- Autoensamblaje- Autosellado- Fluidez- Impermeables a iones y a la mayoría de moléculas polares (actúa de barrera)

1.- La membrana plasmática

-Fluidez: debido a que las moléculas tienen libertad de movimiento

-Difusión lateral-Giro alrededor del eje longitudinal-Flexión de las cadenas hidrocarbonadas-Difusión desde una capa a otra (“flip-flop”)

Movimiento de las moléculas lipídicas

En la fluidez influye mucho los tipos de ácidos grasos (recuérdese que la longitud de la cadena y el grado de saturación influyen en el p.f.).

Lípidos de membrana

1.- La membrana plasmática

-Transportan moléculas.- Receptores de señales químicas externas y transmisores de señales internas.- Enzimas: catalizan reacciones químicas de membrana.- Puentes estructurales entre citoesqueleto y/o matriz extracelular.

Funciones

Proteínas de membrana

1.- La membrana plasmática

Tipos según su posición en la bicapa:

Proteínas de membrana

-P. integrales o transmembrana

- P. periféricas: p.ej. Enlazadas covalentemente a lípidos (=> lipoproteínas)

-De paso único-De paso múltiple

Movilidad: Lateral o bien sin movilidad. No suele haber “flip-flop”

1.- La membrana plasmática

El modelo de MOSAICO FLUIDO

Singer y Nicolson (1972)-Lípidos y proteínas en mosaico-Estructura fluida-Asimétrica Asimetría alta en proteínas

También asimetría en lípidosAsimetría total en glúcidos: sólo en exterior

1.- La membrana plasmática

Funciones

-Confiere a la célula su individualidad al separarla del entorno. No es una simple pared, sino que constituye una barrera de permeabilidad muy selectiva, que controla el intercambio de sustancias y regula la composición iónica y molecular del medio interno.-Controla el flujo de información entre la célula y su medio, ya que contiene receptores específicos para los estímulos externos. Algunas membranas generan señales que pueden ser químicas o eléctricas.-Proporciona el medio óptimo para el funcionamiento de las proteínas de membrana (enzimas, receptores y proteínas transportadoras). En medio acuoso, dispersas, estas proteínas difícilmente funcionarían.

2.- Especializaciones de la membrana plasmática: uniones intercelulares

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

No requiere energía Requiere energía

A favor del gradiente de concentración En contra del gradiente de concentración

Moléculas apolares o polares sin

carga de pequeño

tamañoO2

CO2

UreaEtanolAguaetc

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

Los canales iónicos sólo se abren de manera transitoria

(Compuestos polares más grandes)

Acuaporinas: permiten el paso rápido de las moléculas de agua

-Glucosa-Aminoácidos-Nucleótidos-Etc.

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

(permeasa)

PermeasaCambio conformacional de la permeasa

Puede darse una saturación (velocidad máxima de transporte)

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

TRANSPORTE ACTIVO: Con gasto de energía (ATP)

3.- Transporte de pequeñas sustancias a través de la membrana

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

Gracias a los lisosomas algunas células pueden digerir (destruir) partículas extrañas que pueda haber fuera de ellas. Incluso pueden destruir bacterias y virus mediante este mecanismo que se llama FAGOCITOSIS

BacteriaUno de los tipos de glóbulos

blancos, realizando la FAGOCITOSIS (captura y

destrucción) de una bacteria.

La bacteria es fagocitada

La bacteria es destruida

Glóbulo blanco

Pseudópodos

Núcleo

En las demás células no fagocíticas los lisosomas destruyen a los orgánulos viejos.

Interior de la célula

Fuera de la célula

Fuera de la célula

Aparato de Golgi Lisosomas

Los lisosomas digieren (hidrolizan) el material ingerido

Son “capturadas” grandes partículas

del exterior

Algunas sustancias pasan hacia el citoplasma

Membrana

Retículo EndoplasmáticoFAGOCITOSIS

EXOCITOSIS

(ENDOCITOSIS)

Fagosoma

Además de la fagocitosis, hay otras formas de endocitosis:

ENDOCITOSIS

EXOCITOSIS

FAGOCITOSIS

PINOCITOSIS

ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTOR

(líquidos)

DEFECACIÓN CELULAR

SECRECIÓN

(no confundir con excreción)

(no confundir con excreción)

(excreción = expulsión de residuos del metabolismo cuya acumulación resultaría tóxica. Los principales residuos metabólicos abandonan la célula mediante difusión, no por exocitosis)

(*)

(*)

(*)

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

4.- Transporte de macromoléculas y partículas

5.- Glicocáliz o cubierta celular

5.- Glicocáliz o cubierta celular

6.- Pared celularObservada por primera vez por Robert Hook en 1665 cuando estudiaba finos cortes de corcho.

