UNIDAD BIOLOGICA DE LA VIDA

1. MODULO DE HISTOLOGÍA BÁSICA
AUTOR : DR. EDGAR PAREDES M
LA CÉLULA
TEMARIO
1. Célula:
2. Estructura de la célula.
3. Membrana fundamental.
4. Citoplasma.
5. Protoplasma.
6. Organelos.
7. Núcleo.

2. Célula:
Unidad fundamental de vida. Es un cuerpo con volumen que transforma
energía y es capaz de transferir información.
Este concepto surge en este siglo ( en el s. XVIII se estudiaba ) pero se
revoluciona con el descubrimiento del microscopio electrónico, que tiene una gran
resolución ( puede separar 2 puntos muy cercanos y así ver con mayor
profundidad ). La rama que se ocupa de la célula es la Citología, muy nueva y
avanzada.
En los 30 se dudaba de lo que tenía la célula, pero hacen los postulados de
la teoría celular, con Schaum y Swan, que dice que la célula es la unidad
anatómica, o la unidad morfológica, o la unidad de origen ( porque si se divide una
célula, ninguna parte podrá sobrevivir por si sola ). En 1952 se añde el postulado
de que la célula es la unidad patológica.
Todo ser vivo está formado al menos por una célula.
La forma depende de su envoltura externa ( membrana fundamental), que
esta en todas las células. Si la membrana fundamental es gruesa, la célula tiene
una forma definitiva y si no, no. Por ello hay 2 tipos.
 Amorfa: ( la forma cambia ) ej: glóbulos blancos y amibas. Es mas delgada y
elástica.
 Forma definida: tiene todo tipo de formas, como de forma
estrelladaneuronas. Es mas gruesa y menos elástica.
El tamaño promedio en una célula es el tamaño microscópico pero tambien hay
más grandes. Desde 20 micros hasta 1500 micros.
ESTRUCTURA DE LA CELULA.
1. Membrana Fundamental
La envoltura externa que contiene a todo. Es estructura viva con actividad
metabólica fundamental. A veces hay adicionales.
2. Citoplasma: cuerpo de la célula
 Protoplasma: materia viva que contiene a los organelos.
 Retículo endoplásmico
 Mitocondrías
 Ribosomas
 Lisozomas
 Aparato de golgi
 Centriolos
 Plastos
 Cloroplastos
 Vacuolas
 Núcleo: cuerpo de la célula
 Membrana Carioteca
 Contenido
 Jugo nuclear
 Cromatina
 Nucleolos

3. MEMBRANA FUNDAMENTAL.
Es una estructura viva que se pensaba que no todas las células las tenían
por su delgadez, pero existe en todas las células de diferente grosor.
Tiene diversos grados de elasticidad, consecuencia de la forma. Sus
funciones son contener, dar forma, proteger y reaccionar a la célula con el medio.
Al descubrirse sus funciones se descubrió que al retirarla de la célula, esta
muere, por lo que sus funciones son vitales.
Cuando la estructura se vio en microscopio fotónico se encontró como una
línea continua y algunas interrupciones ( poros ), pero cuando se vio por
microscopio electrónic9o se encontraron 2 modelos básicos de estructura ( la
ultraestructosa ) por el acomodo molecular. Estos dos modelos son:
1. P-L-P
2. Daniels: dice que no hay tal orden sin que se encuentra un gel donde están las
partículas proteícas hacia fuera y las elásticas hacia adentrol, mientras que los
lípidos están en todo el modelo.
A fin de cuentas se cree que hay células de capa gruesa que corresponden as
PLP y las mas elásticas al de Daniels.
Fisiología de la membrana.
Si la membrana es la puerta de entrada y salida de todo en la célula. Y el
proceso de relación es intervenido por la fisiología especial a través de
mecanismos de la membrana. Hay 2:
Pasivos.
La membrana permite el paso de todo aquello que las leyes naturales
permitan, sin gasto energético de ATP ( Adenosin Trifosfato, la única forma de
energía que usan los seres vivos.
Un ejemplo es la entrada de partículas por osmosis pasan por la membrana
solo aquellas que tienen el tamaño de los poros. Tiende a entrar lo mas
concentrado afuera y a salir lo que esta menos concentrado dentro ( gradiente de
concentración ).
Activos.
Con gasto de ATP, por lo que son temporales y no se pueden mantener.
A veces intenta cerrar los poros o mandar fuera a sus enzimas para digerir
alguna partícula demasiado grande.
También puede cambiar los iones de la membrana para cerrar y evitar la
entrada de algún gas venenoso. A estos iones (generalmente NaOK) se le llama
bomba de NaOK.

