1. UD 7. LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.
ORGÁNULOS MEMBRANOSOS
Marta Gómez Vera
Profesora de biología

2. Índice
1. Membrana plasmática
1. Estructura y
composición
2. Propiedades de la
membrana plasmática
3. Funciones de la
membrana.
4. Transporte a través de
membrana.
1. Transporte pasivo
2. Transporte activo
3. Transporte mediante
vesículas
5. Uniones celulares
2. Retículo endoplasmático.
1. RER
2. REL
3. Aparato de Golgi.
4. Vacuolas
5. Lisosomas
6. Peroxisomas y glioxisomas
7. Mitocondrias
1. Estructura
2. Funciones
3. Origen
8. Cloroplastos
1. 1. Estructura
2. Funciones
3. Origen
4. Otros plastos

3. 1. Membrana plasmática
1.1. Estructura y composición.
• La membrana plasmática es una fina
película de 75 Å de grosor que rodea
la célula y la separa del medio.
• Estructura: Modelo de mosaico
fluido (Singer y Nicholson, 1972):
– La membrana está constituida por
una doble capa de lípidos a la cual
se asocian moléculas proteicas.
– Todas las moléculas se pueden
mover.
– Bicapa lipídica: moléculas
anfipáticas, que se disponen
formando una bicapa lipídica donde
las partes hidrofóbicas se
encuentran en el centro de la
membrana y las hidrofílicas en
contacto con el agua.

4. • Composición:
– Lípidos (40%):
• Fosfolípidos: (fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos) son los lípidos más abundantes en
las membranas biológicas y pueden presentarse unidos a proteínas covalentemente.
• Glucolípidos: (glucoesfingolípidos) como los cerebrósidos y los gangliósidos, en
membranas neuronales especialmente, ubicados en su cara externa. Las células
vegetales también poseen glucolípidos.
Tanto fosfolípidos como glucolípidos estan dotados de movimiento (giro o
desplazamiento lateral). Esto origina una fluidez de membrana que le permite
adaptarse a las condiciones variables de la célula.
• Colesterol: presente en membranas celulares animales, pero no en vegetales Entre los
fosfolípidos, unidos por los grupos polares de ambos. Disminuye la fluidez excesiva,
mantiene la estabilidad e impide la unión de los lípidos de membrana (cristalización).

5. – Proteínas: Suponen un 52% del peso de la membrana.
• Proteínas integrales o intrínsecas: Total o parcialmente englobadas en la
bicapa. Si atraviesan la bicapa se denominan transmembranosas. Poseen
tres dominios: uno extracelular hidrofílico, otro intracelular hidrofílico y otro
integrado en la membrana, hidrofóbico.
• Proteínas periféricas o extrínsecas: Adosadas a una u otra superficie de la
membrana (externas o internas). Son proteínas solubles (hidrofílicas)
– Glúcidos: (8%)
• Oligosacáridos unidos covalentemente a los lípidos y proteínas formando
glucolípidos y glucoproteínas de membrana
• Son abundantes en la membrana plasmática, localizados en la superficie
externa originando una matriz extracelular llamada el GLUCOCÁLIX.

7. 1.2. Propiedades de la
membrana plasmática
• Estructura dinámica: Las moléculas
se pueden desplazar lateralmente,
lo que permite la autorreparación
de la membrana o fusionarse con
otra membrana.
• Estructura asimétrica:
Oligosacáridos que forman el
glucocalix de la cara externa de la
membrana. Actúan como
receptores de membrana:
– Reconocimiento entre espermatozoides
y óvulos
– Entre virus y células a las que parasitan.
– Reconocimiento y adhesión entre
células del mismo tejido
– Identificación de proteínas de
membrana consideradas como
antígenos

