EL SISTEMA MEMEBRANAL
·
La membrana celular y sus funciones
·
Alimentación celular: difusión, endocitosis y
exocitosis
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La membrana nuclear y sus funciones
·
Retículo ando plástico, ribosomas y síntesis de
proteínas
·
Aparato de Golgi y secreción
Una de las partes fundamentales
de la célula es la membrana, que la aísla y protege del medio; no es la única
que existe, pues muchos de sus organeros, como el retículo and plásmico o el
aparato de Golgi, también se encuentran protegidos por membranas, de tal manera
que para la célula eucarionte la presencia de un sistema de membranas
especializadas para sus distintos organeros representa una característica
distintiva que denota su alta especialización.
Quizá lo más notable de las
membranas celulares sea su capacidad de realizar numerosas funciones, las
cuales van desde el simple aislamiento del contenido hasta el más sofisticado
intercambio de información dentro de la célula (intracelular) o de ésta al medio
que la rodea (extracelular).
La membrana que aísla a la célula
completa del medio y que encierra todo su contenido recibe el nombre de
membrana plasmática, ya que cada organero celular también se mantiene aislado a
través de sus propias membranas.
Es como si la célula fuera una
casa con varias habitaciones; la pared exterior de la casa representaría a la
membrana plasmática, mientras que las paredes que separan a un cuarto de otro
equivaldrían a las membranas de cada organero.
Todas las membranas están
formadas por un conjunto lipoproteico, cuyos componentes se mantienen unidos
como si fueran una lámina delgada. A través del microscopio electrónico se ha
podido observar que los lípidos se encuentran formando una doble capa. La
cantidad de cada uno, es decir, de lípidos o proteínas, depende del tipo de
membrana (plasmática o de los organeros) y hasta del tipo de célula de que se
trate. También en las membranas se encuentran en menor proporción carbohidratos
(azúcares)
LA
MEMBRANA CELULAR Y SUS FUNCIONES
La membrana celular o plasmática
constituye el límite exterior de la célula, le da forma y protección.
Lo más importante de esta
membrana es su doble función: porque retiene y aísla los materiales contenidos
en la célula y permite el intercambio de sustancias hacia el interior y
exterior de la célula para que obtenga el alimento y la energía que requiere.
Esta última función es posible debido a su capacidad de permeabilidad
selectiva, lo cual significa que no es igualmente permeable para cualquier tipo
de sustancias.
MEMBRANA CELULAR.
En otras palabras, la membrana
"selecciona" o permite la entrada o salida solamente de
"ciertos" componentes que reúnan algunos requisitos, como podrían ser
el tamaño y el tipo de molécula de que se trate. Esta propiedad es fundamental
para que se lleve a cabo la alimentación celular.
Las células vegetales tienen una
pared celular por fuera de la membrana. Dicha pared está formada por una
sustancia dura y consistente llamada celulosa que proporciona rigidez a las
plantas. Las células de los troncos de los árboles contienen una gran cantidad
de celulosa, de ahí su particular dureza.
ALIMENTACIÓN
CELULAR: DIFUSIÓN, ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS
La nutrición o alimentación
celular es el proceso que transforma las sustancias nutritivas en otras más
sencillas que puedan ser asimiladas por la célula para realizar sus funciones.
Las membranas tienen un papel
fundamental en ello, principalmente la membrana plasmática, ya que es a través
de ella por donde se realiza el paso de los nutrientes.
Para que las células obtengan sus
nutrimentos y transporten las sustancias a su interior existen diferentes
maneras: ya sea pasivamente, por difusión; o activamente, por transporte
activo, o endocitosis con sus dos variantes: linfocitosis y fagocitosis.
Cuando se dice que la entrada de
nutrimentos es pasiva se hace referencia a que no implica gasto de energía;
mientras que el aspecto activo sí implica un gasto energético.
DIFUSION
Si se agregan unas gotas de
colorante rojo a un vaso con agua, al cabo de unos instantes toda el agua se
torna roja, pues el colorante habrá logrado difundirse en el agua de manera
uniforme.
Desde el punto de vista celular,
la difusión es un fenómeno que tiende a igualar la concentración de las
sustancias que están dentro y fuera de la célula para lograr uniformidad.
Proceso de la difusión. Para que
se lleve a cabo la difusión celular se necesitan dos condiciones:
Que la sustancia se encuentre en
mayor concentración en el exterior de la célula, y que la membrana sea
permeable para dicha sustancia.
El primer punto se refiere a que
las moléculas se muevan a "favor de un gradiente", es decir, de mayor
concentración a menor. Mientras mayor sea la diferencia de concentración más
rápida será la difusión.
