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ESCUELA DE FISIOTERAPIA
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA CELULAR
FST 108 Periodo 2016 – 2
Nombre del Alumno/a: Melany Mera B.
Fecha: 08/05/2016
Tema: Membrana Celular
Introducción:

La membrana celular, o también conocida como plasmática o citoplasmática es
una estructura laminar constituida principalmente por lípidos y proteínas que
protege a las células y determina sus límites.

Cada célula se encuentra envuelta por una membrana que recibe el nombre de
plasmática que evita que toda la capacidad química de la célula se disemine.

La célula se encuentra constituida por diversos elementos como, los lípidos, las
proteínas y los glúcidos que se encuentran unidos adecuadamente en su interior y
cada uno cumple una función determinada. Éstos se hallan en movimiento y por
eso la membrana tiene una gran fluidez.

Las proteínas que conforman la membrana celular son: proteínas periféricas y
proteínas integrales.

Existen varios tipos de intercambio o transporte celular, los más importantes y de
los cuales se derivan los demás son el transporte activo y el transporte pasivo.

La membrana celular posee ciertas especializaciones las cuales tienen una
estructura que le imparte ciertas propiedades funcionales, y estas son necesarias
para el mantenimiento de la homeostasis de la célula.
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Desarrollo:
La célula está envuelta por una membrana denominada membrana plasmática, esta a su
vez es una cubierta continua que separa dos compartimentos: el citoplasma y el medio
extracelular, esta membrana es muy delgada e imposible de observar con un microscopio
óptico.
Algunas de las características de la membrana plasmática son:

Es una bicapa lipídica, lo que asegura el equilibrio de la membrana en nexo a los
dos medios acuosos que la rodean.

Posee complejos de naturaleza proteica y glucoprotéica los cuales participan en el
intercambio de la célula con el medio extracelular.

Presenta una estructura química heterogénea.

Está sistematizada de manera asimétrica, y tiene una envoltura denominada
glucocáliz.

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos,
proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%,50% y 10%
respectivamente,
Estructura de la membrana:
La estructura molecular de la membrana ha sido interpretada según la teoría del mosaico
fluido por Singer y Nicholson en el año 1972, en el cual los elementos pueden desplazarse.
Los lípidos y las proteínas son los dos elementos mayoritarios de las membranas pero la
proporción y tipo de cada uno de ellos varia significativamente entre las diferentes tipos
de membranas.
Los tres tipos fundamentales de los lípidos de membrana son los fosfolípidos,
glucolípidos y el colesterol. Estos elementos son anfipáticos, es decir, tienen un extremo
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hidrofílico y otro hidrofóbico, esta característica hace posible que los compartimentos
conformados por bicapas lipídicas se regeneren si se llegasen a romper.
La bicapa lipídica es fluida debido a que las moléculas lipídicas pueden desplazarse
libremente, el movimiento más frecuente es el de la difusión lateral dentro de la mono
capa, además dichas moléculas giran a gran velocidad alrededor de sus ejes y sus cadenas
hidrocarbonadas y esto provoca que sean flexibles.
El colesterol es el principal regulador de la fluidez de la membrana, a bajas temperaturas
evita el drástico descenso de la fluidez ya que impide que las cadenas de los ácidos grasos
se junten y cristalicen adoptando una forma rígida y ordenada que sería incompatible con
las funciones de la membrana.
En general, la bicapa actúa como barrera permitiendo que las células retengan la mayor
parte de su contenido hidrosoluble e impidiendo la entrada de sustancias al interior de la
célula. Entre los lípidos que forman parte de la membrana destacan los:
Glicerofosfolípidos, Esfingolípidos, Glicolípidos, Colesterol, Glicoglicerolípidos.
Las proteínas llevan a cabo la mayor parte de las funciones específicas de las membranas,
por ello la cantidad y el tipo de proteínas de una membrana refleja su función, y algunas
de estas son:

El transporte de moléculas especificas hacia el interior o exterior de la célula.

Actúan como receptores de señales químicas del medio y las transmiten al interior
de la célula.

Catalizan reacciones asociadas a la membrana.

Sirven como puentes estructurales entre el cito esqueleto de la célula y la matriz
extracelular.
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Proteínas de la membrana:
Las proteínas de la membrana son de dos tipos:

Proteínas integrales: centradas en la bicapa lipídica, traspasan la membrana una
o varias veces, asomando por una o las dos caras, mediante enlaces covalentes con
un lípido o un glúcido de la membrana. Su separación requiere la ruptura de la
bicapa.

Proteínas periféricas: se encuentran a un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden
estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la
bicapa, sin provocar su ruptura.
En el elemento proteico habita la mayor parte de la funcionalidad de la membrana; las
diferentes proteínas realizan funciones específicas:

Proteínas estructurales: estas proteínas hacen de eslabón clave uniéndose al cito
esqueleto y la matriz extracelular.