4. CITOPLASMA.
Todo el contenido celular:
 Protoplasma: forma la materia de la célula.
 Núcleo
El protoplasma se puede dividir en protoplasma en si y en organelos.
(Cuerpos individualizados con funciones específicas). El protoplasma esta
estructurado de 2 maneras: abióticos ( partes del protoplasma no vivas ) y bióticos
( materia viva ).
PROTOPLASMA.
Los abióticos podrían ser el agua ( entre 70 a 97% ), azúcares, lípidos y
proteínas complejas ( enzimas y RNA ). Hay en conjunto sales minerales: Fósforo,
Potasio, Calcio, Sodio, etc.
Los bióticos están constituidos por proteínas específicas, codificadas por el
DNA. Estos constituyen a los organelos. La constitución antes dicha es cuando no
están en los organelos.
Características del Protoplasma.
1. Esta en estado coloidal.
2. Tiene irritabilidad ( respuesta a los estímulos ).
3. Tienen transformaciones de energía.
ORGANELOS.
Cuerpos individualizados del resto del protoplasma con funciones
específicas. Los organelos son a la célula como los órganos al cuerpo. Originarias
de la membrana.
Tienen compuestos bióticos y actividad metabólica.
a) RETICULO ENDOPLASMICO.
Se formó a partir de la membrana fundamental por lo que su ultraestructura
será PLP ó en gel. Esta por todo el interior celular, como una red, pero no toca
el núcleo. Dentro del retículo hay líquidos intersticiales ( de lo que hay afuera ),
por lo que tiene mucha mas superficie de selección la membrana comunica el
exterior con el núcleo ( es contiguo ). La membrana enrollada y por dentro.
Sostiene todo el interior, protegiendo.
Puede ser de 2 tipos:
 Liso ( el apenas descrito ).
 Granular ( cuando el retículo esta muy cerca de unos
corpusculosribosomas ).
b) MITOCONDRIAS.
En conjunto forman el condrioma,pero en unidad de mitocondrias. Hay 2
teorías sobre su origen: la primera, dice que provienen de la membrana
fundamental, cuando un brazo del retículo se rompió y se volvió un organo a
parte. La otra dice que en el proceso de formación de la célula, una de ellas
tomó una bacteria, la esclavizo hasta hacerla parte de ella ( origen bacteriano)
y se cree porque las mitocondrias tienen su propio ADN.
La otra teoría se cree porque la membrana de las mitocondrias tiene la
misma estructura que la de la membrana fundamental.

5. La estructura en el microscopio fotónico se ve como pequeñas salchichas y
la ultraestructura se ve igual pero formada por una membrana lisa externa y
una interna, plegada para tener mayor superficie de contacto. Las dos estan en
PLP o en gel. Su contenido tiene el enigma de su función. Su contenido se
llama matriz mitocondrial con enzimas oxidativas y DNA específico. Tiene gran
cantidad de ATP, por lo que se descubrió que realizan el ciclo de Krebs:
oxidasn, diferentes compuestos para obtener energía. Su función mas
importante es llevar a cabo el proceso de respiración. Son capaces de
codificarse a sí mismas.
c) RIBOSOMAS
Partículas de forma redondeadas presentes en la mayoría de las células y
que siempre están muy cercanas al retículo endoplásmico. La estructura y
ultraestructura coinciden por que se ven casi igual en los 2 microscopios.
Tienen una membrana PLP o gel ( se originan de la membrana ). Su función
depende del contenido: azúcares, ATP y RNA. Se supone que su función es
por el RNA y esta es la síntesis proteíca.
Síntesis proteíca: en los ribosomas, que tienen muchas cadena de RNA y
están detenidos en el retículo. Hay muchos aminoácidos.
El protoplasma necesita alguna proteína, por lo que una de sus enzimas
comunica al núcleo la falta de la proteína X. El núcleo abre el mensaje del DNA
para formar la secuencia de aminoácidos que formaran la proteína ( mas de 50
aminoácidos ). El mensaje negativo descifrado por el RNA se va al
protoplasma, y este se descifra por un RNA ( traducción positiva ).
d) LIZOSOMAS
Organelos redondeados ( de 1/3 del tamaño de los ribosomas ) en casi
todas las células. Son originarios de la membrana y su estructura y
ultraestructura coinciden. No teniendo estructura específicas, dependen de su
contenido: enzimas capaces de romper estructuras químicas ( lisas ).

