Tema 7 de Biología de 2º de Bachillerato sobre la membrana plasmática y la pared celular.

1. TEMA 7
LA ENVOLTURA CELULAR

2. MEMBRANA PLASMÁTICA
 Es una fina envoltura
continua de 75 Å que
rodea a la célula y le
confiere su individualidad
al separarla de su
entorno.
 Al microscopio electrónico
presenta aspecto
trilaminar: dos capas
oscuras con una línea
clara central.

3. MEMBRANA PLASMÁTICA
 Está formada por una bicapa lipídica (fosfolípidos, glicolípidos y
colesterol) en la que se encuentran inmersas las moléculas de
proteínas.
 También hay oligosacáridos asociados a los lípidos y proteínas
formando el glicocalix.

4. MODELO DEL MOSAICO FLUIDO
 En 1972, Singer y Nicholson propusieron este modelo para
explicar las propiedades conocidas de las membranas
biológicas.

5. BICAPA LIPÍDICA
 Es la estructura básica de la membrana.
 Los principales lípidos de membrana son: fosfolípidos,
esfingolípidos y colesterol.
 En medio acuoso forman espontáneamente bicapas
(autoensamblaje) que tienden a cerrarse sobre sí
mismas (autosellado).
 Actúa de barrera relativamente impermeable al paso de
la mayoría de las moléculas hidrosolubles (iones y
moléculas polares).

6. Fosfolípidos y Esfingolípidos

7. Bicapa lipídica
 Las bicapas lipídicas se
forman espontáneamente
(autoensamblaje) y tienden
a cerrarse sobre sí
mismas.
 Por esta razón los
compartimientos formados
por bicapas lipídicas
tienden a cerrarse de
nuevo después de haber
sido rotos (autosellado)

8. Fluidez de la membrana
 Se refiere a la movilidad de los componentes en la bicapa
 Los fosfolípidos de una bicapa están en movimiento
constante:
 Difusión lateral
 Rotación
 Flip-Flop
 Flexión

9. Fluidez de la membrana
 Depende de:
 Temperatura (más temperatura = mayor fluidez).
 Composición en ácidos grasos (mayor grado insaturación y menor longitud
= mayor fluidez)
 Contenido en colesterol (mayor contenido = menor fluidez).
 La fluidez de la membrana celular es biológicamente importante:
 Influye en los procesos de transporte.
 Las actividades enzimáticas pueden detenerse cuando la viscosidad de la
membrana se incrementa más allá de un nivel crítico.
 Por ello, las bacterias y los organismos ectotermos alteran la composición
de los ácidos grasos de sus membranas para mantener una fluidez más o
menos constante.

10. Fluidez de la membrana
 Menor longitud de las
cadenas reduce la
tendencia de las colas a
interaccionar entre sí.
 Los dobles enlaces
dificultan el
empaquetamiento de las
cadenas de forma que
las membranas
permanecen fluidas a
temperaturas más bajas.
 La membrana mantendrá
su fluidez si la Tª > pto
de fusión de sus lípidos.

11. Fluidez de la membrana
• Su estructura rígida amortigua la
fluidez haciendo la membrana menos
deformable (disminuye su fluidez)
• En cambio, a bajas temperaturas,
interrumpe el empaquetamiento de
las colas hidrocarbonadas
incrementando así su fluidez y
compensando la disminución de esta
producida por la bajada de
temperaturas.
• Disminuye la permeabilidad de la
membrana al agua.
• El colesterol es un regulador de la fluidez, su presencia en las
células animales mantiene esta bastante constante.

12. Fluidez de la membrana
 La estructura fluida de la bicapa lipídica hace posible la
distribución de los componentes de la membrana desde
los puntos donde son insertados hasta otras regiones
de la misma.
 Además, permite que las membranas se fusionen entre
sí y que sus componentes se repartan uniformemente.
 También asegura que las moléculas de la membrana
queden distribuidas por igual entre las células hijas en
el momento de la división celular.