Como estas preparaciones recordaban un panal, habló de celdas (cell), de ahí el nombre de célula.

6.- Pared celular-Exclusiva de células vegetales.-Mucho más gruesa que la membrana plasmática, situándose por fuera de ella, sobre su superficie.

CelulosaLa biomolécula orgánica más abundante del planeta, pues forma parte de la pared celular vegetal. 15000 moléculas de glucosa unidas por enlaces O-glicosídicos beta (1->4) en cadenas lineales no ramificadas. El enlace beta (1->4) le otorga gran resistencia frente a la presión osmótica.

Insoluble en agua pero muy hidrófila, por los puentes de

hidrógeno.

La mayoría de los animales no pueden digerir la celulosa por carecer de enzimas capaces de romper el enlace beta (1->4). No obstante, los herbívoros (especialmente los rumiantes y termitas) poseen bacterias y protozoos simbiontes en su tubo digestivo capaces de hidrolizar dicho enlace.

( R E P A S O )

( R E P A S O )

HemicelulosaComponente de la P.C. vegetal (junto con celulosa y pectina). Es un polímero de xilosa, arabinosa y otros monosacáridos (heteropolisacárido).

PectinaPresente en la pared celular vegetal, al igual que la celulosa.Es un polímero de un derivado de la galactosa (homopolisacárido)Gran capacidad gelificante => componente fundamental de las mermeladas.

Lignina La palabra lignina proviene del término latino lignum, que significa madera; así, a las plantas que contienen gran cantidad de lignina se las denomina leñosas.Se caracteriza por ser un complejo aromático (no carbohidrato) del que existen muchos polímeros estructurales (ligninas).Después de los polisacáridos, la lignina es el polímero orgánico más abundante en el mundo vegetal. Es importante destacar que es la única fibra no polisacárido que se conoce.Este componente de la madera realiza múltiples funciones que son esenciales para la vida de las plantas. Por ejemplo, proporciona rigidez a la pared celular. Los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular.

Lignina

Cutina Es una macromolécula componente principal de la cutícula de las plantas terrestres. Es un polímero formado por muchos ácidos grasos de cadena larga, que están unidos unos a otros por uniones éster, creando una red rígida tridimensional.La cutina es formada y segregada por las células de la epidermis.

SuberinaEs un polímero producido por las paredes celulares de algunas células de las plantas y que es pobremente comprendido. Al igual que la cutina, la suberina es formada por ácidos grasos unidos por enlaces éster. La diferencia es que la suberina contiene ácidos dicarboxílicos, una mayor cantidad de componentes de cadena larga y una cantidad significativa de compuestos fenólicos como parte de su estructura.

CerasSon ésteres de ácidos grasos de cadena larga (14 a 36 átomos de C) con alcoholes también de cadena larga (de 16 a 30 átomos de C).

6.- Pared celular

Capas de la pared celular-Lámina media-Pared secundaria-Pared primaria

-Lámina media: formada principalmente por pectinas.-Pared secundaria: la 2ª en formarse, con 3 capas de microfibrillas paralelas de celulosa con distinta orientación entre las capas => rigidez y resistencia. Con frecuencia ligificada. Bajo contenido en agua.-Pared primaria: la 1ª en formarse. Con microfibrillas de celulosa dispuestas en forma reticular. Flexible: permite el crecimiento celular. Gran contenido en agua. En tejidos con células en división (meristemos) y también en células de hojas y en tejidos secretores.

6.- Pared celular

Origen de la pared celular

-Se origina tras la mitosis, durante la citocinesis

- Se forma a partir de las vesículas del complejo de Golgi que se sitúan en el plano ecuatorial. Al fusionarse estas vesículas su contenido forma la lámina media de las nuevas paredes y sus membranas forman la membrana celular. Entre la lámina media y la membrana, cada célula hija deposita

enseguida su pared primaria.

6.- Pared celular

Especializaciones de la pared celular -Punteaduras-Plasmodesmos

-Punteaduras: adelgazamientos de las paredes celulares-Plasmodesmos: conductos que atraviesan las paredes celulares

6.- Pared celular

Funciones de la pared celular

-Exoesqueleto: protege y da forma a la célula vegetal-Une las células entre sí-Permite la vida en un medio hipotónico: la célula se hincha y presiona contra la pared rígida, evitando así la entrada de más agua. La presión que ejerce la célula contra la pared se denomina turgencia y es vital para las plantas; es la principal fuerza impulsora de la expansión celular durante el crecimiento y es la causa de gran parte de la rigidez mecánica de la planta joven.-Lignificación=> porte erecto de las plantas leñosas y formación de vasos conductores.-Cutinización y suberificación = impermeabilización (evita la pérdida de agua).-Barrera defensiva contra agentes patógenos y sustancias.