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En este ensayo, se explora en detalle las tres partes fundamentales de la célula: la membrana plasmática. Se describe su estructura básica, formada por una bicapa lipídica, y su función primordial de delimitar la célula y mantener el equilibrio físico y químico. Además, se abordan los distintos procesos de transporte de sustancias a través de la membrana plasmática, como la difusión simple y facilitada, el transporte activo primario y secundario, y la endocitosis y exocitosis.
Tipo: Apuntes
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Una de las partes más importantes de la célula es la membrana plasmática o membrana celular. La membrana plasmática es una una doble capa de lípidos que rodea y delimita a las células, separando al interior del exterior y permitiendo el equilibrio físico y químico entre el medio ambiente y el citoplasma de la célula. Bicapa lipídica el marco estructural básico de la membrana plasmática es la bicapa lipídica, que consiste en dos capas yuxtapuestas “espalda con espalda” formadas por tres tipos de moléculas lipídicas: fosfolípidos, colesterol y glucolípidos. la disposición en bicapa es el resultado de la naturaleza anfipática de los lípidos, lo que significa que tienen tanto partes polares como no polares. los segmentos no polares están formados por dos “colas” de ácidos grasos largos, que son cadenas hidrocarbonadas las moléculas de fosfolípidos se orientan en la membrana plasmática con sus cabezas hidrófilas hacia el exterior. de tal forma, las cabezas enfrentan al líquido acuoso situado a ambos lados de la membrana (citosol en el interior y líquido extracelular en el exterior). las colas hidrófobas de los ácidos grasos presentes en cada las moléculas de fosfolípidos se orientan en la membrana plasmática con sus cabezas hidrófilas hacia el exterior. de tal forma, las cabezas enfrentan al líquido acuoso situado a ambos lados de la membrana (citosol en el interior y líquido extracelular en el exterior). las colas hidrófobas de los ácidos grasos presentes en cada mitad de la bicapa se enfrentan entre sí y forman una región no polar, hidrófoba, en el interior de la membrana. Las moléculas de colesterol son anfipáticas débiles y se disponen entre los otros lípidos en ambas capas de la membrana. Los grupos hidratos de carbono de los glucolípidos forman una “cabeza” polar; sus “colas” de ácidos grasos son no polares. Los glucolípidos sólo aparecen en la capa de la membrana celular que está en contacto con el líquido extracelular, una de las razones por las cuales
transporte activo secundario En el transporte activo secundario, la energía acumulada en los gradientes de concentración del Na+ o el H+ se utiliza para transportar otras sustancias a través de la membrana en contra de su gradiente de concentración. Como el gradiente de Na+ o de H+ se establece sobre todo por el desarrollo del transporte activo primario, el transporte activo secundario utiliza en forma indirecta la energía obtenida de la hidrólisis del ATP. Transporte en vesículas una vesícula (pequeña ampolla o vejiga) es un saco esférico pequeño. Como se verá más adelante en este capítulo, numerosas sustancias se transportan en vesículas de una estructura a otra dentro de las células. endocitosis La endocitosis mediada por receptores es un tipo de endocitosis muy selectivo por medio del cual las células captan un ligando específico (los ligandos son moléculas que se unen a receptores específicos). Unión: En el lado extracelular de la membrana plasmática, una partícula de LDL que contiene colesterol se une a un receptor específico en la membrana plasmática para formar un complejo receptor-LDL. Formación de la vesícula: Los bordes invaginados de la membrana alrededor de las fositas cubiertas por clatrina se fusionan y un pequeño fragmento se desprende de la membrana. Pérdida de la cubierta: Casi de inmediato tras su formación, la vesícula pierde su cubierta de clatrina y se convierte en una vesícula sin cubierta. Fusión con la endosoma : La vesícula sin cubierta se fusiona con rapidez con una vesícula denominada endosoma. Reciclado de los receptores hacia la membrana plasmática: La mayor parte de los receptores se acumula en protrusiones alargadas de la endosoma (o sea, las ramas de la vesícula en forma de cruz en el centro de la figura). Degradación en los lisosomas: Otras vesículas de transporte, que contienen las partículas de LDL, se desprenden de la endosoma y se fusionan con rapidez con un lisosoma. Exocitosis A diferencia de la endocitosis, que ingresa material dentro de la célula, la exocitosis libera material fuera de ella. Todas las células realizan exocitosis, pero este proceso es importante sobre todo en dos tipos celulares: (1) las células secretoras que liberan enzimas digestivas, hormonas, moco u otras secreciones y (2) las células nerviosas que liberan sustancias denominadas neurotransmisores. transcitosis El transporte en vesículas también sirve para ingresar una sustancia en la célula, desplazarla a través de ella y eliminarla en forma sucesiva. Durante estos procesos activos, denominados transcitosis, las vesículas experimentan endocitosis en uno de los polos celulares, atraviesan la célula y luego son exocitadas por el polo opuesto. Citoplasma A continuación, hablare sobre la segunda parte mas importante en la célula que es el citoplasma. El citoplasma está formado por todos los contenidos celulares entre la membrana plasmática y el núcleo y tiene dos componentes: (1) el citosol y (2) los orgánulos, que son pequeñas estructuras responsables de diferentes funciones en la célula. El citosol es la porción líquida del citoplasma que rodea a los orgánulos y constituye alrededor del 55% del volumen celular total entre el 75 y el 90% del citosol está formado por agua, a la que se suman diferentes compuestos disueltos o en suspensión, como por ejemplo diferentes tipos de