Receptores de membrana: se encargan de la admisión y transducción de señales
químicas.

Transportadoras
a
través
de
membrana:
mantienen
un
gradiente
electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos iones.
Estas a su vez pueden ser:

Proteínas transportadoras: Son enzimas con centros de reacción que sufren
cambios conformacionales.

Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.
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Intercambio de la célula con el medio externo:
Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho
procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. Para posibilitar este
intercambio, la membrana celular presenta una permeabilidad selectiva.
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas de las
células son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula
dispone de dos procesos:

Transporte pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la
membrana plasmática.
Los mecanismos de transporte pasivo son:

Difusión simple: consiste en la combinación de varias moléculas debido a su
energía cinética, siempre y cuando exista un gradiente de concentración; es decir;
cuando en una parte de la solución la concentración es más eminente.
La difusión tiene lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes y
será tanto más rápida cuanto mayor sea la energía cinética, el gradiente de
concentración y cuanto menor sea el tamaño de las moléculas.
Algunas sustancias como el agua, el oxígeno, dióxido de carbono, esteroides,
vitaminas liposolubles, urea, glicerina, alcoholes de pequeño peso molecular
atraviesan la membrana celular por difusión, disolviéndose en la capa de
fosfolípidos. Otras sustancias iónicas también pueden cruzar la membrana por
difusión, pero empleando canales constituidos por proteínas integrales llenos de
agua.

Osmosis: proceso mediante el cual, un disolvente pasa selectivamente a través de
una membrana semipermeable.
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Si la concentración de agua es mayor de un lado de la membrana que la del otro
lado, existe una inclinación a que el agua pase al lado donde su concentración es
menor. El movimiento del agua a través de la membrana semipermeable produce
una presión hidrostática llamada presión osmótica que es la presión necesaria para
prevenir el movimiento neto del agua.

Ultrafiltración: En este proceso el agua y algunos solutos pasan a través de una
membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es siempre desde
el gradiente de mayor presión al de menor presión. La ultrafiltración tiene lugar
en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por
el corazón.

Difusión facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para pasar
a través de los canales de la membrana e insolubles en lípidos como para poder
difundir a través de la capa de fosfolípidos, sin embargo pueden cruzar la
membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de
una proteína transportadora. Este tipo de difusión es mucho más rápida que la
simple y depende: del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados
de la membrana, del número de proteínas transportadoras existentes y de la
rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo.

Transporte activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía para
hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular. Por este mecanismo
pueden ser transportados hacia el interior o exterior de la célula los iones H+
(bomba de protones) Na+ y K+ (bomba de sodio-potasio), Ca++, Cl-, I,
aminoácidos y monosacáridos. Hay dos tipos de transporte activo:
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
Transporte activo primario: en este caso, la energía derivada del ATP
directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la
forma de las proteínas de transporte de la membrana plasmática.

Transporte grueso: Algunas sustancias más grandes como polisacáridos,
proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos
de transporte grueso como son:
o Endocitosis: proceso mediante el cual la sustancia es transportada al
interior de la célula a través de la membrana. Se conocen dos tipos de
endocitosis: Fagocitosis, Pinocitosis.
o Exocitosis: mecanismo por el cual las macromoléculas contenidas en
vesículas citoplasmáticas son transportadas desde el interior celular hasta
la membrana plasmática, para ser vertidas al medio extracelular.
Transporte mediante vesículas:
Las vesículas son organelos que forman un compartimento, separado del citosol por una
bicapa lipídica similar a la membrana plasmática. Son por lo general una membrana que
se forma de manera natural como resultado de las propiedades de los distintos lípidos de
membrana. Este tipo de estructuras lipídicas son similares a las micelas, pero reciben el
nombre de liposomas.
La mayoría de las vesículas se han especializado en funciones concretas las cuales
dependen de los materiales que contienen. En general la función de las vesículas es
almacenar, transportar o digerir productos y residuos celulares. Son una herramienta
fundamental de la célula para la organización del metabolismo. Muchas vesículas se
originan principalmente desde en el Aparato de Golgi, sin embargo también pueden
provenir de los retículos endoplasmáticos, o se forman a partir de partes de la membrana
plasmática.
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Hay otro tipo de proceso de transporte que involucra vesículas que se forman a partir de
la membrana celular o se fusionan con ella. Cuando una vesícula alcanza la superficie
celular, su membrana se fusiona con la membrana citoplasmática y expulsa su contenido
al exterior. Este proceso es conocido como exocitosis. El transporte por medio de
vesículas también puede operar en sentido contrario. En la endocitosis, el material que
se incorporará a la célula induce una invaginación de la membrana, produciéndose una
vesícula que encierra a la sustancia. Esta vesícula es liberada en el citoplasma. Siempre
las fibras del cito esqueleto intervienen en el proceso de transporte vesicular. Hay dos
tipos de transporte mediante vesículas y se clasifican según:

La sustancia transportada: pinocitosis y fagocitosis.

