División celular de la membrana celular. Membrana para tejados: definición y tipología.

Membrana celular - Estructura molecular que consta de lípidos y proteínas. Sus principales propiedades y funciones:

• separación del contenido de cualquier celda del ambiente externo, asegurando su integridad;
• control y establecimiento del intercambio entre el medio ambiente y la célula;
• Las membranas intracelulares dividen la célula en compartimentos especiales: orgánulos o compartimentos.

La palabra "membrana" en latín significa "película". Si hablamos de la membrana celular, entonces es una combinación de dos películas que tienen propiedades diferentes.

La membrana biológica incluye tres tipos de proteínas:

1. Periférico – ubicado en la superficie de la película;
2. Integral – penetra completamente la membrana;
3. Semiintegral: un extremo penetra en la capa bilipídica.

¿Qué funciones realiza la membrana celular?

1. La pared celular es una membrana celular duradera que se encuentra fuera de la membrana citoplasmática. Realiza funciones protectoras, de transporte y estructurales. Presente en muchas plantas, bacterias, hongos y arqueas.

2. Proporciona una función de barrera, es decir, metabolismo selectivo, regulado, activo y pasivo con el medio externo.

3. Capaz de transmitir y almacenar información, y también participa en el proceso de reproducción.

4. Realiza una función de transporte que puede transportar sustancias dentro y fuera de la célula a través de la membrana.

5. La membrana celular tiene conductividad unidireccional. Gracias a esto, las moléculas de agua pueden atravesar la membrana celular sin demora y las moléculas de otras sustancias penetran selectivamente.

6. Con la ayuda de la membrana celular se obtiene agua, oxígeno y nutrientes, y a través de ella se eliminan los productos del metabolismo celular.

7. Realiza el metabolismo celular a través de membranas, pudiendo realizarlo mediante 3 tipos principales de reacciones: pinocitosis, fagocitosis, exocitosis.

8. La membrana asegura la especificidad de los contactos intercelulares.

9. La membrana contiene numerosos receptores que son capaces de percibir señales químicas: mediadores, hormonas y muchas otras sustancias biológicas activas. Por lo que tiene el poder de cambiar la actividad metabólica de la célula.

10. Propiedades y funciones básicas de la membrana celular:

• Matriz
• Barrera
• Transporte
• Energía
• Mecánico
• enzimático
• Receptor
• Protector
• Calificación
• Biopotencial

¿Qué función realiza la membrana plasmática en una célula?

1. Delimita el contenido de la celda;
2. Realiza la entrada de sustancias al interior de la célula;
3. Proporciona la eliminación de una serie de sustancias de la célula.

Estructura de la membrana celular

Membranas celulares Incluye lípidos de 3 clases:

• Glicolípidos;
• Fosfolípidos;
• Colesterol.

Básicamente, la membrana celular está formada por proteínas y lípidos y tiene un espesor no superior a 11 nm. Del 40 al 90% de todos los lípidos son fosfolípidos. También es importante tener en cuenta los glicolípidos, que son uno de los componentes principales de la membrana.

La estructura de la membrana celular tiene tres capas. En el centro hay una capa líquida homogénea de bilípidos y las proteínas la recubren por ambos lados (como un mosaico), penetrando parcialmente en el espesor. Las proteínas también son necesarias para que la membrana permita la entrada y salida de sustancias especiales de las células que no pueden penetrar la capa de grasa. Por ejemplo, iones de sodio y potasio.

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Estructura celular - vídeo

Membrana de plasma , o plasmalema,- la membrana más permanente, básica y universal para todas las células. Es una película delgada (de unos 10 nm) que cubre toda la célula. El plasmalema está formado por moléculas de proteínas y fosfolípidos (fig. 1.6).

Las moléculas de fosfolípidos están dispuestas en dos filas: con extremos hidrófobos hacia adentro y cabezas hidrófilas hacia el ambiente acuoso interno y externo. En algunos lugares, la bicapa (doble capa) de fosfolípidos es penetrada a través de moléculas de proteínas (proteínas integrales). Dentro de estas moléculas de proteínas hay canales, poros a través de los cuales pasan las sustancias solubles en agua. Otras moléculas de proteínas penetran hasta la mitad de la bicapa lipídica por un lado o por el otro (proteínas semiintegrales). Hay proteínas periféricas en la superficie de las membranas de las células eucariotas. Las moléculas de lípidos y proteínas se mantienen unidas debido a interacciones hidrófilas-hidrófobas.

Propiedades y funciones de las membranas. Todas las membranas celulares son estructuras fluidas móviles, ya que las moléculas de lípidos y proteínas no están interconectadas por enlaces covalentes y pueden moverse con bastante rapidez en el plano de la membrana. Gracias a esto, las membranas pueden cambiar su configuración, es decir, tienen fluidez.