6. Defienden a la célula destruyen partículas extrañas y la ayudan a realizar
procesos digestivos.
e) APARATO DE GOLGI
Es una formación descubierta por Golgi en los 60. Se determinó como una
estructura siempre presente, pero no del mismo tamaño o con la misma
posición. Algunas células tienen muy poco y otras mucho. Es originario de la
membrana. Por microscopio fotónico se ve como una mancha cerca del núcleo.
Esta mancha por miscrocopio electrónico se ve como una vesícula y una
cisterna ( son lo mismo pero la vesícula es hacia arriba y la cisterna es hacia
abajo ). Contiene secresiones especiales de los tejidos glandulares. Cuando
una glándula es no secretada, la presencia del aparato de Golgi, es casí nula
(y al revés). Se relaciona con la defensa.
f) CENTRIOLO
Una estructura grande ( 1/5 del núcleo ) que solo existe en células animales
( estructura específica ). Esta posicionada en cualquier punto alrededor del
núcleo ( se regula por el ) y a veces hay mas de 1 ( generalmente dos ). La
estructura por el fotónico es como una bolita muy resaltada cerca del núcleo.
La ultraestructura se ve como una membrana limitante ( origne de membrana)
y contiene grupos de fibras que la reconocen y de 3 en 3. En sentido ecuatorial
tiene 2 triadas. Su función es la formación de los asteres en o durante la
dilusión celular. Esto es muy importante porque en los asteres se emtern los
hilos del uso acromático. Los centriolos, para formar los asteres, comienzan a
girar las microfibrillas ecuatoriales para adelgazarse y así romperse. En los
vegetales hay ya un huso acromático.
g) PLASTOS
En el interior, las células pueden tener algunas partículas de color. No son
organelos, solamente son partículas que dan color ( la mielina, por ejemplo ).
Pero hay unos que son estructuras vivas llamadas cloroplastos y que se
encuentran en células vegetales. Realizan la fotosíntesis, tienen un origen de
membrana. Su forma y tamaño son variables a veces son redondeadas o
cilíndricos. Separados del contenido celular y su tamaño varía pero son
grandes y evidentes. Son muy refrigentes ( la luz pasa diferente ) y su color

7. verde propio es el que da color a la plante. La ultraestructura nos habla de una
estructuración interna constituída por una apilación de estructuras similares a
monedas. A estas se les llama grana y a cada una se le llama granum.
Funcionan como celdas fotoeléctricas ( acumulan energía solar ) para realizar
la fotosíntesis. Su eficiencia depende la estructura química de los granum que
h) VACUOLAS
Espacios dentro de la célula. En los tejidos vegetales duran toda la vida de
la célula y son almacenes de esencias, colores, azúcares, aceites,etc. En los
animales ( salvo en algunos protozoarios ) no persisten. Son disgestivas,
cuando en una célula joven animal se ven vacuolas que no digestionan, puede
estar enferma, degenerado poco vital. El conjunto de vacuolas vegetales se
llama vacuoma ( no puede existir en la animal ).
NUCLEO.
Estructura muy importante de la célula. Suelen ser 1/3 del tamañao de la
célula. Dirigen las funciones celulares. Muchas veces la división de la célula es
por la pérdida de relación y tamaño ente el núcleo y el resto de la célula.
Hay varias formas ( todas las imaginables ). Estrelladas, esfericas,
ovoides,etc. Ninguna célula sobrevive sin núcleo, a excepción las células de la
córnea de algunos mamíferos y la floema ( vasos conductore de las
traqueofitas ).
Generalmente es céntrico ( en el centro de la célula ), pero también hay en
otros puntos.
Sus funciones son vitales por ser el controlador celular, por lo que hay una
relación directa entre sus funciones y su estructura.
Por microscopio fotónico se ve un contenido no homogeneo limitado por
una membran PLP o gel (carioteca) y donde hay partes densas y claras. Puede
haber varios núcleos, llamados nucleolos.
Las partes analizadas en electrónico ( ultraestructura ) han dado que:
 Carioteca: puede ser PLP o gel ( el modelo que corresponda ).
 Jugo nuclear: una sustancia, mezcla de compuestos donde hay
azúcares, proteínas enzimáticas, lípidos y ATP.
 Cromatina: esta formado por cromosomas (estructuras individualizadas),
que son los que dirigen el funcionamiento celular.
 Nucleolos: constituidos por fibras. Forman el huso acromático. Tienen
RNA y ATP.
Lo mas importantes descubierto son los cromosomas.
CLASIFICACIÓN DE LAS CÉLULAS
CÉLULA EUCARIOTA