8. 1.3. Funciones de la membrana plasmática
Es una estructura vital. La rotura de la membrana plasmática durante unos pocos
segundos lleva irremisiblemente a la muerte celular. Es una barrera física que separa el
medio celular interno del externo, aunque no aísla la célula del exterior pues permite
el intercambio de moléculas.
Entre las funciones más importantes destacan:
– Mantener separados el medio acuoso exterior del interior: la bicapa lipídica es
impermeable a las sustancias polares
– Realizar los procesos de endocitosis y exocitosis, gracias al acoplamiento de las
bicapas lipídicas.
– Regular la entrada y salida de moléculas, (nutrientes y productos de desecho), a
través de proteínas.
– Regular la entrada y salida de iones (potencial de membrana): el interior se
mantiene cargado negativamente respecto al exterior.
– Reconocimiento celular, (glucocalix)
– Realizar actividad enzimática, realizan numerosas actividades metabólicas, como
la síntesis de celulosa, síntesis de ATP, síntesis de lípidos, etcétera.
– Transducción de señales, (proteínas que son activadas por hormonas, cambian su
conformación y envían señales al interior)
– Uniones intercelulares.
– Constituir puntos de anclaje para el citoesqueleto y matriz extracelular.

9. 1.4. Transporte a través de membrana
• Las membranas celulares son semipermeables, es decir tienen
permeabilidad selectiva por lo que permiten el paso de ciertas sustancias y
restringen el de otras. El transporte puede realizarse mediante varios
mecanismos: transporte activo, transporte pasivo y transporte vesicular.
1.4.1. Transporte pasivo
• Proceso espontáneo de difusión de sustancias. Siempre a favor de gradiente
electroquímico (de carga y concentración). No requiere energía.
– Difusión simple a través de membrana: el dióxido de carbono y el oxígeno, por
ejemplo, se desplazan a favor de gradiente de concentración. Un caso especial
es la difusión en fase lipídica: las sustancias lipídicas (hormonas esteroideas)
atraviesan la membrana mejor que otras como los glúcidos, por ejemplo. El
agua pasa a través de la membrana mediante ósmosis.
– Difusión facilitada
• Proteínas de canal: determinadas proteínas transmembranosas forman “canales
iónicos” que permiten la entrada o salida de determinados iones (Na+, K+…). La
apertura de los canales puede estar regulada por voltaje (neurona) o regulada por la
unión a una molécula llamada ligando (neurotransmisores y hormonas). Un caso
especial son las acuaporinas, proteínas transmembranosas para el paso de moléculas
de agua.

10. • Proteínas transportadoras o “carrier” llamadas permeasas. Son más
específicas por lo que facilitan la entrada de sustancias como aminoácidos,
glucosa... Aquí podemos diferenciar entre:
– Uniporte, si se transporta una única sustancia en un sentido.
– Cotransporte, si son dos sustancias al mismo tiempo. Dentro de éste tenemos el
simporte (las dos en el mismo sentido) y el antiporte (una en un sentido y otra en
el contrario).

12. 1.4.2. Transporte activo
• Se produce en contra de gradiente electroquímico y se necesita por tanto energía.
• Intervienen sistemas de transporte de membrana constituidos por proteínas
transportadoras o “carrier” que obtendran energía hidrolizando ATP.
• Un ejemplo es la llamada bomba Na-K , ATPasa presente en las membranas celulares
animales y que es muy importante en la fisiología neuronal.
• Bombea Na+ hacia el exterior de la célula y K hacia el interior, de forma que el exterior
de la membrana siempre resulta positivo respecto al interior. Esta diferencia de
potencial se denomina potencial de membrana.

14. 1.4.3.Transporte mediante vesículas: endocitosis y exocitosis
• Endocitosis: Entrada de macromoléculas y pequeños cuerpos externos gracias
a la formación de vesículas membranosas en las que se integran.
• Formación de un sistema reticular de Clatrina

15. • Exocitosis: Expulsión de macromoleculas y pequeños cuerpos gracias ala
fusión de la membrana de la vesícula con la membrana plasmática. Se
expulsan los desechos del metabolismo

17. 1.5. Uniones intercelulares
• Uniones herméticas, íntimas u oclusivas. No dejan espacio intercelular.
Permiten la unión de células a modo de “cremallera”, mediante proteínas
transmembranosas, reforzadas por proteínas filamentosas, formando una
capa continua que restringe la permeabilidad. Típica de células
epiteliales intestinales
• Uniones de anclaje, adherentes o desmosomas. Fijan células entre si y
con la matriz extracelular, contribuyendo a la formación y mantenimiento
de los tejidos, pero no impiden el paso de sustancias a través del espacio
intercelular. Formadas por dos estructuras discoidales, llamadas placas,
una en cada célula, unidas por proteínas transmembranosas. Cada placa
está unida al citoesqueleto por fibras de queratina
• Uniones comunicantes o uniones gap. Unen las membranas adyacentes
mediante grupos de canales proteicos que forman poros entre células
que permiten el acoplamiento químico y/o eléctrico facilitando la
comunicación intercelular. Características de neuronas.