Las membranas son estructuras muy dinámicas. Se recuperan rápidamente del daño y también se estiran y contraen con los movimientos celulares.

Las membranas de diferentes tipos de células difieren significativamente tanto en la composición química como en el contenido relativo de proteínas, glicoproteínas, lípidos y, en consecuencia, en la naturaleza de los receptores que contienen. Por lo tanto, cada tipo de célula se caracteriza por una individualidad, que está determinada principalmente glicoproteínas. Las glicoproteínas de cadena ramificada que sobresalen de la membrana celular participan en reconocimiento de factores entorno externo, así como en el reconocimiento mutuo de células relacionadas. Por ejemplo, un óvulo y un espermatozoide se reconocen entre sí mediante glicoproteínas de la superficie celular, que encajan como elementos separados de una estructura completa. Este reconocimiento mutuo es una etapa necesaria que precede a la fecundación.

Un fenómeno similar se observa en el proceso de diferenciación de tejidos. En este caso, las células de estructura similar, con la ayuda de las áreas de reconocimiento del plasmalema, se orientan correctamente entre sí, asegurando así su adhesión y formación de tejido. Asociado con el reconocimiento regulación del transporte moléculas e iones a través de la membrana, así como una respuesta inmunológica en la que las glicoproteínas desempeñan el papel de antígenos. Por tanto, los azúcares pueden funcionar como moléculas de información (como proteínas y ácidos nucleicos). Las membranas también contienen receptores específicos, transportadores de electrones, convertidores de energía y proteínas enzimáticas. Las proteínas participan en asegurar el transporte de ciertas moléculas dentro o fuera de la célula, proporcionan una conexión estructural entre el citoesqueleto y las membranas celulares o sirven como receptores para recibir y convertir señales químicas del medio ambiente.

La propiedad más importante de la membrana es también permeabilidad selectiva. Esto significa que las moléculas y los iones la atraviesan a diferentes velocidades, y cuanto mayor es el tamaño de las moléculas, más lenta es la velocidad a la que atraviesan la membrana. Esta propiedad define la membrana plasmática como barrera osmótica. El agua y los gases disueltos en ella tienen la máxima capacidad de penetración; Los iones atraviesan la membrana mucho más lentamente. La difusión del agua a través de una membrana se llama por ósmosis.

Existen varios mecanismos para transportar sustancias a través de la membrana.

Difusión- penetración de sustancias a través de una membrana según un gradiente de concentración (desde una zona donde su concentración es mayor hasta una zona donde su concentración es menor). El transporte difuso de sustancias (agua, iones) se realiza con la participación de proteínas de membrana que tienen poros moleculares, o con la participación de la fase lipídica (para sustancias liposolubles).

Con difusión facilitada Las proteínas especiales de transporte de membrana se unen selectivamente a uno u otro ion o molécula y los transportan a través de la membrana a lo largo de un gradiente de concentración.

Transporte activo implica costes energéticos y sirve para transportar sustancias en contra de su gradiente de concentración. Él llevado a cabo por proteínas portadoras especiales que forman el llamado bombas de iones. La más estudiada es la bomba Na - / K - en las células animales, que bombea activamente iones Na + mientras absorbe iones K -. Debido a esto, en la célula se mantiene una mayor concentración de K - y una menor concentración de Na + en comparación con el medio ambiente. Este proceso requiere energía ATP.

Como resultado del transporte activo mediante una bomba de membrana en la célula, también se regula la concentración de Mg 2- y Ca 2+.

Durante el proceso de transporte activo de iones al interior de la célula, varios azúcares, nucleótidos y aminoácidos penetran a través de la membrana citoplasmática.

Las macromoléculas de proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, complejos de lipoproteínas, etc. no atraviesan las membranas celulares, a diferencia de los iones y los monómeros. El transporte de macromoléculas, sus complejos y partículas al interior de la célula se produce de una forma completamente diferente: mediante endocitosis. En endocitosis (endo...- hacia adentro) una determinada área del plasmalema captura y, por así decirlo, envuelve material extracelular, encerrándolo en una vacuola de membrana que surge como resultado de la invaginación de la membrana. Posteriormente, dicha vacuola se conecta con un lisosoma, cuyas enzimas descomponen las macromoléculas en monómeros.

El proceso inverso de la endocitosis es exocitosis (exo...- afuera). Gracias a ello, la célula elimina productos intracelulares o residuos no digeridos encerrados en vacuolas o pu-

zyryki. La vesícula se acerca a la membrana citoplasmática, se fusiona con ella y su contenido se libera al medio ambiente. Así se eliminan enzimas digestivas, hormonas, hemicelulosa, etc.