8. En la naturaleza existe una sorprendente diversidad de tipos celulares que,
a la vez, tienen una notable similitud. Cada célula es capaz de llevar a cabo
esencialmente los mismos procesos: obtener y asimilar nutrientes, eliminar los
residuos, sintetizar nuevos materiales para la célula y, en muchos casos, moverse
y reproducirse.
Las células eucariotas son más grandes y complejas que las células procariotas.
Su DNA nuclear se encuentra limitado por una envoltura o membrana nuclear o
carioteca que constituye un compartimento independiente denominado núcleo
celular. Poseen además de la membrana plasmática que las limita
externamente, una serie de sistemas membranosos internos, como el aparato de
Golgi, el retículo endoplásmico liso y el retículo endoplásmico rugoso.
Presentan otras organelas, delimitados por dos membranas, que cumplen
funciones específicas, como mitocondrias y cloroplastos, otras organelas
delimitadas por una sola membrana denominadas lisosomas, peroxisomas y
vacuolas y otras, sin membranas, los ribosomas. También se encuentran
corpúsculos o inclusiones intracelulares.
Las células están envueltas en una membrana -llamada membrana plasmática-
que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma o citosol. En su
interior tienen lugar numerosas reacciones químicas que les permiten crecer,
producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama
metabolismo. Todas las células contienen información hereditaria codificada en
moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); ubicadas principalmente en el
núcleo, esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción
y el paso de los caracteres a la descendencia.

9. En cuanto a su color, originariamente las células son incoloras; cuando presentan
color se debe a pigmentos incluidos en su estructura, como por ejemplo los
glóbulos rojos que son rojizos por la hemoglobina, las células epidérmicas más o
menos oscuras por la melanina, las células vegetales son verdes por la clorofila.
MEMBRANA PLASMÁTICA
La membrana plasmática es la parte externa de la célula que envuelve al
citoplasma. Permite el intercambio de agua, gases y nutrientes y elimina los
elementos de desecho, entre la célula y el medio que la rodea. Es decir que su
función es delimitar el territorio de la célula y controlar su contenido químico.
La composición química de la membrana es de naturaleza lipoproteica. Los lípidos
forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y
asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a
la membrana un elevado grado de fluidez, de ahí la denominación de "mosaico
fluido".
COMPOSICIÓN DE LA MEMBRANA PLASMATICA
La membrana plasmática de una célula animal típica está compuesta por un
50% de lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como las proteínas son
mucho más voluminosas que los lípidos hay 50 moléculas de estos últimos por
cada molécula de proteína.

10. Lípidos de la membrana: aproximadamente el 75% de los lípidos son
fosfolípidos, es decir, lípidos que contienen fósforo. En menor proporción se
encuentra el colesterol y los glicolípidos, que son lípidos que contienen uno o
varios monosacáridos unidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa de carácter
anfipático. Esta denominación surge por la presencia de una cabeza hidrófila y
una cola hidrófoba. La cabeza está formada por un fosfato de un compuesto
nitrogenado (colina o etanolamina) que tiene afinidad con el agua y las colas
formadas por ácidos grasos que repelen el agua. Las moléculas de esta bicapa
están orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están próximas al citosol y
al líquido extracelular y las colas se enfrentan hacia el interior de la membrana.
Los glicolípidos (5% de los lípidos de membrana) son también anfipáticos y se
encuentran sólo en la parte extracelular de la membrana. Son importantes para
mantener la adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a la
comunicación y reconocimiento entre células. Son el blanco de ciertas toxinas
bacterianas. Uno de los más importantes glicolípidos de membrana es el
galactocerebrósido, uno de los principales componentes de la mielina, que
produce el aislamiento lipídico de las fibras nerviosas. Los restantes 20% de
los lípidos de la membrana están constituídos por moléculas de colesterol que
se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Las
moléculas de colesterol confieren una mayor fortaleza a las membranas
aunque disminuyen su flexibilidad. Las membranas de las plantas carecen de
colesterol.
La capa de fosfolípido es dinámica porque las moléculas de lípidos resbalan de
un lado para otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente,
la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al retirar esta el orificio
se cierra.
Proteínas de membrana: Según su ubicación en la membrana pueden ser de 2
tipos:
1. Proteínas integrales o transmembranosas: son aquellas que se
encuentran en la membrana y pueden aparecer a ambos lados de la capa de
fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteínas (proteína
conjugada), proteínas que tienen unidos uno o varios monosacáridos. La parte con
carbohidrato de la molécula está siempre al exterior de la célula.
2. Proteínas periféricas: éstas no se extienden a lo ancho de la bicapa
sino que están unidas a la superficie interna o externa de la membrana y se
separan fácilmente de la misma.
Funciones de las proteínas de membrana:
Forman Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que
actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de
la célula.
Sirven como Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para
dar paso a determinados productos (véase "Transporte de materiales a través de
la membrana")
Actúan como Receptores: Son proteínas integrales que reconocen
determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden

11. identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante
para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.
Sirven como Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se
encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los
filamentos del citoesqueleto.
Sirven como Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y
glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células
provenientes de otro organismo
(transplantes, transfusiones sanguíneas, etc.)
FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Las funciones de la membrana son:
Proteger el interior de la célula frente al líquido extracelular que tiene una
composición diferente.
Dar Forma. Controlar la entrada y salida de nutrientes, iones u otros
materiales específicos. Permitir la comunicación con otras células a través
de las hormonas, neurotransmisores, enzimas, anticuerpos, etc.
PROPIEDADES DE LA MEMBRANA PLÁSMATICA
Gradiente electroquímico: se debe al diferente número de iones (partículas
cargadas) del líquido extracelular respecto del citosol. En el líquido extracelular los
iones más importantes son el Na+ y el Cl-, mientras que en el interior de la célula
predomina el K+ y fosfatos orgánicos aniónicos. Como resultado de esto, existe
una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana (potencial de
membrana) que se mide en voltios. El voltaje en las células vivas es de -20 a -200
mV (milivoltios), representando el signo negativo que el interior es más negativo
que el exterior. En estado de reposo los iones de K+ difunden a través de la
membrana plasmática desde el citoplasma celular hacia el líquido extracelular. La
permeabilidad de la membrana a los iones de K+ es mucho mayor que el influjo de
Na+. Esto da como resultado una diferencia de potencial estable de alrededor de -
80 mv que pueden medirse a través de la membrana ya que el interior es negativo
en relación al exterior. Este potencial se conoce como potencial de reposo.
Cuando una célula es excitada (estimulada) por un medio eléctrico, mecánico o
químico, ocurre un rápido cambio de permeabilidad de la membrana a los iones de
Na+, estos iones difunden desde el líquido extracelular a través de la membrana
plasmática hacia el citoplasma celular. Esto induce a que la membrana se
despolarice progresivamente. La súbita entrada de iones Na+ seguida por la
polaridad alterada produce determinado potencial de acción que es de
aproximadamente +40 mv. Este potencial es muy breve (5 nseg) ya que muy
pronto la mayor permeabilidad de la membrana a los iones de Na+ cesa y
aumenta la permeabilidad de los iones K+, de modo que estos comienzan a fluir
desde el citoplasma celular y así el área localizada de la célula retorna al estado
de reposo.

12. Permeabilidad selectiva: la membrana plasmática regula la entrada y salida de
materiales, permitiendo la entrada de unos y restringiendo el paso de otros. Esta
propiedad se llama permeabilidad selectiva. La membrana es permeable cuando
permite el paso, más o menos fácil, de una sustancia. La permeabilidad de la
membrana depende de varios factores relacionados con las propiedades físico-
químicas de las sustancias:
 Solubilidad en los lípidos: Las sustancias que se disuelven en los lípidos
(moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana
dado que esta está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos.
 Tamaño: la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través
de la membrana, sólo un pequeño número de moléculas no polares de
pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos.
 Carga: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones
normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias
cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una
proteína transportadora.
La permeabilidad de una membrana depende de la naturaleza de las proteínas
de membrana existentes: En general, los canales y las proteínas transportadoras
son altamente selectivas permitiendo el paso a una única sustancia.
TRANSPORTE DE MATERIALES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS
PLASMATICAS
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas
son esenciales para la vida y la comunicación de las células.
Para ello, se distinguen dos procesos:
1. Transporte pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia
cruce la membrana plasmática.
2. Transporte activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía para
hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular.

13. Transporte pasivo: es un proceso de difusión de sustancias a través de la
membrana. se produce siempre a favor del gradiente, es decir, desde donde hay
más sustancias hacia el medio donde hay menos sustancias. Este transporte
puede darse por:
 Difusión simple: es el paso de pequeñas moléculas a favor de un
gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de
canales proteicos.
1. Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas lipídicas
como las hormonas esteroideas, anestésicos como el éter y fármacos
liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno
atmosférico. Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el
agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por
difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis (ver
abajo).
2. Difusión simple a través de canales (2). Se realiza mediante las
denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na +, K+, Ca++,
Cl-. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno,
cuya apertura está regulada, por ejemplo por el ligando, como ocurre con
los neurotransmisores u hormonas, que se unen a una determinada región,
el receptor de la proteína de canal sufre una transformación estructural que
induce la apertura del canal.