13. PROTEÍNAS DE MEMBRANA
 Realizan la mayoría de las funciones específicas de la
membrana.
 Integrales o transmembrana o intrínsecas (de paso único o múltiple)
 Periféricas o extrínsecas (en la capa interna o externa)

14. PROTEÍNAS DE MEMBRANA
 Realizan la mayoría de las
funciones específicas de la
membrana.
 Transporte
 Receptores de señales
 Catalizan reacciones
asociadas a la membrana
 Puentes estructurales: actúan
como puntos de anclaje al
citoesqueleto.

15. MODELO DEL MOSAICO FLUIDO
 Las proteínas transmembrana y los lípidos se disponen
formando un mosaico (Icebergs en un mar de lípidos)
 Las membranas biológicas son estructuras fluidas
 Las membranas son estructuras asimétricas

16. MODELO DEL MOSAICO FLUIDO

17. FUNCIONES MEMBRANA PLASMÁTICA
 Delimita la célula confiriéndole individualidad. Separa el
medio extracelular del intracelular.
 Controla el intercambio de sustancias con el exterior. Es
una barrera selectiva.
 Controla el flujo de información con el exterior celular.
 En la superficie de la membrana hay receptores específicos
(hormonas…).
 Los marcadores celulares que identifican las células se encuentra
en la membrana.
 Proporciona el medio óptimo para el funcionamiento de
las proteínas de membrana (enzimas, receptores y
proteínas transportadoras).

18. UNIONES INTERCELULARES
 Son regiones
especializadas
de la
membrana
plasmática que
permiten a las
células
adyacentes de
un tejido
unirse entre sí
o intercambiar
pequeñas
moléculas.

19. Unión íntima Desmosoma Unión tipo GAP
Proteínas
transmembranosas
Espacio intercelular
Proteínas
transmembranosas
Placa Filamentos
de queratina
Canal
Proteína
transmembranosa
LA LUPA AMPLÍA
LA IMAGEN
UNIONES INTERCELULARES

20. Unión íntima Desmosoma Unión tipo GAP
Proteínas
transmembranosas
Espacio intercelular
Proteínas
transmembranosas
Placa Filamentos
de queratina
Canal
Proteína
transmembranosa
Proteína
transmembranosa
Canal
UNIONES INTERCELULARES

21. Desmosomas

22.  Uniones herméticas
 Uniones de anclaje
 Uniones tipo gap

23. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
Las células intercambian sustancias con el medio:
 Transporte de pequeños moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
 Difusión.
 Difusión facilitada.
 Ósmosis
 Transporte activo (con consumo energético).
 Transporte de macromoléculas y partículas
 Endocitosis y Exocitosis.

24. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

25. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
 Transporte de pequeños moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
Difusión a favor de gradiente de
concentración:
 Pequeñas moléculas apolares que se disuelven en
la bicapa: O2, N2, benzeno…
 Moléculas polares sin carga CO2, urea, H2O ...

26. Difusión
 Por difusión se realizan los intercambios de gases y algunas
moléculas de nutrientes apolares de pequeño tamaño entre la
célula y el medio.

27. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
 Transporte de pequeños moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
Difusión
Difusión facilitada, entrada a favor de gradiente
electroquímico con la ayuda de proteínas de
membrana (glucosa, aminoácidos, nucleótidos…).
 Proteínas de canal
 Proteínas transportadoras específicas

28.  Difusión facilitada mediante proteínas transportadoras tipo canal
TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

29.  Difusión facilitada mediada por proteínas transportadoras
TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

30. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
 Transporte de pequeños moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
Difusión
Difusión facilitada
Ósmosis

31. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA

32. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
 Transporte de pequeñas moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
 Transporte activo
Tiene lugar en contra de un gradiente electroquímico.
Consume energía.
Necesita de la intervención de proteínas
transportadoras de membrana.

33. Transporte activo
 El ejemplo más importante lo constituyen la bomba de
Na+/K+ y la bomba de Ca2+ .

34. Bomba de Na+/K+
 Se observa en células animales, vegetales y de bacterias.
 Utiliza una molécula de ATP para sacar 3 iones Na+ del interior
celular y entrar 2 iones K+.
 Tiene un importante papel celular:
 En las células animales controla el volumen celular.
 Es la base para la transmisión de los impulsos en las células
nerviosas y musculares. Las mantiene eléctricamente
excitables.
 Interviene en otros sistemas de transporte acoplados: glucosa y
aminoácidos.