Por tanto, las membranas biológicas, como principales elementos estructurales de una célula, no sólo sirven como límites físicos, sino que son superficies funcionales dinámicas. En las membranas de los orgánulos tienen lugar numerosos procesos bioquímicos, como la absorción activa de sustancias, la conversión de energía, la síntesis de ATP, etc.

Funciones de las membranas biológicas. la siguiente:

Delimitan el contenido de la célula del ambiente externo y el contenido de los orgánulos del citoplasma.

Aseguran el transporte de sustancias dentro y fuera de la célula, desde el citoplasma a los orgánulos y viceversa.

Actuar como receptores (recibiendo y convirtiendo sustancias químicas del medio ambiente, reconociendo sustancias celulares, etc.).

Son catalizadores (que proporcionan procesos químicos cerca de la membrana).

Participar en la conversión de energía.

En 1972, se propuso la teoría de que una membrana parcialmente permeable rodea la célula y realiza una serie de tareas vitales, y la estructura y función de las membranas celulares son cuestiones importantes relacionadas con el funcionamiento adecuado de todas las células del cuerpo. Se generalizó en el siglo XVII, junto con la invención del microscopio. Se supo que los tejidos vegetales y animales están formados por células, pero debido a la baja resolución del dispositivo era imposible ver barreras alrededor de la célula animal. En el siglo XX se estudió con más detalle la naturaleza química de la membrana y se descubrió que está basada en lípidos.

Estructura y funciones de las membranas celulares.

La membrana celular rodea el citoplasma de las células vivas, separando físicamente los componentes intracelulares del entorno externo. Los hongos, bacterias y plantas también tienen paredes celulares que brindan protección e impiden el paso de moléculas grandes. Las membranas celulares también desempeñan un papel en la formación del citoesqueleto y la unión de otras partículas vitales a la matriz extracelular. Esto es necesario para mantenerlos unidos, formando tejidos y órganos del cuerpo. Las características de la estructura de la membrana celular incluyen la permeabilidad. La función principal es la protección. La membrana consta de una capa de fosfolípidos con proteínas incrustadas. Esta parte participa en procesos como la adhesión celular, la conductancia iónica y los sistemas de señalización y sirve como superficie de unión para varias estructuras extracelulares, incluida la pared, el glucocáliz y el citoesqueleto interno. La membrana también mantiene el potencial celular actuando como filtro selectivo. Es selectivamente permeable a iones y moléculas orgánicas y controla el movimiento de partículas.

Mecanismos biológicos que involucran la membrana celular.

1. Difusión pasiva: Algunas sustancias (pequeñas moléculas, iones), como el dióxido de carbono (CO2) y el oxígeno (O2), pueden penetrar la membrana plasmática por difusión. La capa actúa como una barrera para ciertas moléculas e iones, que pueden concentrarse en cualquier lado.

2. Canal transmembrana y proteína transportadora: nutrientes como la glucosa o los aminoácidos deben ingresar a la célula y algunos productos metabólicos deben salir de la célula.

3. La endocitosis es el proceso mediante el cual se absorben moléculas. Se crea una ligera deformación (invaginación) en la membrana plasmática en la que se ingiere la sustancia a transportar. Esto requiere energía y, por tanto, es una forma de transporte activo.

4. Exocitosis: ocurre en varias células para eliminar restos no digeridos de sustancias que la endocitosis lleva a secretar sustancias como hormonas y enzimas y transportar la sustancia completamente a través de la barrera celular.

Estructura molecular

La membrana celular es una membrana biológica que consta principalmente de fosfolípidos y que separa el contenido de toda la célula del entorno externo. El proceso de formación se produce de forma espontánea en condiciones normales. Para comprender este proceso y describir correctamente la estructura y funciones de las membranas celulares, así como sus propiedades, es necesario evaluar la naturaleza de las estructuras de los fosfolípidos, que se caracterizan por la polarización estructural. Cuando los fosfolípidos en el ambiente acuoso del citoplasma alcanzan una concentración crítica, se combinan formando micelas, que son más estables en el ambiente acuoso.

Propiedades de la membrana

• Estabilidad. Esto significa que una vez formada, es poco probable que la membrana se desintegre.
• Fortaleza. La capa lipídica es lo suficientemente fiable como para impedir el paso de una sustancia polar; tanto los solutos (iones, glucosa, aminoácidos) como moléculas mucho más grandes (proteínas) no pueden atravesar el límite formado.
• Personaje dinamico. Esta es quizás la propiedad más importante a la hora de considerar la estructura de la célula. La membrana celular puede sufrir diversas deformaciones, puede plegarse y doblarse sin destruirse. En circunstancias especiales, por ejemplo durante la fusión o gemación de vesículas, puede interrumpirse, pero sólo temporalmente. A temperatura ambiente, sus componentes lipídicos están en constante y caótico movimiento, formando una frontera fluida estable.