iones, glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, proteínas, lípidos, ATP y productos de desecho, algunos ya mencionados uno de glucógeno. El citosol es el sitio donde acontecen muchas de las reacciones químicas necesarias para mantener viva a la célula. Por ejemplo, las enzimas del citosol catalizan la glucólisis, una serie de diez reacciones químicas que conducen a la síntesis de dos moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa. organelo un organelo es aquello que se conoce como orgánulo, una unidad que forma parte de un organismo unicelular o de una célula. dichas unidades cumplen diversas funciones y confieren de una cierta estructura al organismo en cuestión. los organelos, dadas estas características, también reciben el nombre de elementos celulares. El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos que se extiende a través del citosol Tres tipos de filamentos proteicos contribuyen a la estructura del citoesqueleto, y a la de otros orgánulos. En orden creciente de diámetro, estas estructuras son los microfilamentos, los filamentos intermedios y los microtúbulos. Los microfilamento s, los elementos más delgados del citoesqueleto, están compuestos por las proteínas actina y miosina y son más abundantes en la periferia de la célula Cumplen dos funciones generales: ayudan a generar movimiento y proveen soporte mecánico filamentos intermedios Como su nombre lo sugiere, los filamentos intermedios son más gruesos que los microfilamentos pero más delgados que los microtúbulos Los filamentos intermedios pueden estar compuestos por varias proteínas diferentes, que son muy resistentes
microtúbulos Los microtúbulos son los componentes más grandes del citoesqueleto y se presentan como tubos largos y huecos no ramificados formados sobre todo por la proteína tubulina. El centrosoma , localizado cerca del núcleo, tiene dos componentes: un par de centríolos y material pericentriolar. Los dos centríolos son estructuras cilíndricas, cada una compuesta por nueve complejos de tres microtúbulos (tripletes) ordenados en forma circular Alrededor de los centríolos se encuentra el material pericentriolar, que contiene cientos de complejos anulares formados por la proteína tubulina. Cilios y flagelos Los microtúbulos son los componentes predominantes de los cilios y flagelos, que son proyecciones móviles de la superficie celular. Los cilios son apéndices numerosos, cortos, piliformes, que se extienden desde la superficie de la célula cilio permanece unido a un cuerpo basal justo debajo de la superficie de la membrana plasmática. Un cuerpo basal posee una estructura similar a un centríolo y participa en el ensamblado inicial de los cilios y los flagelos Los cilios realizan un movimiento similar al de un remo; su estructura es relativamente rígida durante el impulso, pero es más flexible durante la recuperación. Los flagelos tienen una estructura similar a los cilios, pero suelen ser mucho más largos. En general, los flagelos mueven una célula entera. Un flagelo genera un movimiento hacia adelante a lo largo de su eje a través de su desplazamiento rápido en un patrón. Ribosoma Compuesto por dos subunidades que contienen RNA ribosómico y proteínas; puede estar libre en el citosol o adherido al RE rugoso (RER). Síntesis de proteínas. Retículo endoplásmico (RE) Red membranosa de sacos aplanados o túbulos. El RER está cubierto por ribosomas y se conecta con la membrana nuclear; el RE liso (REL) carece de ribosomas. El RER sintetiza glucoproteínas y fosfolípidos que se transfieren a otros orgánulos celulares, se insertan en la membrana plasmática o se secretan por exocitosis. El REL sintetiza ácidos grasos y esteroides, inactiva o detoxifica fármacos, extrae grupos fosfato de la glucosa-6fosfato y almacena y libera iones de calcio en las células musculares. Aparato de Golgi Consta de 3 a 20 sacos membranosos aplanados denominados cisternas; dividido desde el punto de vista estructural y funcional en: cara de entrada (cis), cisterna medial y cara de salida (trans). El polo o cara de entrada (cis) capta las proteínas provenientes del RER, las cisternas mediales forman glucoproteínas, glucolípidos y lipoproteínas y el polo o cara de salida (trans) produce otras modificaciones en las moléculas y luego las clasifica y envuelve para su transporte hacia su destino final. Lisosoma Vesícula formada por el aparato de Golgi; contiene enzimas digestivas Se fusiona con el contenido de las endosomas y lo digiere, con vesículas pinocíticas y con fagosomas y transporta los productos finales de la digestión al citosol; asimismo digiere los orgánulos dañados (autofagia), células enteras (autólisis) y materiales extracelulares. Peroxisoma Vesícula que contiene oxidasas (enzimas oxidativas) y catalasa (degrada el peróxido de hidrógeno); los peroxisomas nuevos se invaginan a partir de los ya existentes Oxida los aminoácidos y los ácidos grasos, detoxifica sustancias nocivas como el peróxido de hidrógeno y los radicales libres asociados con él. Proteasoma Estructuras diminutas en forma de tonel que contienen proteasas (enzimas proteolíticas). Degrada las proteínas innecesarias, dañadas o defectuosas fragmentándolas en péptidos pequeños. Mitocondria Posee una membrana mitocondrial externa y una interna, crestas mitocondriales y matriz; las mitocondrias nuevas se forman a partir de las preexistentes Sitio donde tiene lugar la respiración celular aeróbica que produce la mayor parte del ATP celular. Cumple un papel importante y temprano en la apoptosis. núcleo Está formado por una membrana o envoltura nuclear con poros, nucléolos y cromosomas, que se presentan como masas de cromatina en forma de ovillo en las células en interfase. Los poros nucleares controlan el movimiento de sustancias entre el núcleo y el citoplasma, el nucléolo sintetiza ribosomas y los cromosomas contienen genes que controlan la estructura y dirigen las funciones celulares.
