Funciones de la Membrana Plasmática

La membrana plasmática realiza varias funciones vitales en la célula a través de sus biomoléculas constituyentes. Estas funciones son las siguientes:

• Mantenimiento de la forma: Mantiene constante la forma celular mediante los sitios de anclaje específicos de las proteínas de membrana a los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular.
• Permeabilidad selectiva: El entorno hidrófobo de la bicapa lipídica impide la libre difusión de la mayoría de las sustancias, lo que confiere a la membrana una capacidad de regular el intercambio de sustancias entre los medios intra y extracelular, a través de las proteínas transmembrana (proteínas canal y permeasas).
• Transferencia de señales: Gracias a sus proteínas, interviene en la transferencia de señales entre el exterior y el interior celular, así como en la catálisis de reacciones metabólicas.
• Reconocimiento celular: A través de los oligosacáridos del glucocáliz, hace posible el reconocimiento, la identificación y el anclaje e interacción específica de moléculas, virus, bacterias y otros tipos celulares.
• Comunicación intercelular: Favorece la adherencia o la comunicación entre células adyacentes mediante uniones intercelulares especializadas, mediadas por proteínas de membrana.

(Las membranas biológicas son asimétricas en cuanto a la disposición de sus componentes moleculares. Los restos de azúcares —oligosacáridos— de glucolípidos y glucoproteínas siempre se localizan en la superficie de la monocapa externa, formando el glucocáliz).

1. La Membrana Plasmática y el «Mosaico Fluido»

Es vital saber describir la estructura propuesta por Singer y Nicolson:

• Composición: Una bicapa de lípidos anfipáticos (principalmente fosfolípidos) a la que se asocian proteínas y colesterol (solo en animales).
• Asimetría: Los oligosacáridos (glúcidos) siempre están en la cara externa formando el glucocáliz, que sirve para el reconocimiento celular.
• Fluidez: Los lípidos y proteínas se mueven. La fluidez depende de la temperatura y de la saturación de los ácidos grasos. El colesterol ayuda a regular esta fluidez: evita que se vuelva rígida en frío y que sea demasiado líquida en calor.

2. Mecanismos de Transporte

Transporte Pasivo

Se realiza a favor de gradiente y sin gasto de ATP.

• Difusión simple: Moléculas pequeñas (O₂, CO₂) o liposolubles atraviesan la bicapa.
• Difusión facilitada: A través de proteínas canal (iones) o permeasas (glucosa, aminoácidos).

Transporte Activo

Se realiza contra gradiente y con gasto de ATP.

• Bomba de Na+/K+: Expulsa 3 Na+ e introduce 2 K+. Es crucial para mantener el equilibrio osmótico y el potencial eléctrico de la célula.

Transporte Mediado por Vesículas

Utilizado para partículas grandes:

• Endocitosis: Entrada de material (fagocitosis para sólidos, pinocitosis para líquidos).
• Exocitosis: Salida de desechos o secreciones.

3. Orgánulos: El «Sistema de Endomembranas»

Para obtener un rendimiento académico óptimo, es necesario comprender cómo se relacionan estos orgánulos:

• Retículo Endoplasmático (RE): El rugoso (RER) tiene ribosomas y sintetiza proteínas. El liso (REL) sintetiza lípidos y detoxifica la célula.
• Aparato de Golgi: Recibe vesículas del RE en su cara proximal, modifica las moléculas (glucosilación) y las envía al exterior o a otros orgánulos desde su cara distal.
• Lisosomas: Vesículas con enzimas (hidrolasas ácidas) para la digestión celular.

4. Diferencias entre Células (Cuadro Comparativo)

Memoriza estas diferencias críticas para la identificación de imágenes:

Procariota vs. Eucariota

• Procariotas: No tienen núcleo, tienen ADN circular «desnudo» (sin histonas), ribosomas 70S y se dividen por fisión binaria.
• Eucariotas: Tienen núcleo, ADN lineal con histonas, ribosomas 80S y se dividen por mitosis/meiosis.

Animal vs. Vegetal

• Vegetal: Tiene pared de celulosa, cloroplastos y una gran vacuola central.
• Animal: Tiene centriolos (centrosoma) y cilios/flagelos más comunes.