14.  Osmosis: es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente
- el agua en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través
de una membrana semi-permeable. La membrana de las células es semi-
permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no permite el
paso de los iones y otros materiales. Si la concentración de agua es mayor (o
lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la
membrana que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase hacia
donde su concentración es menor. El movimiento del agua a través de la
membrana semi-permeable genera una presión hidrostática llamada presión
osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el
movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable que
separa dos soluciones de diferentes concentraciones. La ósmosis puede
entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones
de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de una célula
(por ejemplo un glóbulo rojo o hematíe), ésta debe estar rodeada de una
solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta
solución es la misma en ambos medios de la célula (interior-exterior). En
condiciones normales, el suero salino normal (0.9% de NaCl) es isotónico
para los hematíes. Si los hematíes son puestos en una solución que contenga
menos sales (se dice que la solución es hipotónica), dado que la membrana
celular es semi-permeable, sólo el agua puede atravesarla. En la solución
hipotónica, la concentración de agua es mayor, entonces el agua entra en el
hematíe con lo que éste se hincha, pudiendo eventualmente estallar (este
fenómeno se conoce con el nombre de hemólisis). Por el contrario, si los

15. hematíes se llevan a una solución hipertónica (con una concentración de
sales superior a la del hematíe) parte del agua de este pasará a la solución
produciéndose el fenómeno de crenación y quedando los hematíes como
"arrugados" o “deshidratados”.
 Difusión facilitada (3): Permite el transporte de pequeñas moléculas polares,
como los aminoácidos, monosacáridos, etc., que al no poder atravesar la
bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso.
Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas
que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura
que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.
Transporte activo (4): En este proceso también actúan proteínas integrales de
membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP, para transportar las
moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se
realiza en contra del gradiente electroquímico.
 Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na+/K+, y la bomba de Ca+. La
bomba de Na+/K+ requiere una proteína transmembranosa que bombea Na+
hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. Esta proteína actúa
contra el gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el ATP
para obtener la energía necesaria para el transporte. Por este mecanismo, se
bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior, con la hidrólisis
acoplada de ATP.
El transporte activo de Na+ y K+ tiene una gran importancia fisiológica. De
hecho todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen
(y las células nerviosas más del 70%) para bombear estos iones.

16.  Transporte en masa: Cuando las moléculas son de gran tamaño, éstas son
transportadas mediante distintos tipos de vesículas y requieren de un gasto de
energía. Las células exportan muchas sustancias mediante vesículas formadas
en los complejos de Golgi. Cuando una vesícula alcanza la superficie celular,
su membrana se fusiona con la membrana de la célula, expulsando así su
contenido al exterior, este proceso es conocido por exocitosis. El transporte
por medio de vesículas o vacuolos, también puede operar en la dirección
contraria. En la endocitosis el material que se incorporará a la célula induce
una invaginación de la membrana, produciéndose una vesícula que encierra la
sustancia, esta sustancia es liberada en el citoplasma. Se conocen tres formas
de endocitosis:
 Fagocitosis: "células comiendo" cuando se incorporan sustancias sólidas.
 Pinocitosis: "células bebiendo ¨cuando se trata de una sustancia líquida.
 Endocitosis mediada por un receptor: las sustancias que serán
transportadas al interior de la célula deben primero acoplarse a las moléculas
receptoras específicas. Por ejemplo el colesterol es transportado por este
mecanismo.
ACTIVIDADES
1- Responda las siguientes preguntas:
a. Enumere las funciones de la membrana plasmática.
b. ¿Qué tipo de proteínas se diferencian en la membrana de acuerdo con el
modelo de "mosaico fluido"?. ¿Qué papel tienen en la actividad de la
membrana?.
c. ¿Qué tipos de sustancias pueden atravesar las membranas por difusión
simple?. ¿Se trata de un transporte activo o pasivo?. Justifique su
respuesta.
d. ¿Por qué se dice que la bomba de Na+/K+, es un mecanismo de transporte
activo?. ¿Cómo
contribuye este sistema de transporte a mantener la polaridad de las
membranas celulares?
2- Señale con una V si la respuesta es verdadera y con una F si es falsa.
 La estructura básica de las membranas biológicas está determinada por la
bicapa lipídica, pero sus funciones específicas, las llevan a cabo en su mayor
parte las proteínas. …
 El pasaje de agua a través de la membrana plasmática se realiza sin gasto de
energía pero requiere de la intervención de moléculas de ATP. …
 La membrana plasmática sólo deja pasar por transporte pasivo a las moléculas
no polares pequeñas como el O2. ….

