Ciencias Básicas Plan Común
|
|
|
|
MODELO DE MEMBRANA. TEMAS La membrana es un complejo formado fundamentalmente por lípidos, que se disponen en una doble capa o bicapa lipídica, en la que se insertan distintos tipos de proteínas. Los científicos trabajaron arduamente para esclarecer la organización de la membrana plasmática. El análisis con el microscopio electrónico de transmisión evidenció una estructura trilaminar, pero no entregó información sobre la disposición de los componentes lipídicos y proteicos. Singer y Nicholson, en 1972, acuñan la expresión de mosaico fluido, que establece que el componente lipídico de la membrana actúa como un medio en el cual se encuentran inmersas las proteínas que pueden estar total o parcialmente incluidas en la membrana. Los lípidos que intervienen en mayor proporción en la composición de las membranas biológicas son los fosfolípidos y el colesterol.
Las colas apolares están formadas, a menudo, por una cadena de ácidos grasos saturados y otra insaturada. Los fosfolípidos forman una estructura fluida y, por tanto, permite el desplazamiento o movimiento dentro de ella. Estos movimientos son importantes en los procesos de transporte a través de la membrana. Existen varias clases de fosfolípidos presentes en las membranas: fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. Los gangliósidos son un tipo abundante de lípidos en las células nerviosas. Los lípidos los podemos encontrar unidos a carbohidratos, formando los glucolípidos. Éstos sólo se encuentran en la parte exterior de las membranas y pueden representar hasta un 5% del total de lípidos de las membranas de las células animales. Colesterol Se encuentra en proporción elevada en las membranas de células eucariontes. Su disposición es intercalada entre los fosfolípidos. Lo que limita la movilidad de los fosfolípidos proporciona estabilidad mecánica a la membrana y reduce su permeabilidad. Se encuentran insertas en la bicapa lipídica. Muchas se unen a carbohidratos formando glucoproteínas. Existen dos tipos de proteínas de membrana:
Las proteínas desempeñan la mayor parte de las funciones biológicas que desempeñan las membranas: participan en reacciones energéticas, en el transporte a través de membranas, en la recepción de señales, etc. Muchas proteínas de membrana son enzimas, como la adenil ciclasa. Las proteínas de membrana tienen cierta capacidad de movimiento. Por ejemplo:
Sin embargo, las proteínas tienen la capacidad de fijarse a ciertas regiones de la membrana a través de las cadenas de ácidos grasos de los fosfolípidos, o bien establecer uniones no covalentes con otras proteínas de membrana. Poseen menor capacidad de desplazamiento que los fosfolípidos. La membrana tiene una organización asimétrica. Esto quiere decir que la cara citoplasmática y la cara externa de la bicapa lipídica no son iguales, sino que presentan algunas diferencias como:
Es frecuente encontrar en la cara externa de la membrana una capa denominada glucocáliz, que está compuesta por cadenas de glúcidos unidas a las proteínas de membrana. Desarrolla una función de protección y participa en los fenómenos de reconocimiento y adherencia celular. Para poder llevar a cabo todas las funciones metabólicas que tienen lugar en las células, éstas deben intercambiar sustancias con su medio exterior. Los mecanismos de transporte son bastante variados, pero en forma general se los puede dividir en pasivos y activos. Es un proceso que no requiere de energía (ATP) debido a que se realiza a favor del gradiente de concentración, es decir, desde una región de mayor concentración de la sustancia hacia otra de menor concentración de la misma. Existen diferentes tipos de transporte pasivo:
Osmosis: Es un caso especial de movimiento de agua, que consiste en un movimiento de moléculas de agua desde una zona de mayor potencial de agua a otra de menor potencial de agua. En otras palabras, es un movimiento que ocasiona transferencia neta de agua desde una zona de mayor potencial hídrico (energía potencial de las moléculas de agua) hacia otra de menor potencial hídrico. El agua se mueve de una zona donde la concentración de solutos es menor a otra zona donde la concentración de solutos es mayor. Tipos de soluciones:
La osmosis tiene una enorme importancia para todas las células. Una célula animal, como es el caso de un glóbulo rojo, es isotónico respecto al plasma; pero si lo exponemos a una solución hipertónica perderá agua y se arrugará, fenómeno conocido como crenación. Si lo exponemos a una solución hipotónica, en cambio, ingresará agua a la célula, diluyendo su contenido y rompiendo la membrana celular, fenómeno conocido como citólisis. La célula vegetal presenta una pared celular rígida, por lo que en una solución hipertónica, el protoplasma se retraerá, despegándose la membrana celular de la pared, fenómeno conocido como plasmólisis. En una solución hipotónica, el ingreso de agua al interior de la célula no provoca el rompimiento de la célula, sino que se genera una presión, desde dentro de la célula sobre la pared, denominada presión de turgencia, la cual es responsable de la posición erecta de las hojas y tallos verdes de las plantas. Transporte Activo: Transporte que ocurre en contra de un gradiente de concentración o gradiente electroquímico y, por ello, requiere de energía. En este mecanismo de transporte también participan proteínas transmembrana, pero que tienen la capacidad de hidrolizar ATP para obtener energía y simultáneamente cambian su conformación espacial para efectuar el transporte de las sustancias (también se las denomina bombas). El ejemplo clásico de este tipo de transporte es la bomba sodio-potasio, que extrae sodio de la célula e ingresa potasio a la misma. La acción de la bomba Na-K es fundamental para fenómenos como la contracción muscular, el potencial de acción en el impulso nervioso, en la mantención de un balance hídrico normal, tanto dentro como fuera de la célula. La bomba sodio potasio corresponde a un complejo de proteínas integrales de membrana (transmembrana) que está presente en todas las células del organismo y en gran parte responsable de la generación y mantención del potencial de reposo de la membrana.
4. Transporte de Macromolécula Los mecanismos antes mencionados no permiten el paso de moléculas grandes como polisacáridos y proteínas. En estas situaciones se utiliza los sistemas de transporte de exocitosis y endocitosis. Ambos mecanismos utilizan vesículas rodeadas de membrana plasmática, en cuyo interior viajan las sustancias que deben entrar o salir de la célula. Endocitosis: Se trata de un proceso de incorporación de sustancias a la célula. En él las sustancias se concentran en pequeñas depresiones de la membrana plasmática, que llevan a la formación de una vesícula, la cual contiene en su interior una gran cantidad de sustancias.
La fagocitosis se da en células con cierto grado de especialización, como protozoos, los glóbulos blancos, los macrófagos. La pinocitosis es relativamente común en todo tipo de células, por ejemplo, en los ovocitos durante su proceso de maduración. Una vez que las vesículas han penetrado en el interior celular, los lisosomas se unen con ellos, para luego procesarlos. Exocitosis: La macromolécula o partícula es transportada hacia el exterior de la célula. Las vesículas de secreción viajan hacia la membrana celular, se fusionan con ella y vierten su contenido hacia el espacio extracelular El proceso de exocitosis se puede desencadenar bajo dos situaciones:
Durante los procesos de endocitosis y exocitosis las bicapas lipídicas se aproximan y se fusionan, para lo cual se requiere el aporte de energía (ATP). Mientras tienen lugar estos transportes, se suelen generar fragmentos de membrana que son recuperados por la célula y reciclados en otros puntos de la membrana. |
|
| CEPECH S.A. www.cepech.cl - Agustinas 1447 - Fono: 600 4635500 - Santiago - Chile |
No hay comentarios:
Publicar un comentario