Retomando el ejemplo del vaso con
agua y el colorante, se puede comprender mejor esto. Si se agrega el colorante
en el vaso con agua, inicialmente estará colocado en la parte superior del vaso
porque en esa zona hay mayor concentración, pero poco a poco se irá desplazando
hacia abajo hasta quedar una mezcla uniforme. El colorante fue difundido en el
agua desde la región de mayor concentración. Cuando todo el colorante ha
quedado disuelto en el agua se dice que ya no hay gradientes, es decir, que se alcanzó
un equilibrio dinámico.
El hecho de que la membrana sea
permeable para determinadas sustancias también influirá en la difusión.
La membrana tiene una doble capa
lipídica, por lo tanto, las sustancias liposolubles (solubles en grasa)
penetrarán con mayor facilidad que aquellas hidrosolubles (solubles en agua).
El dióxido de carbono y el
oxígeno, por ser solubles en lípidos, se mueven fácilmente a través de la capa lipídica
(de dos lípidos) de la membrana.
El agua a pesar de no ser
liposoluble también entra y sale con facilidad, fenómeno atribuido a los
pequeños poros que se localizan en la membrana.
ÓSMOSIS
La ósmosis es un caso especial de
difusión en el cual el paso de líquidos a través de la membrana semipermeable
se presenta de un medio de menor concentración a otro que tenga mayor
concentración.
Para comprender mejor lo anterior
es necesario aclarar algunos puntos:
Las soluciones están formadas por
la presencia de un solvente y un soluto.
El agua es generalmente el
solvente; mientras que los solutos pueden ser sustancias como glucosa, sal,
azúcar, etcétera.
Una solución hipertónica es
aquella que tiene un mayor número de partículas de soluto y, por lo tanto,
menos solvente.
El caso opuesto es el de las
soluciones hipotónicas, ya que en ellas existe un menor número de partículas de
soluto y mucho más solvente.
En la ósmosis las moléculas de
agua se difunden de una solución hipotónica a una hipertónica a través de la
membrana semipermeable.
DIFUSIÓN FACILITADA
Al igual que la difusión simple,
la difusión facilitada no requiere una inversión de energía, pues las
sustancias serán impulsadas por el gradiente de concentración.
La diferencia con la difusión
simple consiste en que durante este proceso las sustancias se valen de
transportadores que las llevan al interior de la célula. Esos transportadores
son proteínas altamente especializadas que tienen la capacidad de seleccionar a
determinadas moléculas y que solamente permitirán el paso de aquellas que
acepten.
La glucosa, por ejemplo, entra a
la mayoría de las células gracias a este proceso.
TRANSPORTE ACTIVO
Es una función de la membrana
para transportar hacia el interior de la célula sustancias que hay fuera de
ella.
El transporte activo se lleva a
cabo por la acción de las proteínas transportadoras y las moléculas se mueven
de una región de menor concentración a otra de mayor concentración, lo cual
requiere un gasto de energía.
ENDOCITOSIS
En esta función la célula acarrea
al interior partículas que por sus características no pueden atravesar la
membrana plasmática.
En la membrana se forman
vesículas o vacuolos (también es correcto decir vacuolas) en los cuales queda
encerrado el material que se va a ingerir. Estas estructuras llegan al
citoplasma y posteriormente vacían su contenido en la célula.
Existen dos formas de endocitosis:
pinocitosis y fagocitosis.
Pinocitosis, que significa
"célula bebiendo", es cuando la membrana rodea y engloba sustancias
líquidas, como gotas de aceite o moléculas disueltas en agua, y fagocitosis,
que significa "célula comiendo", ocurre cuando la membrana rodea
partículas sólidas, por ejemplo nutrimentos o incluso virus o bacterias. Las
células que se alimentan mediante este fenómeno se conocen como fagocitos. Los
glóbulos blancos de la sangre, llamados leucocitos, atrapan microorganismos
perjudiciales mediante este fenómeno; igualmente organismos unicelulares, como
las amebas, se alimentan de este modo.
EXOCITOSIS
Es el fenómeno inverso a la
endocitosis. Se presenta cuando la célula expulsa algún material hacia el
exterior, también se realiza mediante vesículas o vacuolas.
Cuando, por ejemplo, una vesícula
alcanza la superficie celular, su membrana se fusiona con la membrana celular,
logrando así expulsar su contenido fuera de la célula.
LA
MEMBRANA NUCLEAR Y SUS FUNCIONES
El núcleo se encuentra rodeado
por una membrana o envoltura nuclear.