17.  Los glicolípidos y glicoproteínas nunca se encuentran en el lado citoplasmático
de las membranas. …
 Las proteínas de la membrana forman una monocapa que se extiende a ambos
lados de la bicapa lipídica. …
 La membrana plasmática es muy impermeable a todas las moléculas
cargadas. …
SISTEMA DE MEMBRANAS
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: (RE) Está formado por una red de membranas
simples que forman cisternas, sáculos y tubos aplanados. Delimita un espacio
interno llamado lumen del retículo y se halla en continuidad estructural con la
membrana externa de la envoltura nuclear.
Se pueden distinguir dos tipos de retículo:
1.El retículo endoplasmático rugoso (R.E.R.), presenta ribosomas
unidos a su membrana. En él se realiza la síntesis proteica. Las proteínas
sintetizadas por los ribosomas, pasan al lumen del retículo y aquí maduran hasta
ser exportadas a su destino definitivo.
2.El retículo endoplasmático liso (R.E.L.), carece de ribosomas y está
formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo
se realiza la síntesis de lípidos. En el retículo de las células del hígado tiene lugar
la detoxificación, que consiste en modificar una droga o metabolito insoluble en
agua, en soluble en agua, para así eliminar dichas sustancias por la orina.
APARATO DE GOLGI: Descubierto por C. Golgi en 1898, consiste en un conjunto
de estructuras de membrana que forman parte del elaborado sistema de

18. membranas interno de las células. Se encuentra más desarrollado cuanto mayor
es la actividad celular.
La unidad básica del orgánulo es el sáculo, que consiste en una vesícula o
cisterna aplanada (3). Cuando una serie de sáculos se apilan, forman un
dictiosoma (2). Además, pueden observarse toda una serie de vesículas más o
menos esféricas a ambos lados y entre los sáculos. El conjunto de todos los
dictiosomas y vesículas constituye el aparato de Golgi.
El dictiosoma se encuentra en íntima relación con el retículo endoplásmico, lo
que permite diferenciar dos caras: la cara cis, más próxima al retículo, y la cara
trans, más alejada. En la cara cis se encuentran las vesículas de transición (1),
mientras que en la cara trans, se localizan las vesículas de secreción (4). La
función del complejo de Golgi es aceptar vesículas del retículo endoplasmático,
modificar las membranas y los contenidos de las mismas. Aquí los compuestos
elaborados en el retículo sufren transformaciones, como por ejemplo los lípidos
y proteínas en glucolípidos y glucoproteínas, este nuevo material es
empaquetado en vesículas que son enviadas posteriormente al lugar que se
necesite, ya sea la membrana celular o la membrana de algún orgánulo
determinado.
El sistema de membranas, constituye la respuesta de las células eucariotas
a la necesidad de regular sus comunicaciones con el ambiente en el traslado de
macromoléculas. Para ello, se han desarrollado dos mecanismos en los que el
aparato de Golgi está involucrado.
 La adquisición de sustancias se lleva a cabo por endocitosis (ver tema
anterior), mecanismo que consiste en englobar sustancias con la membrana
plasmática para su posterior internalización.

19.  La expulsión de sustancias se realiza por exocitosis (ver tema anterior),
mecanismo que, en último término, consiste en la fusión con la membrana
celular de las vesículas que contienen las sustancias a exportar.
Estos mecanismos dan sentido funcional al aparato de Golgi:
 Maduración de las glucoproteínas provenientes del retículo.
 Participación en los procesos de secreción, almacenamiento, transporte y
transferencia de glucoproteínas.
 Formación de membranas: plasmática, del retículo, nuclear.
 Formación de la pared celular vegetal.
 Intervienen también en la formación de los lisosomas.
LISOSOMAS: tienen una estructura muy sencilla, son semejantes a vacuolas o
vesículas. Están rodeados solamente por una membrana, contienen gran cantidad
de enzimas digestivas que degradan todas las moléculas de desecho celular.
Los lisosomas funcionan como "estómagos" de la célula. Además de digerir
cualquier sustancia que ingrese del exterior, (vacuolas digestivas 3), ingieren
restos celulares viejos para digerirlos también (1), llamados entonces vacuolas
autofágicas. También cuando las bacterias son incorporadas por la célula (2),
quedan envueltas en un saco cubierto por membrana formando una vesícula
(fagocitosis, ver tema anterior). Cuando esto ocurre los lisosomas se fusionan con
las vesículas que contienen las bacterias y liberan enzimas hidrolíticas, de esta
manera las bacterias son digeridas rápidamente (4). Los lisosomas se forman a
partir del Retículo endoplasmático rugoso y posteriormente las enzimas son
empaquetadas por el Complejo o Aparato de Golgi. Los lisosomas son llamados
"bolsas suicidas" porque si se rompiera su membrana, las enzimas encerradas en
su interior, terminarían por destruir a toda la célula.

