1. Biofísica
celular
MEMBRANA CELULAR Y
TRANSPORTE
M.C. BRICIA RIVERA VILLANUEVA

2. 1.- Membrana
2.- Características
3.- Composición
4.- Modelo del mosaico fluido
5.- Transporte
Contenido

3. Introducción

4. ¿Qué es la célula?
Una célula es la unidad más pequeña dotada de vida. Todos los
organismos y tejidos están constituidos por células. Son tan pequeñas
que no se pueden observar a simple vista.

5. Membrana celular: Dependiendo de si la célula es animal,
vegetal, bacteriana o arquea la envoltura será una bicapa
lipídica (membrana plasmática), una pared celular de
polisacárido, de peptidoglicano, etc.
Citosol: También conocido como citoplasma, es el espacio
dónde se encuentran los orgánulos.
El número y el tipo de estos también depende del tipo de célula.
También es donde se laboran la mayor parte de las proteínas y
donde suceden muchas de las reacciones químicas que ocurren
en el interior de la célula.
Núcleo: Es la estructura donde se almacena la mayoría del ADN y
se elabora gran parte del ARN.
Estructuralmente las células se componen principalmente de:

6. Diferenciación: Proceso en el que modifican su genética para desarrollar funciones muy específicas del
resto de células del organismo.
Metabolización: Transformación de sustancias en la que obtienen energía y desechos que son
eliminados mediante el metabolismo celular.
Crecimiento: Gracias al metabolismo las células crecen.
División celular: Una vez la célula crece, se multiplica originando células idénticas a la original. Este
proceso se denomina división celular y gracias a este se multiplican.
Comunicación: Responden a estímulos que se den tanto en el interior como en el exterior y se
comunican entre ellas mediante hormonas, neurotransmisores, etc.
Evolución: Cuándo una célula sufre cambios hereditarios evoluciona, ya sea negativamente o
positivamente en función de su adaptación en el medio. Las que sobreviven son las que evolucionan.
Las principales funciones que desarrollan son:
Funsiones

7. Tipos de celulas
Aquellas que no tienen núcleo de
modo que su ADN se encuentra
por el citoplasma. Las bacterias o
arqueas son células procariotas.
Procariotas
Las que poseen el ADN en el
interior del núcleo. Las células
animales, vegetales, hongos y
protistas son eucariotas.
Eucariota

9. Membrana celular
y transporte

10. Membrana plasmática
La membrana plasmática es una bicapa lipídica que envuelve la célula separándola
del exterior. Está conformada por una bicapa lipídica compuesta de muchas
sustancias, fosfolípidos, colesterol, glúcidos y proteínas.
Tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm.

11. Su función es regular la entrada y salida de sustancias entre el medio interior (citoplasma) y el medio exterior
de manera selectiva gracias a su permeabilidad selectiva. Además poseen receptores que le otorgan la
función de recibir señales y responder consecuentemente, ya pueden ser señales que le indiquen iniciar la
división celular, moverse, liberar calcio u otras funciones.
Es una membrana fluida: debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos.
Su composición es asimétrica: debido a la composición lipídica de las dos mitades, la cual es diferente. La
capa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la capa interna
encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los
carbohidratos.
Presenta permeabilidad selectiva: debido a que controla el paso de sustancias a través de ella
Esta selectividad, depende de la naturaleza de las moléculas que intenten pasar a través de ella.
Características de la membrana

12. Asimetría y fluidez de membrana
La composición de lípidos y proteínas es diferente en las dos caras de la membrana: es asimétrica.

13. Composicion quimica de la membrana
En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en
proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. 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.

16. Fosfolípidos. Función estructural. Son los componentes fundamentales de la membrana plasmática. Aportan
una gran fluidez a la membrana. Están dispuestos en una bicapa. Por su carácter anfipático, hacia ambos
lados presentan una zona hidrófila, las cabezas polares (glicerina o glicerol en los fosfoglicéridos), y una zona
hidrófoba (ácidos grasos), que forman la cola apolar, que queda orientada hacia el interior de la capa.
Glucolípidos. Tienen carácter anfipático. Intervienen en procesos de reconocimiento y señales entre células.
Son muy parecidos a los fosfolípidos, pero contienen oligosacáridos. En las células animales suelen ser
derivados de esfingolípidos, mientras que en las células vegetales y procariotas, los glucolípidos derivan de
los fosfoglicéridos. Sólo aparecen en el lado externo de la membrana plasmática.
Esteroles (entre los que se encuentra el colesterol). Hace que la membrana pierda flexibilidad y
permeabilidad, haciendo más estable la bicapa. Los esteroles están presentes en la membrana plasmática de
las células eucariotas, siendo más abundantes en las células animales que en las vegetales.
Los lípidos no están dispuestos del mismo modo en cada una de las dos capas, por lo que tiene una
disposición asimétrica.
Forman la estructura de la bicapa lipídica. Incluyen a:
Lipidos de membrana

19. Movimiento de los lípidos
De rotación: el fosfolípido gira en torno a su eje mayor. Es muy
frecuente y el responsable en gran medida de los otros dos
movimientos.
De difusión lateral: es el movimiento más frecuente, los fosfolípidos
pueden desplazarse lateralmente dentro de la bicapa.
De flip-flop: las enzimas flipasas permiten que una molécula lipídica
se desplace a la otra monocapa. Es el movimiento menos frecuente,
por ser muy desfavorable energéticamente.
De flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas
de los fosfolípidos.