La dirección del transporte: exocitosis y endocitosis.
Especializaciones de la membrana plasmática:
Especializaciones de la Superficie Celular:
La superficie de las células no es completamente regular, presenta una serie de elementos
que en su constitución involucran a la membrana plasmática y a otros elementos del
citoplasma.
Estas estructuras son conocidas como especializaciones y varían dependiendo de la
población celular que se analice. Son más evidentes en las células epiteliales, motivo por
el cual casi siempre se describen al estudiar los epitelios. Las células epiteliales son
células polarizadas, pues presentan varias caras:

Cara basal.

Cara lateral.

Cara apical.
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Cada una de las especializaciones posee una estructura que le imparte ciertas propiedades
funcionales, las cuales son necesarias para el mantenimiento de la Homeostasis de la
célula.
Especializaciones de la superficie apical: están presentes en el polo apical, dentro de
ellas se describen:

Microvellosidades: Son prolongamientos digitiformes, revestidos por la
membrana, los cuales poseen en su interior una porción de citoplasma y un eje
constituido por filamentos de actina y otras proteínas. Su diámetro, longitud y
aspecto puede variar, tomando en cuenta esto último, se suele establecer una
clasificación de las microvellosidades en las células epiteliales: Chapa Estriada o
borde estriado, Orla en Cepillo y Estereocilios.

Cilios: son prolongamientos celulares con un diámetro de 0,2 um y longitud de 710 um, posee micro túbulos en el eje del cilio, organizados en 9 pares periféricos
y un par central. Se localizan en las células especializadas de la mucosa
respiratoria y de las trompas uterinas. Crean una corriente en la superficie del
epitelio para transportar la secreción mucosa y permitir el desplazamiento de
partículas o células en la luz del órgano.

Costra: Presente en las células del epitelio de revestimiento de las vías urinarias.
Esta especialidad le imparte a las células la posibilidad de estirarse o retraerse para
adaptarse al estado funcional del órgano, tomando en cuenta la cantidad de orina
presente en la cavidad. Por tal motivo, este epitelio también se llama de transición,
pues sus células cambian de aspecto, tornándose aplanadas si la vejiga se
distiende.
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Especializaciones de la superficie lateral:
Las caras laterales de las células se especializan en asegurar, tanto el contacto como la
unión intercelular. En estas zonas, la membrana plasmática se modifica y adopta una
estructura que le permite cumplir con dichos requerimientos.
Especializaciones de la superficie basal:

Hemidesmosomas: Constituyen la mitad de un desmosoma y se localizan en la
cara
basal,
donde
las
células
reposan
sobre
la
lámina
basal.
Presentan la misma estructura intracelular que el desmosoma, pero las moléculas
de adhesión que aseguran la estabilidad del hemidesmosoma son del tipo
integrinas, unen el epitelio a la lámina basal y en consecuencia, al tejido conectivo
subyacente.

Invaginaciones o pliegues: Aumento de la superficie celular para incrementar el
transporte transmembranal de agua y electrólitos.
Conclusiones:

Para concluir se deduce que la membrana plasmática mantiene el medio
intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza
aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que
desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte
pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la
célula diferenciarse del medio.

Traslada sustancias de un lugar de la membrana a otro, apilando sustancias en
lugares determinados de la célula que le puedan servir para su metabolismo.

Se encarga primordialmente de controlar el paso de nutrientes y proteínas desde
un medio externo a un medio interno o viceversa dependiendo de qué tipo de
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nutrientes sean, es decir, se encargar de decidir si entran o no para complacer la
funciones esenciales de la célula.
Bibliografía:

http://www.asturnatura.com/articulos/envoltura-celular/membranaplasmatica.php

http://biologiamedica.blogspot.com/2010/09/proteinas-de-membrana-integralesy.html

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Celular_transporte.html

http://elprofedebiolo.blogspot.com/2010/02/transporte-por-vesiculas.html

http://www.medic.ula.ve/histologia/anexos/celulavirtual/membranaplasmatica/es
pecializaciones.htm

Introducción al estudio de la biología celular y molecular. Gerald Karp. Biología
Celular y Molecular Conceptos y Experimentos Cuarta edición. Junio del
2005.vol4.p 140-146.

Introducción al estudio de la biología celular y molecular. De Robertis, E. D. P.
& De Robertis E. M. F. Biología celular y molecular Onceaba edición. Buenos
Aires argentina. 1990.

Freire, A. (2013). Biología en acción (3 ed., Vol. 3, pp. 1-185). Quito, Ecuador:
Ediecuatorial.

Teresa Bona. 2002. Estudio de la Biología. En Lexus (2, 1088) Barcelona:
Sacramento Nieto.