Modelo de mosaico líquido.

Hablando de la estructura y funciones de las membranas celulares, es importante señalar que en el concepto moderno, la membrana como modelo de mosaico líquido fue considerada en 1972 por los científicos Singer y Nicholson. Su teoría refleja tres características principales de la estructura de la membrana. Las integrales promueven un patrón de mosaico para la membrana y son capaces de realizar movimientos laterales en el plano debido a la naturaleza variable de la organización de los lípidos. Las proteínas transmembrana también son potencialmente móviles. Una característica importante de la estructura de la membrana es su asimetría. ¿Cuál es la estructura de una célula? Membrana celular, núcleo, proteínas, etc. La célula es la unidad básica de la vida y todos los organismos están compuestos por una o varias células, cada una de las cuales tiene una barrera natural que la separa de su entorno. Este límite exterior de la célula también se llama membrana plasmática. Está formado por cuatro tipos diferentes de moléculas: fosfolípidos, colesterol, proteínas y carbohidratos. El modelo de mosaico fluido describe la estructura de la membrana celular de la siguiente manera: flexible y elástica, con una consistencia similar al aceite vegetal, de modo que todas las moléculas individuales simplemente flotan en un medio líquido y todas son capaces de moverse lateralmente dentro de esta membrana. Un mosaico es algo que contiene muchas piezas diferentes. En la membrana plasmática está representado por fosfolípidos, moléculas de colesterol, proteínas y carbohidratos.

Fosfolípidos

Los fosfolípidos constituyen la estructura principal de la membrana celular. Estas moléculas tienen dos extremos diferentes: una cabeza y una cola. La cabecera contiene un grupo fosfato y es hidrófila. Esto significa que se siente atraído por las moléculas de agua. La cola está formada por átomos de hidrógeno y carbono llamados cadenas de ácidos grasos. Estas cadenas son hidrófobas; no les gusta mezclarse con moléculas de agua. Este proceso es similar a lo que ocurre cuando viertes aceite vegetal en agua, es decir, no se disuelve en ella. Las características estructurales de la membrana celular están asociadas con la llamada bicapa lipídica, que está formada por fosfolípidos. Las cabezas de fosfato hidrofílico siempre se encuentran donde hay agua en forma de líquido intracelular y extracelular. Las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos en la membrana están organizadas de tal manera que las mantienen alejadas del agua.

Colesterol, proteínas y carbohidratos.

Cuando la gente escucha la palabra colesterol, normalmente piensan que es malo. Sin embargo, el colesterol es en realidad un componente muy importante de las membranas celulares. Sus moléculas constan de cuatro anillos de hidrógeno y átomos de carbono. Son hidrofóbicos y se encuentran entre las colas hidrofóbicas de la bicapa lipídica. Su importancia radica en mantener la consistencia, fortalecen las membranas impidiendo el cruce. Las moléculas de colesterol también evitan que las colas de fosfolípidos entren en contacto y se endurezcan. Esto garantiza fluidez y flexibilidad. Las proteínas de membrana funcionan como enzimas para acelerar reacciones químicas, actúan como receptores de moléculas específicas o transportan sustancias a través de la membrana celular.

Los carbohidratos o sacáridos se encuentran sólo en el lado extracelular de la membrana celular. Juntos forman el glicocálix. Proporciona amortiguación y protección a la membrana plasmática. Según la estructura y el tipo de carbohidratos en el glicocálix, el cuerpo puede reconocer las células y determinar si deberían estar allí o no.

Proteínas de membrana

La estructura de una membrana celular no se puede imaginar sin un componente tan importante como las proteínas. A pesar de esto, pueden ser significativamente más pequeños que otro componente importante: los lípidos. Hay tres tipos de proteínas de membrana principales.

• Integral. Cubren completamente la bicapa, el citoplasma y el ambiente extracelular. Realizan funciones de transporte y señalización.
• Periférico. Las proteínas están unidas a la membrana mediante enlaces electrostáticos o de hidrógeno en sus superficies citoplasmáticas o extracelulares. Intervienen principalmente como medio de unión de proteínas integrales.
• Transmembrana. Realizan funciones enzimáticas y de señalización, y también modulan la estructura básica de la bicapa lipídica de la membrana.

Funciones de las membranas biológicas.