35. Bomba de Na+/K+

36. Transporte acoplado de glucosa
 En las células del epitelio intestinal la célula
introduce iones de Na+, junto con la glucosa al
interior, por difusión facilitada.

37. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANA
 Las células intercambian sustancias con el medio:
 Transporte de pequeños moléculas:
 Transporte pasivo (sin consumo energético)
 Transporte activo (con consumo energético).
 Transporte de macromoléculas y partículas
 Endocitosis y Exocitosis.

38. ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS

39. ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS
Endocitosis en un eritroblasto

40. ENDOCITOSIS
 Comprende tres modalidades:
 Fagocitosis. Se incorporan partículas sólidas relativamente
grandes
 Pinocitosis. Se captan pequeñas gotas de líquido.
 Endocitosis mediada por receptor. Sólo se incorporan
aquellas moléculas que disponen de receptor en la
membrana.
 La mayoría de estas vesículas acaban fusionándose
con los lisosomas.

41. Pinocitosis: ingestión de líquidos y
solutos.
Fagocitosis: Ingestión de grandes
partículas, restos celulares…
ENDOCITOSIS

42. Fagocitosis
Leucocito polimorfonucleado ingeriendo una bacteria
en división.

43. Fagocitosis
 En unicelulares, tiene función sobre todo alimenticia (p. ej.
emisión de pseudópodos por las amebas para englobar la
partícula de alimento, formando una vacuola digestiva)
 En seres pluricelulares es un mecanismo defensivo
realizado por células especializadas llamadas fagocitos.
 De esta forma son eliminados microorganismos siguiendo un
mecanismo parecido al de las vacuolas digestivas.
 Para que se dé la fagocitosis han de existir en superficie
receptores específicos.

44. Pinocitosis
Oocito de
galllina
Hepatocito
de rata.
 Es la ingestión de líquidos y tiene lugar en casi todas las células
eucariotas.

45. Endocitosis mediada por receptor
 Sólo se incorporan aquellas moléculas que
disponen de receptores en la membrana.
 La formación de vesículas se debe a un sistema
reticular de una proteína filamentosa llamada
clatrina.
 Se diferencia de la endocitosis constitutiva: la
endocitosis se produce de forma inespecífica.

46. Vesículas de clatrina

47. Vesículas recubiertas de clatrina

48. Vesículas revestidas de clatrina
• Moléculas específicas se unen a proteínas receptoras de membrana,
localizadas en regiones recubiertas con las proteínas clatrinas.
• En estas zonas se concentran los receptores específicos aumentando
así la velocidad y eficacia del transporte.
• Se forman vesículas recubiertas de clatrina mediante endocitosis.
• En el citoplasma las vesículas pierden el recubrimiento.
• Las vesículas se fusionan con otras semejantes y forman
endosomas.
• Los endosomas forman dos tipos de vesículas:
• Unas contienen receptores que regresan a la membrana
• Otras contienen las partículas ingeridas, se fusionan con los lisosomas y
después son procesadas por la célula.

49. EXOCITOSIS
 Consiste en el vertido al exterior de macromoléculas o partículas de
diferente naturaleza (de desecho o productos de secreción).
 Este es también un mecanismo primario de crecimiento de la
membrana plasmática.

50. EXOCITOSIS
 Las moléculas segregadas
pueden:
 Adherirse a la superficie celular
y pasar a formar parte del
glicocáliz.
 Incorporarse a la matriz
extracelular.
 Difundirse hacia el medio
sirviendo como señal a otras
células.
 Difundirse hacia el exterior,
como las enzimas digestivas.

51. GLICOCALIX
 Es el conjunto de oligosacáridos pertenecientes a
glucolípidos y glucoproteínas de la membrana.
 Aparecen en la cara externa de la membrana en muchas
células animales.
 También contiene glicoproteínas que han sido segregadas
y luego adsorbidas sobre la superficie celular.