20. Los peroxisomas son otro tipo de vesículas relativamente grandes presente en la
mayoría de las células eucarióticas; contienen enzimas oxidativas que remueven
el hidrógeno de pequeñas moléculas orgánicas y lo unen a átomos de oxígeno
formando peróxido de hidrógeno (H2O2), un compuesto que es extremadamente
tóxico para las células vivas. Otra enzima, la catalasa, escinde inmediatamente el
peróxido de hidrógeno en agua e hidrógeno, evitando cualquier daño a las células.
Estas organelas son particularmente abundantes en las células hepáticas, donde
participan en la desintoxicación de algunas sustancias.
RIBOSOMAS: Son partículas esféricas que contienen RNA-ribosómico (rRNA) y
proteínas ribosomales que reciben este nombre por su alto contenido en ácido
ribonucleico. El rRNA es sintetizado por el DNA en el nucleolo.
Estructuralmente, el ribosoma consta de dos subunidades, una de doble
tamaño que la otra. Funcionalmente, el ribosoma es el lugar de síntesis de las
proteínas. Algunos ribosomas se encuentran libres en el citoplasma, mientras que
otros se encuentran asociados al retículo endoplásmico. Los primeros sintetizan
proteínas que son utilizadas en el interior de la célula (como la actina que es
incorporada al citoesqueleto o el citocromo C que es enviado a las mitocondrias)
mientras que los segundos sintetizan proteínas que serán incorporadas a la
membrana citoplasmática o exportadas.
ACTIVIDADES
1- Realice un esquema de un ribosoma, e indique sus partes. ¿en qué lugar de la
célula se ubican?
2- Defina los siguientes términos; vacuola, vesícula, peroxisoma y lisosoma.
3- Explique el recorrido de una glicoproteína de la membrana plasmática desde
que comienza su síntesis hasta que llega a la membrana. Señale el camino que
siguen todas las proteínas destinadas a ser secretadas por la célula. ¿En qué se
diferencia el recorrido de ambos tipos de proteínas desde que comienza su
síntesis hasta que llegan a su destino final? Una vez incorporada a la membrana,
¿puede la glicoproteína cambiar de orientación, quedando la parte glucídica hacia
dentro de la célula? Razónelo.
4- Indique los procesos bioquímicos o fisiológicos con los que están relacionados
los siguientes orgánulos:
ribosomas
lisosomas
retículo endoplasmático liso
aparato de Golgi
5- El siguiente esquema representa la actividad fisiológica de los lisosomas:

21. Identifique las estructuras señaladas con los números
Explique brevemente lo que ocurre en cada una de las estructuras señaladas en el
esquema.
6- Complete el siguiente cuadro según corresponda:
Organela Celular Función
Membrana celular
Produce ciertas sustancias orgánicas
como glucoproteínas o componentes de
las membranas, también cierta función
de transporte a través de vesículas.
Biosíntesis de proteínas.
Retículo endoplásmico liso
Lisosoma
Presentan ribosomas en sus
membranas, aquí se sintetizan y
maduran proteínas hasta ser exportadas
a los lugares que se necesite.

22. Curiosidades:
¿Ud. sabía que…
"Los lisosomas participan en la metamorfosis del renacuajo, destruyendo sus
estructuras características como las branquias y la cola. Los tejidos larvarios que
van a desaparecer degeneran, y los fagocitos que emigran de la sangre los
absorben y los digieren gracias a la actividad de los lisosomas."
"La Endocitosis mediante un receptor es un proceso similar a la pinocitosis, con la
salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una
determinada molécula, llamada ligando, se une al receptor existente en la
membrana. Una vez formada la vesícula endocítica, ésta se une a otras vesículas
para formar una estructura mayor llamada endosoma. Dentro del endosoma se
produce la separación del ligando y del receptor: Los receptores son separados y
devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un lisosoma
siendo digerido por las enzimas de este último. Aunque este mecanismo es muy
específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores para penetrar en el
interior de la célula. Así, el HIV (virus de la inmunodeficiencia adquirida) entra en
las células de los linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas CD4 que
están presentes en la membrana de los mismos."
AUTOR: EDGAR PAREDES MOGOLLÓN