5. Paredes Celulares (Detalle Técnico)

• Bacterias: Hecha de peptidoglucano (mureína). Las Gram positivas tienen una capa gruesa; las Gram negativas tienen una capa fina y una segunda membrana externa.
• Plantas: Hecha de celulosa. Tiene tres capas: lámina media (la más externa/antigua), pared primaria y pared secundaria (la más interna/rígida). Se comunican por plasmodesmos.

6. La Teoría Endosimbionte

Las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN circular y ribosomas 70S (como las bacterias) y se dividen por fisión binaria (back snippet). Esto apoya la teoría de que eran bacterias libres que fueron fagocitadas por una célula primitiva y se quedaron a vivir en simbiosis.

Consejo extra para el examen: Si te preguntan por funciones del citosol, recuerda mencionar que ahí ocurre la glucólisis y que regula el pH (efecto tampón).

7. El Núcleo Celular

Es el orgánulo principal de las células eucariotas y contiene el genoma. Sus funciones incluyen la replicación del ADN y la síntesis de todos los tipos de ARN.

Núcleo Interfásico

Presenta una envoltura nuclear (doble membrana con poros para el paso de sustancias), nucleoplasma (da estructura) y el nucléolo (esfera sin membrana que sintetiza rARN para formar ribosomas).

Cromatina

Formada por ADN y proteínas (histonas). Se divide en:

• Heterocromatina: Muy condensada, sin transcripción.
• Eucromatina: Menos condensada, donde sí hay transcripción activa.

8. Los Cromosomas

Son el resultado de la máxima compactación de la cromatina.

• Estructura: Dos cromátidas (mitades idénticas con una molécula de ADN cada una) unidas por un centrómero.
• Partes: Poseen brazos (2 cortos y 2 largos) y telómeros en los extremos que evitan cambios estructurales.
• Cromosomas homólogos: Parejas de cromosomas con los mismos caracteres en los mismos lugares (loci).

9. El Ciclo Celular

Proceso para originar nuevas células y asegurar el correcto reparto del material genético.

Interfase (90% del tiempo)

• Fase G1: Crecimiento celular, duplicación de orgánulos y preparación para la replicación.
• Fase S: Duplicación del ADN, proteínas asociadas y centriolos.
• Fase G2: Preparación final para la mitosis; la célula ya tiene el tamaño adecuado y los cromosomas duplicados.

Fase M (10% del tiempo)

Incluye la mitosis (o meiosis) y la citocinesis.

10. Mitosis (División Ecuatorial)

Produce dos células hijas diploides (2n) idénticas a la madre.

• Profase: Los cromosomas se condensan y se hacen visibles; se forma el huso mitótico.
• Metafase: Condensación máxima; los cromosomas se alinean en la placa ecuatorial (zona central).
• Anafase: Los cinetocoros se dividen y las cromátidas hermanas se separan hacia polos opuestos.
• Telofase: Se reconstruye la envoltura nuclear, los cromosomas se descondensan y reaparece el nucléolo.

11. Meiosis (División Reduccional)

Exclusiva de células sexuales para producir gametos haploides (n) y aumentar la variabilidad genética.

• Meiosis I: Separación de cromosomas homólogos.
• Profase I: La fase más larga e importante. Incluye el paquiteno (sobrecruzamiento o intercambio de fragmentos entre cromosomas homólogos).
• Anafase I: Se separan los cromosomas homólogos completos (no las cromátidas).
• Meiosis II: Similar a una mitosis donde se separan las cromátidas hermanas de las dos células resultantes.
• Resultado: 4 células hijas haploides genéticamente diferentes.

12. Citocinesis

• Animales: La membrana se estrecha por un anillo contráctil hasta separarse.
• Vegetales: Se forma un tabique llamado fragmoplasto a partir de vesículas del Aparato de Golgi que crea la nueva pared celular.

Resumen final:
Mitosis: División conservacional (mantiene cantidad de ADN); no hay variabilidad genética.
Meiosis: División reduccional (reduce ADN a la mitad); genera alta variabilidad gracias a la recombinación en la Profase I.