El efecto hidrofóbico, que regula el comportamiento de los hidrocarburos en el agua, controla las estructuras formadas por los lípidos y las proteínas de la membrana. Muchas propiedades de la membrana las confieren las bicapas lipídicas portadoras, que forman la estructura básica de todas las membranas biológicas. Las proteínas integrales de la membrana están parcialmente ocultas en la bicapa lipídica. Las proteínas transmembrana tienen una organización especializada de aminoácidos en su secuencia primaria.

Las proteínas de membrana periférica son muy similares a las proteínas solubles, pero también están unidas a la membrana. Las membranas celulares especializadas tienen funciones celulares especializadas. ¿Cómo afectan al cuerpo la estructura y funciones de las membranas celulares? La funcionalidad de todo el organismo depende de cómo estén estructuradas las membranas biológicas. A partir de orgánulos intracelulares, se crean interacciones extracelulares e intercelulares de membranas, estructuras necesarias para la organización y desempeño de funciones biológicas. Muchas características estructurales y funcionales son comunes a las bacterias y a los virus envueltos. Todas las membranas biológicas están construidas sobre una bicapa lipídica, lo que da como resultado una serie de características comunes. Las proteínas de membrana tienen muchas funciones específicas.

• Controlador. Las membranas plasmáticas de las células determinan los límites de interacción entre la célula y el medio ambiente.
• Transporte. Las membranas intracelulares de las células se dividen en varias unidades funcionales con diferentes composiciones internas, cada una de las cuales está respaldada por la función de transporte necesaria en combinación con el control de la permeabilidad.
• Transducción de señales. La fusión de membranas proporciona un mecanismo para la señalización vesicular intracelular y evita que varios tipos de virus entren libremente en la célula.

Importancia y conclusiones

La estructura de la membrana celular externa afecta a todo el cuerpo. Desempeña un papel importante en la protección de la integridad, permitiendo que sólo penetren sustancias seleccionadas. También es una buena base para la unión del citoesqueleto y la pared celular, lo que ayuda a mantener la forma de la célula. Los lípidos constituyen aproximadamente el 50% de la masa de la membrana de la mayoría de las células, aunque esto varía según el tipo de membrana. La estructura de la membrana celular externa de los mamíferos es más compleja y contiene cuatro fosfolípidos principales. Una propiedad importante de las bicapas lipídicas es que se comportan como líquidos bidimensionales en los que las moléculas individuales pueden girar libremente y moverse lateralmente. Esta fluidez es una propiedad importante de las membranas, que se determina dependiendo de la temperatura y la composición de lípidos. Debido a su estructura de anillo de hidrocarburos, el colesterol desempeña un papel en la determinación de la fluidez de la membrana. Las membranas biológicas para moléculas pequeñas permiten a la célula controlar y mantener su estructura interna.

Teniendo en cuenta la estructura de la célula (membrana celular, núcleo, etc.), podemos concluir que el cuerpo es un sistema autorregulador que, sin ayuda externa, no puede dañarse a sí mismo y siempre buscará formas de restaurarse, protegerse y adecuadamente. función de cada célula.

La unidad estructural básica de un organismo vivo es la célula, que es una sección diferenciada del citoplasma rodeada por una membrana celular. Debido al hecho de que la célula realiza muchas funciones importantes, como la reproducción, la nutrición y el movimiento, la membrana debe ser plástica y densa.

Historia del descubrimiento e investigación de la membrana celular.

En 1925, Grendel y Gorder llevaron a cabo un experimento exitoso para identificar las "sombras" de los glóbulos rojos o membranas vacías. A pesar de varios errores graves, los científicos descubrieron la bicapa lipídica. Su trabajo fue continuado por Danielli, Dawson en 1935 y Robertson en 1960. Como resultado de muchos años de trabajo y acumulación de argumentos, en 1972 Singer y Nicholson crearon un modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana. Otros experimentos y estudios confirmaron los trabajos de los científicos.

Significado

¿Qué es una membrana celular? Esta palabra comenzó a usarse hace más de cien años; traducida del latín significa “película”, “piel”. Así se designa el límite celular, que es una barrera natural entre el contenido interno y el entorno externo. La estructura de la membrana celular implica semipermeabilidad, por lo que la humedad, los nutrientes y los productos de degradación pueden atravesarla libremente. Esta capa se puede llamar el principal componente estructural de la organización celular.

Consideremos las funciones principales de la membrana celular.

1. Separa el contenido interno de la célula y los componentes del ambiente externo.

2. Ayuda a mantener una composición química constante de la célula.

3. Regula el metabolismo adecuado.

4. Proporciona comunicación entre células.

5. Reconoce señales.

6. Función de protección.

"Cáscara de plasma"

La membrana celular externa, también llamada membrana plasmática, es una película ultramicroscópica cuyo espesor oscila entre cinco y siete nanomilímetros. Se compone principalmente de compuestos proteicos, fosfólidos y agua. La película es elástica, absorbe fácilmente el agua y recupera rápidamente su integridad después de daños.