21. Fluidez de la membrana
Temperatura: a mayor temperatura, mayor fluidez en la membrana.
Naturaleza de los lípidos: la presencia de ácidos grasos insaturados y de cadena corta
hace que la membrana sea más fluida.
Colesterol. La presencia de colesterol reduce la movilidad de los fosfolípidos, por lo que
se reduce la fluidez y permeabilidad de la membrana.
La fluidez que tiene la membrana por tener estos movimientos le permite autorrepararse (si
sufre una rotura), fusionarse con cualquier otra membrana, o por endocitosis, formar una
vesícula a partir de la membrana.
¿De qué depende la fluidez de la membrana plasmática?
Los principales factores que condicionan la fluidez de la membrana plasmática son:

22. Periféricas o extrínsecas. Se encuentran a un lado u otro de la bicapa lipídica, unidas
débilmente por enlaces no covalentes. Son solubles.
Integrales o intrínsecas. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o
varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante
enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere
la ruptura de la bicapa.
Aportan a la membrana sus funciones específicas y son características de cada especie. Como
los lípidos, también tienen movimientos de difusión lateral lo que da mayor fluidez de la
membrana. La mayoría de las proteínas tienen estructura globular. Hay dos tipos:
Las proteínas de la membrana intervienen en el intercambio de sustancias.
Proteínas de membrana

23. Funciones de las proteínas de
membrana
La naturaleza de las proteínas de membrana determina su función:
Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias
pueden entrar o salir de la célula
Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos (véase "Transporte de
materiales a través de la membrana")
Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas
pueden 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.
Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana
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.
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. Por ejemplo, las células sanguíneas tienen unos marcadores ABO que
hacen que en una transfusión sólo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de
carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos forma una especie de cubierta denominada glicocalix

25. Situados en el lado exterior de la membrana, intervienen en funciones de reconocimiento celular.
Están unidos a lípidos o a proteínas formando glucolípidos y glucoproteínas.
Los glúcidos constituyen el glucocálix, una membrana de secreción en las células animales
formada por dos capas: una, junto a la membrana plasmática de textura amorfa, y otra, externa, de
aspecto fibroso y espesor variable.
Cada cara de la membrana plasmática tiene distinta composición química, por lo que se dice que
las membranas son asimétricas, pudiéndose distinguir la cara interna y externa de la membrana
por su composición.
Glúsidos

26. Funciones de los glúcidos de
membrana
Protección: El Glicocalix amortigua la membrana y la protege
Inmunidad a la infección: El Glicocalix permite al sistema inmune reconocer y atacar selectivamente a
organismos extraños. ( Las glicoproteínas de la membrana constituyen antígenos y, por otro lado, las
inmunoglobulinas o anticuerpos están formadas en parte por glúcidos)
Comunicación celular: El Glicocalix forma canales de comunicación con el exterior.
Defensa contra el cáncer: los cambios en el glicocálix de las células cancerosas permiten al sistema inmunitario
reconocerlas y destruirlas.
Reconocimiento celular: Actúan como marcadores químicos, para el reconocimiento celular.
Compatibilidad de los trasplantes: El Glicocalix forma la base para la compatibilidad de las transfusiones de
sangre, del tejido injertado, y de los trasplantes de órganos, ya que él es el que responde y hace posible el
reconocimiento de las células compatibles para adicionar un tejido, órgano, etc. en el cuerpo de algún ser vivo.

27. Adherencia celular: El Glicocalix fija las células que forman parte de los tejidos
Fertilización: permite al esperma reconocer y unirse a los óvulos.
Desarrollo embrionario: guía las células embrionarias a sus destinos en el cuerpo.
Transporte de sustancias
Especificidad en la membrana plasmática
Algunos glúcidos (oligosacáridos unidos a lípidos y proteínas de membrana) sirven de señal de identidad celular,
actuando de marcadores de membrana, receptores de señales, etc.
Otras funciones específicas:
Antibiótico (estreptomicina)
Vitamina (vitamina C)
Anticoagulante (Heparina)
Hormonal (hormonas gonadotropas)
Enzimática (junto con proteínas forman las ribonucleasas). Actividad enzimática, controlan las reacciones
bioquímicas que constituyen la base de la eficiencia celular.

29. Funciones de la membrana
Delimitación. Define y protege mecánicamente a la célula, distinguiendo el exterior del interior, y
una célula de otra. Además, es la primera barrera de defensa frente a otros agentes invasores.
Administración. Su selectividad le permite dar paso a las sustancias deseadas en la célula y
negar el ingreso a las indeseadas, sirviendo de comunicación entre el exterior y el interior a la vez
que regula dicho tránsito.
Preservación. A través del intercambio de fluidos y sustancias, la membrana permite mantener
estable la concentración de agua y otros solutos en el citoplasma, mantener su pH nivelado y su
carga electroquímica constante.
Comunicación. La membrana puede reaccionar ante estímulos provenientes del exterior,
transmitiendo la información al interior de la célula y poniendo en marcha procesos determinados
como la división celular, el movimiento celular o la segregación de sustancias bioquímicas.
La membrana celular cumple con las siguientes funciones:
Fuente: https://concepto.de/membrana-celular/#ixzz7dP1Ldc5Q

30. Tarea
Modelo mosaico fluido
Maqueta de la membrana
plasmática

31. Transporte
de membrana