Envoltura nuclear La envoltura
nuclear está formada a su vez por una doble membrana compuesta por lípidos y
proteínas; lo más notable es la presencia de unos pequeños orificios llamados
poros nucleares por donde circulan los materiales entre el núcleo y el
citoplasma, de ese modo se mantiene un intercambio entre esas dos zonas.
En el interior del núcleo se
halla el jugo nuclear o carioplasma (ocasionalmente llamado nucleoplasma), que
es una sustancia transparente, densa y rica en proteínas. En él se localiza una
sustancia granular llamada cromatina, que durante la división celular forma unos
bastones llamados cromosomas.
RETÍCULO
ENDOPLÁSMICO, RIBOSOMAS Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
El retículo endoplásmico y los
ribosomas son organeros que se localizan en el citoplasma de la célula; juntos
se encargan, entre otras funciones, de elaborar y transportar las proteínas que
serán el alimento celular.
RETÍCULO ENDOPLÁSMICO
Tiene el aspecto de una red de
tubos de paredes delgadas, que recorren toda la célula para comunicarla con el
exterior y con el núcleo. Funciona como un sistema intracelular de conductos
transportadores de sustancias.
Se pueden encontrar dos tipos
diferentes de retículo:
Rugoso: cuando tiene ribosomas
adheridos, y
Liso: cuando no presenta ribosomas.
La cantidad de retículo
endoplásmico de una célula depende del tipo celular del que se trate y de la
actividad que esté realizando, pues cuando una célula está elaborando una gran
cantidad de proteínas el retículo será más abundante.
RIBOSOMAS
Los ribosomas son pequeños
cuerpecillos formados por ARN ribosoma y proteínas, los cuales se encargan de
la elaboración de las proteínas celulares.
Los ribosomas pueden encontrarse
libres en el citoplasma o adheridos al retículo endoplásmico.
Cuando la célula está fabricando
proteínas que no son de exportación, los ribosomas se distribuirán en todo el
citoplasma para sintetizarlas y si las proteínas van a enviarse a otro lugar
del cuerpo, el proceso se realizará en los ribosomas que se encuentran adheridos
al retículo endoplásmico para que éste las almacene y las transporte.
Los ribosomas son los organelos
celulares más abundantes, una célula puede llegar a tener más de 20 mil.
SÍNTESIS O ELABORACIÓN
DE PROTEÍNAS
Los ribosomas son los organelos
encargados de la síntesis de proteínas. Para poder realizar este trabajo
necesitan saber qué proteína se elaborará y contar con los "ingredientes"
para sintetizarlas.
Los ingredientes que utilizan los
ribosomas son: aminoácidos para fabricar las proteínas y enzimas para lograr el
proceso. La fabricación o síntesis de proteínas tiene secuencias especiales,
pues es un proceso muy complicado. En este proceso intervienen el ADN, que
emite la orden desde el núcleo; el ARN mensajero, que recibe la información del
núcleo y la lleva a los ribosomas; el ARN de transferencia, que transporta los
aminoácidos; y el ARN ribosomal, que orienta en el ribosoma al ARN mensajero y
al ARN de transferencia para la síntesis de proteína.
Durante la formación de las
proteínas, el ARNm lleva la información que le dio el ADN a los ribosomas,
éstos la descifran y determinan cuál será el primer aminoácido de la proteína.
Después, el ARNt busca el aminoácido específico (el que ordenó el ADN) y lo
lleva a los ribosomas para que lo ensamble; después el ARNt busca al siguiente
aminoácido, lo lleva nuevamente a los ribosomas y éstos lo unen al primero
mediante enzimas, de este modo la cadena tiene ya dos aminoácidos. El ARNt
busca los siguientes aminoácidos y los va llevando a los ribosomas para que
quede ensamblada la cadena que formará la proteína. Cuando la secuencia de
aminoácidos ha sido completada y la proteína está completa, se desprende de los
ribosomas y es acarreada mediante una vesícula de transporte hasta el aparato
de Golgi y de él a su destino final.
APARATO
DE GOLGI Y SECRECIÓN
Aparato de Golgi.El aparato de
Golgi (también llamado conjunto o sistema de Golgi), es un conjunto de
estructuras en forma de saquitos aplanados en los que se almacenan las
proteínas que serán utilizadas por la célula para guardar sustancias de
reserva.
Las proteínas sintetizadas por
los ribosomas se almacenan en el aparato de Golgi y en su interior ocurren una
serie de reacciones o glicosilación de las proteínas en sustancias que puedan
ser aprovechadas por la célula. En los vegetales, por ejemplo, el aparato de
Golgi secreta los azúcares indispensables para la realización de sus funciones;
además, puede desechar sustancias hacia otros puntos de la célula.
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