Tiene una estructura universal. Esta membrana ocupa una posición límite, participa en el proceso de permeabilidad selectiva, eliminación de productos de descomposición y los sintetiza. La relación con sus "vecinos" y la protección confiable del contenido interno contra daños lo convierten en un componente importante en cuestiones como la estructura de la célula. La membrana celular de los organismos animales a veces está cubierta por una capa delgada: el glicocálix, que incluye proteínas y polisacáridos. Las células vegetales fuera de la membrana están protegidas por una pared celular, que les sirve de soporte y mantiene su forma. El componente principal de su composición es la fibra (celulosa), un polisacárido insoluble en agua.

Así, la membrana celular externa tiene la función de reparación, protección e interacción con otras células.

Estructura de la membrana celular.

El espesor de esta carcasa móvil varía de seis a diez nanomilímetros. La membrana celular de una célula tiene una composición especial, cuya base es una bicapa lipídica. Las colas hidrófobas, inertes al agua, están ubicadas en el interior, mientras que las cabezas hidrófilas, que interactúan con el agua, miran hacia afuera. Cada lípido es un fosfolípido, que es el resultado de la interacción de sustancias como el glicerol y la esfingosina. La estructura lipídica está estrechamente rodeada de proteínas, que están dispuestas en una capa discontinua. Algunos de ellos están sumergidos en la capa lipídica, el resto la atraviesa. Como resultado, se forman áreas permeables al agua. Las funciones que realizan estas proteínas son diferentes. Algunas de ellas son enzimas, el resto son proteínas de transporte que transfieren diversas sustancias desde el ambiente externo al citoplasma y viceversa.

La membrana celular está impregnada y estrechamente conectada por proteínas integrales, y la conexión con las periféricas es menos fuerte. Estas proteínas realizan una función importante, que es mantener la estructura de la membrana, recibir y convertir señales del medio ambiente, transportar sustancias y catalizar reacciones que ocurren en las membranas.

Compuesto

La base de la membrana celular es una capa bimolecular. Gracias a su continuidad, la célula tiene propiedades barrera y mecánicas. En diferentes etapas de la vida, esta bicapa puede verse alterada. Como resultado, se forman defectos estructurales en los poros hidrófilos. En este caso, pueden cambiar absolutamente todas las funciones de un componente como la membrana celular. El núcleo puede sufrir influencias externas.

Propiedades

La membrana celular de una célula tiene características interesantes. Debido a su fluidez, esta membrana no es una estructura rígida, y la mayor parte de las proteínas y lípidos que la componen se mueven libremente en el plano de la membrana.

En general, la membrana celular es asimétrica, por lo que la composición de las capas proteicas y lipídicas difiere. Las membranas plasmáticas de las células animales, en su lado exterior, tienen una capa de glicoproteína que realiza funciones de receptor y señalización, y también juega un papel importante en el proceso de combinación de células en tejido. La membrana celular es polar, es decir, la carga en el exterior es positiva y la carga en el interior es negativa. Además de todo lo anterior, la membrana celular tiene percepción selectiva.

Esto significa que, además del agua, solo se permite la entrada a la célula un determinado grupo de moléculas e iones de sustancias disueltas. La concentración de una sustancia como el sodio en la mayoría de las células es mucho menor que en el ambiente externo. Los iones de potasio tienen una proporción diferente: su cantidad en la célula es mucho mayor que en el medio ambiente. En este sentido, los iones de sodio tienden a penetrar la membrana celular y los iones de potasio tienden a liberarse al exterior. En estas circunstancias, la membrana activa un sistema especial que desempeña el papel de "bombeo", nivelando la concentración de sustancias: los iones de sodio se bombean a la superficie de la célula y los iones de potasio al interior. Esta característica es una de las funciones más importantes de la membrana celular.

Esta tendencia de los iones de sodio y potasio a moverse hacia adentro desde la superficie juega un papel importante en el transporte de azúcar y aminoácidos al interior de la célula. En el proceso de eliminación activa de iones de sodio de la célula, la membrana crea las condiciones para una nueva ingesta de glucosa y aminoácidos en su interior. Por el contrario, en el proceso de transferencia de iones de potasio a la célula, se repone la cantidad de "transportadores" de productos de descomposición desde el interior de la célula al ambiente externo.

¿Cómo se produce la nutrición celular a través de la membrana celular?