52. Funciones del glicocalix
 Protege la superficie de la célula de posibles
lesiones mecánicas o químicas.
 Intervienen en fenómenos de reconocimiento
celular.
 Presenta propiedades inmunitarias (antígenos de los grupos
sanguíneos)
 Reconoce y fija determinadas sustancias que la célula debe
incorporar por fagocitosis o pinocitosis.
 Tiene importante papel en la capacidad patogénica de virus y
bacterias.
 En la fecundación.

53. GLICOCALIX

54. MATRIZ EXTRACELULAR
• Red de macromoléculas (proteínas y polisacáridos)
segregadas por las células animales al espacio
intercelular.

55. MATRIZ EXTRACELULAR
 Compuesta por glicoproteínas:
 Colágeno, la más abundante, inmersa en entramado de
proteoglicanos. Aporta resistencia a la tensión.
 Proteoglicanos, pequeño núcleo proteico unido a muchas cadenas
de polisacáridos. Rellenan el espacio entre el colágeno y mantienen
la matriz hidratada (moléculas hidrófilas).
 Fibronectina, junto a otras proteínas une la matriz a proteínas de la
membrana.

56. MATRIZ EXTRACELULAR
• Actúa como nexo de unión entre las células de los tejidos
animales, rellena espacios intercelulares, da consistencia
a tejidos y órganos y, además, condiciona la forma, el
desarrollo y la proliferación de las células englobadas por
la matriz.
• La matriz juega un rol activo y complejo en la regulación
del comportamiento de las células que interactúan con
ella, influenciando su desarrollo, migración, proliferación,
forma y función.

57. PARED CELULAR
 Es una matriz extracelular compleja que rodea a las
células vegetales.
 Actúa como exoesqueleto de estas células.
 Está formada por largas fibrillas de celulosa unidas entre
sí por una matriz de polisacárido y proteína.

58. Celulosa
 Es un polímero lineal de moléculas de glucosa unidas por
enlaces ß(1-4).
 Forman microfibrillas (pág. 39 libro).

59. PARED CELULAR
 Las microfibrillas de celulosa están englobadas en una matriz de
polisacáridos hemicelulosa y pectinas, glicoproteínas, elementos
minerales (Ca2+) y agua.
 La pared celular se puede impregnar de cutina, suberina o ceras.

60. Estructura de la pared celular
• Lámina media de pectinas. Se
forma entre dos células que
acaban de dividirse a partir del
contenido de las vesículas del
aparato de Golgi.
• Las membranas del aparato de
Golgi formaran la membrana
celular
• Pared primaria de celulosa y
matriz de hemicelulosa y pectinas
que la célula va depositando entre
la membrana plasmática y la
lámina media.

61. Estructura de la pared celular
• Pared secundaria con fibras de celulosa orientadas paralelamente
que forman hasta tres capas diferentes. Es muy rígida (contiene lignina)
y difícilmente deformable, por lo que sólo aparece en células
especializadas de los tejidos esqueléticos y conductores.

62. PARED CELULAR
Vacuola
Lámina
media
Pared
secundaria
Pared
primaria
Membrana
plasmática
Vacuola

63. PUNTEADURAS Y PLASMODESMOS
 El paso de sustancias a través de la pared celular se ve favorecido por
punteaduras y plasmodesmos.
 Punteaduras, adelgazamientos o áreas finas de las paredes celulares,
o sea, zonas donde se deposita menos celulosa.
 Plasmodesmos, finos conductos que atraviesan las paredes celulares
y conectan entre sí los citoplasmas de las células adyacentes.

64. FUNCIONES DE LA PARED CELULAR
 Protege y da forma, permite la vida en medio
hipotónico (soportar la presión de turgencia).
 Soporta la planta (lignina), es la responsable de que
la planta se mantenga erguida e impermeabiliza
(cutina y suberina) impidiendo la pérdida de agua.
 Barrera para los agentes patógenos u otras
sustancias.