18. 1.5. Uniones intercelulares

20. 2. Retículo endoplasmático
• El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma
de sacos aplanado y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo
espacio interno, denominado luz o lumen.
• Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta
las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad
de las membranas de una célula.
• Se diferencian el retículo endoplasmático rugosos (REr) y el retículo endoplasmatico liso
(REl)

21. 2.1. Retículo endoplasmático rugoso
• Se caracteriza por organizarse en una trama de túbulos alargados y sacos aplanados y
apilados llamados cisternas. Posee numerosos ribosomas asociados a la cara
citoplasmática de sus membranas gracias a unas proteínas llamadas riboforinas.
• También existen proteínas que actúan como canales de penetración de las proteínas
sintetizadas hacia las cavidades.
• Se encuentra muy desarrollado en células secretoras (hepatocitos, células glandulares
del páncreas…).
• Se comunica con el REL y con la parte externa de la membrana nuclear.
• Funciones: Síntesis de:
– Proteínas de la membrana: Son sintetizadas por ribosomas y se introducen al lumen. (ver
esquema)
– Fosfolípidos de membrana:
– Proteínas de secreción: Glucoproteínas que son transportadas a otros orgánulos mediante
las vesículas de transporte.

22. Síntesis de proteínas de RER
VER ANIMACIÓN DE SINTESIS DE
PROTEÍNAS EN EL REr

23. 2.2. Retículo endoplasmático liso
• Es un entramado de túbulos membranosos interconectados entre sí y que se
continúan con las cisternas del retículo endoplasmático rugoso. No tienen
ribosomas asociados a sus membranas.
• Sus membranas tienen una gran cantidad de enzimas encargadas de la síntesis de
lípidos.
• Es abundante en aquellas células implicadas en el metabolismo de grasas,
detoxificación y almacén de calcio: Células intersticiales de ovarios y testículos
(síntesis de hormonas esteroideas), hepatocitos (detoxificación y sinteis de
lipoproteínas), células musculares estriadas ( constituye el retículo sarcoplásmico).
• Funciones:
– Síntesis de lípidos de membrana: Fosfolípidos, glucolípidos y colesterol.
– Almacen y transporte de lípidos: se sintetizan en la cara citoplasmática,
difunden hacia el interior y los transportan mediante vesículas de gemación.
– Detoxificacion: Transforma sustancias tóxicas en otras menos tóxicas.
– Contraccion muscular: las cisternas del retículo endoplasmático liso están
también especializadas en el almacenaje de calcio procedente del citosol. Al
llegar el impulso nervioso el calcio sale al citosol, posibilitando su contracción.

24. 3. Aparato de Golgi
• Forma parte del sistema endomembranoso. Próximo al núcleo y a centriolos.
• Formado por una serie de sáculos discoidales o cisternas acompañados de vesículas
de secreción. (Dictiosoma):
– Cara cis o de formación: Próxima al RER, convexa y constituida por cisternas pequeñas.
– Cara trans o de maduracion: Orientada hacia la membrana plasmática. Cóncava y de
cisternas grandes.
• Funciones:
– Transporte
– Maduración
– Acumulación y secreción de proteínas
– Glucosilación de lípidos y proteínas
– Síntesis de polisacáridos

25. Transporte en el Aparato de Golgi
VER ANIMACIÓN

26. 4. Vacuolas
• Forman parte del sistema endomembranoso. Se forman a partir del RE, AG o
de invaginaciones de la membrana
• Estructura:
– Membrana y un interior acuoso.
– Células animales: Vesículas pequeñas
– Células vegetales:
• Grandes, en número de una o dos por célula.
• Su membrana se denomina tonoplasto.
• El conjunto de todas las vacuolas de una célula es el vacuoma.
• Se forman a partir de la unión de vesículas derivadas del RE y del AG.
• Su tamaño aumenta conforme la célula madura (puede alcanzar hasta el 90% del
volumen celular)