Muchas células absorben sustancias mediante procesos como la fagocitosis y la pinocitosis. En la primera opción, una membrana exterior flexible crea una pequeña depresión en la que acaba la partícula capturada. Luego, el diámetro del receso aumenta hasta que la partícula encerrada ingresa al citoplasma celular. A través de la fagocitosis, se alimentan algunos protozoos, como las amebas, así como células sanguíneas: leucocitos y fagocitos. De manera similar, las células absorben líquido, que contiene los nutrientes necesarios. Este fenómeno se llama pinocitosis.

La membrana externa está estrechamente conectada al retículo endoplásmico de la célula.

Muchos tipos de componentes tisulares principales tienen protuberancias, pliegues y microvellosidades en la superficie de la membrana. Las células vegetales en el exterior de esta cáscara están cubiertas por otra, gruesa y claramente visible al microscopio. La fibra de la que están hechos ayuda a formar soporte para los tejidos vegetales, como la madera. Las células animales también tienen una serie de estructuras externas que se encuentran encima de la membrana celular. Son de naturaleza exclusivamente protectora, un ejemplo de ello es la quitina contenida en las células tegumentarias de los insectos.

Además de la membrana celular, existe una membrana intracelular. Su función es dividir la célula en varios compartimentos cerrados especializados: compartimentos u orgánulos, donde se debe mantener un determinado entorno.

Por tanto, es imposible sobreestimar el papel de un componente de la unidad básica de un organismo vivo como la membrana celular. La estructura y funciones sugieren una expansión significativa de la superficie total de la célula y una mejora en los procesos metabólicos. Esta estructura molecular está formada por proteínas y lípidos. Al separar la célula del entorno externo, la membrana garantiza su integridad. Con su ayuda, las conexiones intercelulares se mantienen a un nivel bastante fuerte, formando tejidos. En este sentido, podemos concluir que la membrana celular desempeña una de las funciones más importantes en la célula. La estructura y las funciones que realiza difieren radicalmente en las diferentes células, dependiendo de su finalidad. A través de estas características, se logra una variedad de actividades fisiológicas de las membranas celulares y sus funciones en la existencia de células y tejidos.

No es ningún secreto que todos los seres vivos de nuestro planeta están formados por células, esas innumerables "materia orgánica". Las células, a su vez, están rodeadas por una capa protectora especial: una membrana que juega un papel muy importante en la vida de la célula, y las funciones de la membrana celular no se limitan solo a proteger la célula, sino que representan un complejo. Mecanismo implicado en la reproducción, nutrición y regeneración de la célula.

¿Qué es una membrana celular?

La palabra "membrana" en sí se traduce del latín como "película", aunque una membrana no es solo un tipo de película en la que está envuelta una célula, sino una combinación de dos películas conectadas entre sí y que tienen diferentes propiedades. De hecho, la membrana celular es una membrana de lipoproteínas (grasa-proteína) de tres capas que separa cada célula de las células vecinas y del medio ambiente, y lleva a cabo un intercambio controlado entre las células y el medio ambiente, esta es la definición académica de lo que es una membrana celular. es.

La importancia de la membrana es simplemente enorme, porque no sólo separa una célula de otra, sino que también garantiza la interacción de la célula tanto con otras células como con el medio ambiente.

Historia de la investigación de la membrana celular.

Una importante contribución al estudio de la membrana celular la hicieron en 1925 dos científicos alemanes, Gorter y Grendel. Fue entonces cuando lograron realizar un complejo experimento biológico con glóbulos rojos, eritrocitos, durante el cual los científicos obtuvieron las llamadas "sombras", cáscaras vacías de eritrocitos, que apilaron en una pila, midieron el área de superficie y también calcularon la cantidad de lípidos que contienen. Basándose en la cantidad de lípidos obtenidos, los científicos llegaron a la conclusión de que están contenidos precisamente en la doble capa de la membrana celular.

En 1935, otro par de investigadores de la membrana celular, esta vez los estadounidenses Daniel y Dawson, después de una serie de largos experimentos, establecieron el contenido de proteínas en la membrana celular. No había otra forma de explicar por qué la membrana tenía una tensión superficial tan alta. Los científicos han presentado inteligentemente un modelo de membrana celular en forma de sándwich, en el que el papel del pan lo desempeñan capas homogéneas de lípidos y proteínas, y entre ellas, en lugar de aceite, hay vacíos.

En 1950, con la llegada de la electrónica, la teoría de Daniel y Dawson fue confirmada por observaciones prácticas: en micrografías de la membrana celular se podían ver claramente las capas de cabezas de lípidos y proteínas, así como el espacio vacío entre ellas.

En 1960, el biólogo estadounidense J. Robertson desarrolló una teoría sobre la estructura de tres capas de las membranas celulares, que durante mucho tiempo se consideró la única verdadera, pero con el mayor desarrollo de la ciencia comenzaron a surgir dudas sobre su infalibilidad. Entonces, por ejemplo, desde el punto de vista de las células, sería difícil y requeriría mucho trabajo transportar los nutrientes necesarios a través de todo el "sándwich".

Y recién en 1972, los biólogos estadounidenses S. Singer y G. Nicholson pudieron explicar las inconsistencias de la teoría de Robertson utilizando un nuevo modelo de mosaico fluido de la membrana celular. En particular, descubrieron que la membrana celular no es homogénea en su composición, además, es asimétrica y está llena de líquido. Además, las células están en constante movimiento. Y las notorias proteínas que forman parte de la membrana celular tienen diferentes estructuras y funciones.

Propiedades y funciones de la membrana celular.

Ahora veamos qué funciones realiza la membrana celular:

La función de barrera de la membrana celular es la membrana como un verdadero guardia de fronteras, que vigila los límites de la célula, retrasando y evitando el paso de moléculas dañinas o simplemente inapropiadas.

Función de transporte de la membrana celular: la membrana no es solo un guardia fronterizo en la puerta de la celda, sino también una especie de puesto de control aduanero. Las sustancias útiles se intercambian constantemente con otras células y el medio ambiente a través de ella;

Función de matriz: es la membrana celular la que determina la ubicación entre sí y regula la interacción entre ellas.

Función mecánica: es responsable de separar una célula de otra y, al mismo tiempo, de conectar correctamente las células entre sí, de formar un tejido homogéneo.

La función protectora de la membrana celular es la base para la construcción del escudo protector de la célula. En la naturaleza, un ejemplo de esta función puede ser la madera dura, una cáscara densa, una capa protectora, todo debido a la función protectora de la membrana.

La función enzimática es otra función importante que realizan ciertas proteínas en la célula. Por ejemplo, gracias a esta función, se produce la síntesis de enzimas digestivas en el epitelio intestinal.

Además de todo esto, el intercambio celular se produce a través de la membrana celular, el cual puede tener lugar en tres reacciones diferentes:

• La fagocitosis es un intercambio celular en el que las células fagocíticas incrustadas en la membrana capturan y digieren diversos nutrientes.
• La pinocitosis es el proceso de captura por parte de la membrana celular de moléculas líquidas en contacto con ella. Para ello, se forman zarcillos especiales en la superficie de la membrana, que parecen rodear una gota de líquido, formando una burbuja, que posteriormente es "tragada" por la membrana.
• La exocitosis es un proceso inverso cuando una célula libera un líquido funcional secretor a la superficie a través de la membrana.

Estructura de la membrana celular.

Hay tres clases de lípidos en la membrana celular:

• fosfolípidos (que son una combinación de grasas y fósforo),
• glicolípidos (una combinación de grasas y carbohidratos),
• colesterol

Los fosfolípidos y glicolípidos, a su vez, constan de una cabeza hidrófila, en la que se extienden dos largas colas hidrófobas. El colesterol ocupa el espacio entre estas colas impidiendo que se doblen, todo esto, en algunos casos, hace que la membrana de determinadas células sea muy rígida; Además de todo esto, las moléculas de colesterol organizan la estructura de la membrana celular.

Pero sea como fuere, la parte más importante de la estructura de la membrana celular son las proteínas, o más bien diferentes proteínas que desempeñan diferentes funciones importantes. A pesar de la diversidad de proteínas contenidas en la membrana, hay algo que las une: los lípidos anulares se encuentran alrededor de todas las proteínas de la membrana. Los lípidos anulares son grasas estructuradas especiales que sirven como una especie de capa protectora para las proteínas, sin las cuales simplemente no funcionarían.

La estructura de la membrana celular tiene tres capas: la base de la membrana celular es una capa bilípida líquida homogénea. Las proteínas lo cubren por ambos lados como un mosaico. Son las proteínas, además de las funciones descritas anteriormente, las que también desempeñan el papel de canales peculiares a través de los cuales pasan a través de la membrana sustancias que no pueden atravesar la capa líquida de la membrana. Estos incluyen, por ejemplo, iones de potasio y sodio; para su penetración a través de la membrana, la naturaleza proporciona canales iónicos especiales en las membranas celulares. En otras palabras, las proteínas aseguran la permeabilidad de las membranas celulares.

Si miramos la membrana celular a través del microscopio, veremos una capa de lípidos formada por pequeñas moléculas esféricas sobre las que nadan las proteínas como en el mar. Ahora sabes qué sustancias forman la membrana celular.

Vídeo de membrana celular

Y por último, un vídeo educativo sobre la membrana celular.