27. • Funciones en células vegetales:
– Acumular una gran cantidad de agua: turgencia celular
– Almacenar reservas energéticas
– Almacenar productos de desecho
– Almacenar sustancias con funciones específicas: antocianósidos,
alcaloides, cristales de carbonato cálcico u oxalato cálcico.
– Transportar sustancias entre orgánulos y entre estos y el medio
externo.
• Funciones en protozoos
– Vacuolas fagocíticas y pinocíticas: nutritiva
– Vacuolas pulsátiles: Regular presión osmótica

28. 5. Lisosomas
• Son vesículas procedentes del Aparato de Golgi cuyo interior contiene enzimas
digestivas (hidrolasas ácidas).
• Su función principal es la digestión celular. Digieren materia orgánica mediante las
enzimas digestivas.
• Cara interna de membrana de lisosomas contiene proteínas glucosiladas que la protegen
de la digestión.
• Su pH interno es ácido, en torno a 5, gracias a una enzima ATPasa que bombea protones
hacia el interior consumiento ATP, siendo ese valor donde las enzimas lisosomales
muestran su máxima actividad.
• Enzima más importante: Fosfatasa ácida que libera grupos fosfato al romper los enlaces
ester fosfóricos.
• Digestión: Extracelular o intracelular.
• Tipos de lisosomas:
– Lisosoma primario: Solo contiene enzimas digestivas.
– Lisosoma secundario: Contienen sustratos en proceso de digestión:
• Vacuolas heterofágicas: Sustrato procede del exterior
• Vacuolas Autofágicas: Sustrato procede del interior
• Casos especificos:
– Acrosoma de espermatozoides: lisosoma primario
– Granos de aleurona en semillas: lisosomas secundario, que almacenan proteínas.

30. 6. Peroxisomas y glioxisomas
• Perosixomas: Vesículas con membrana procedente del RE que contienen enzimas
oxidativas: Oxidasa y catalasa.
• Oxidasa: oxidacion de sustancias orgánicas que, en exceso, resultan perjudiciales,
utilizando O2 y produciendo H2O2 (tóxica)
• Catalasa: Elimina el H2O2
– Si hay sustancias tóxicas que se pueden eliminar, las hace reaccionar con el H2O2,
eliminando ambas sustancias tóxicas.
– Si no hay sustancias tóxicas a eliminar, se descompone el H2O2 en O2 y H2O
• Funciones:
– Detoxificación: Células de hígado y riñón
– Degradación de ácidos grasos en moléculas más pequeñas.
• Glioxisomas: Sólo en células vegetales. Contienen enzimas responsable del ácido
glioxílico, que sintetiza glúcidos a partir de lípidos. Esencial para semillas en
germinación

33. 7. Mitocondrias
• Orgánulos de células eucariotas aerobias que se encargan de obtener energía mediante
la respiración celular.
• Abundantes en células con alta demanda energética (células musculares y
espermatozoides)
• Condrioma: conjunto de mitocondrias de una célula.
7.1. Estructura de las mitocondrias
• Membrana mitocondrial externa:
– Lisa, limita por completo a la mitocondria.
– Proteínas transmembranosas, que actúan como
canales de penetración.
– Permeable, permite el paso de moléculas de
gran tamaño
• Membrana mitocondrial interna:
– Repliegues internos, crestas mitocondriales.
– Impermeable
– Contiene enzimas responsables de la respiración
mitocondrial.
– No contiene colesterol (igual que membrana bacteriana)
• Espacio intermembranoso.

34. • Matriz extracelular
– Espacio limitado por la
membrana interna. Rico en
enzimas, gracias a las cuales
se realiza un gran número
de reacciones químicas.
– Ribosomas mitocondriales
(70S)
– ADN mitocondrial:
bicatenario circular
– Enzimas encargadas de la
replicación, trascripción y
traducción del ADN
mitoncondrial.
– Enzimas implicadas en el
ciclo de Kreb y en la
oxidación de ácidos grasos
– Iones

35. 7.2. Funciones de las mitocondrias
• Respiración mitocondrial: Combinación de
O2 con materia orgánica para obtener
energía mediante oxidación.
– Ciclo de Krebs: Etapa inicial, en la
matriz. Se desprende CO2
– Cadena respiratoria: Final. En la
membrana interna. Los H+ procedentes
de la materia orgánica se unen al O2 y
se libera energía que queda
almacenada en las moléculas de ATP.
• β-Oxidación de ácidos grasos (hélice de
Lynen): En la matriz. Es la degradación de
los ácidos grasos para obtener ATP.
• Fosforilación oxidativa: ATP – sintetasa, los
H+ pasan desde el espacio intermembranal
hasta la matriz y activan a la proteína que
fosforila el ADP y lo transforma en ATP.
• Duplicación de ADN mitocondrial
• Concentración de sustancias en la cámara
interna

36. • Recientemente se han
relacionado a las mitocondrias
con la apoptosis (muerte celular
programada), el cáncer, el
envejecimiento, o con
enfermedades como el Parkinson
o la diabetes. Además, el estudio
comparativo del ADN
mitocondrial tiene una gran
utilidad en el establecimiento de
genealogías y en la antropología
evolutiva ya que los genes
mitocondriales provienen
directamente por línea materna,
es decir del óvulo, y no están
sometidas a recombinaciones
génicas debido a la reproducción
sexual.

37. 7.3. Origen de las mitocondrias : Teoría de la endosimbiosis

38. 8. Cloroplastos
• Orgánulos típicos de las células vegetales
• Clorofila: Permite hacer la fotosíntesis: Obtención de energía química a partir de
energía luminosa y materia orgánica a partir de inorgánica
• En general son ovalados y suelen estar próximos al núcleo o a la membrana plasmática.
En algunas algas son helicoidales o con forma de copa. Su tamaño oscila entre 2-10
micras.
• 8.1. Estructura de los cloroplastos
• Cubierta constituida por una doble membrana: Sin clorofila, no hay colesterol entre
los lípidos de membrana.
– Membrana externa: permeable.
– Membrana interna: Impermeable.
Proteínas trasnlocadoras (permeasas)
• Estroma:
– ADN plastidial: Bicatenario y circular (
como en bacterias)
– Plastorribosomas: 70 S
– Enzimas: Ciclo de Calvin (transformación de CO2
en materia orgánica)
– Inclusiones de granos de almidón y lipídicas

39. • Tilacoides o lamelas:
– Sáculos aplanados o cisternas inmersos en el estroma
– Membrana tilacoidal: contiene los pigmentos fotosintéticos (Clorofila) y complejos
enzimáticos encargados de captar la energía luminosa, realizar el transporte de electrones
y sintetizar ATP
– Espacio tilacoidal o lumen
– Tilacoides de estroma: Alargados y por todo el estroma
– Tilacoides de grana: Discoidales y apilados

40. 8.2. Funciones de los cloroplastos
• Fotosíntesis
– Fase dependiente de la luz o fase luminosa: Los pigmentos fotosintéticos de la
membrana tilacoidal, captan energía luminosa que se utiliza para romper
moléculas de agua (fotolisis del agua), obtener H+ y e- , y O2 que se libera como
producto de desecho. El transporte de esos e- por las enzimas de la cadena
transportadora, y de los H+ por las ATP- sintetasas, permite obtener ATP.
– Fase independiente de la luz o fase oscura: En el estroma. El CO2 atmosférico se
une a los H+ obtenidos en la fase luminosa, gracias a la energía del ATP y mediante
una serie de reacciones denominada ciclo de calvin, generándose materia
orgánica.

41. 8.3. Origen de los cloroplastos: Teoría de la endosimbiosis

42. 8.4. Otros tipos de plastos
• Cloroplastos
• Leucoplastos: Incoloros. Presentes en células jóvenes. Si la luz estimula la
síntesis de clorofila se transforman en cloroplastos
• Cromoplastos: Pigmentos (carotenos o licopeno)
• Amiloplastos: Almacenan almidón
• Proteoplastos: Almacenan proteínas