Biología celular: membrana plasmática, orgánulos y división celular

Membrana plasmática

Lípidos: fosfolípidos, esfingolípidos y esteroles (colesterol). Son compuestos anfipáticos que, en medio acuoso, forman una bicapa lipídica con distribución asimétrica en la membrana.

Movimientos de los lípidos

• Rotación
• Difusión lateral
• Flip-flop

Fluidez

La fluidez depende de la temperatura, de la naturaleza de los lípidos y de la presencia de colesterol, que regula su fluidez y su permeabilidad. De la fluidez dependen funciones como el transporte, la adhesión celular y la función inmunitaria.

Proteínas

Se mueven mediante difusión lateral.

• Proteínas intrínsecas o integrales: representan entre el 50% y el 70% de todas las proteínas de membrana. Están unidas a la bicapa, atravesándola parcial o completamente y exponiendo dominios a ambas caras (la 1.ª y la 2.ª).
• Proteínas extrínsecas o periféricas: no atraviesan la bicapa; se encuentran en la cara externa o interna.

Glúcidos

Son oligosacáridos unidos covalentemente a proteínas y lípidos, formando glicoproteínas y glicolípidos.

Glicocálix: envoltura celular formada por glicolípidos y glicoproteínas, localizada en la cara externa de la membrana plasmática de las células animales.

• Estructura: protege frente a posibles lesiones, se relaciona con moléculas de la matriz extracelular y participa en la respuesta inmunitaria (por ejemplo, los glúcidos del glicocálix de los eritrocitos son antígenos característicos de los grupos sanguíneos).
• Funciones: procesos de reconocimiento celular, reconocimiento y fijación de sustancias que la célula incorpora por fagocitosis o pinocitosis.

Funciones de la membrana plasmática

Transporte, reconocimiento celular, unión entre células y soporte de estructuras externas.

Transporte de sustancias de escasa masa molecular

• Transporte pasivo: no requiere ATP; se realiza a favor del gradiente de concentración mediante difusión simple o difusión facilitada (proteínas canal y transportadoras).
• Transporte activo: en contra del gradiente, con gasto de ATP. Ejemplo: bomba de Na⁺/K⁺.

Transporte de sustancias de elevada masa molecular

Endocitosis y exocitosis.

Orgánulos citoplasmáticos

Retículo endoplasmático rugoso (RER)

Presenta ribosomas adheridos a su cara citosólica. Funciones: síntesis y almacenamiento de proteínas y glicosilación de proteínas (en el lumen).

Aparato de Golgi

Forma parte del sistema de endomembranas. En células eucariotas está presente en casi todas, excepto en mamíferos. Está formado por una o varias unidades morfofuncionales llamadas dictiosomas. Las proteínas producidas en el RER pasan al Golgi mediante vesículas de transporte y salen mediante vesículas secretoras. Presenta una cara proximal (cara cis) y una cara distal (cara trans).

Funciones: mecanismo de transporte golgiano, modificación de lípidos y proteínas, formación del tabique en la telofase en células vegetales y formación de lisosomas primarios.

Retículo endoplasmático liso (REL)

Red tubular constituida por finos túbulos interconectados, con membrana, pero sin ribosomas. Abundante en células musculares estriadas y en hepatocitos.

Funciones: síntesis de lípidos, contracción muscular, degradación de sustancias nocivas y liberación de glucosa.

Lisosomas

Orgánulos delimitados por membrana que contienen hidrolasas ácidas.

Peroxisomas

Orgánulos delimitados por membrana que contienen catalasas.

Vacuola

Orgánulo presente en células vegetales, delimitado por el tonoplasto. Funciones: mantener la turgencia celular, digestión celular y almacenamiento de sustancias diversas.

Mitocondria

Orgánulo de doble membrana, con ADN propio y ATP sintetasas. Funciones: ciclo de Krebs, cadena de transporte electrónico, fosforilación oxidativa y β-oxidación de ácidos grasos.

Partes: espacio intermembrana, ADN mitocondrial, matriz mitocondrial, ribosomas, crestas mitocondriales, membrana externa, membrana interna, porinas, proteínas y ATP sintetasas.

Cloroplasto

Orgánulo de doble membrana que realiza la fotosíntesis, produciendo ATP y NADPH. Contiene rubisco (enzima del estroma del cloroplasto) y ADN propio.

Partes: espacio intermembrana, ADN, estroma, ribosomas, grana, membrana externa, membrana interna y tilacoides.

Núcleo celular

Puede encontrarse en estado mitótico o interfásico. El complejo del poro nuclear está formado por 8 partes proteicas.

Cromatina

Formada por histonas y no histonas. Su unidad básica es el nucleosoma. Se distingue entre heterocromatina y eucromatina.

Cromosomas

Son visibles al microscopio en el momento de máxima condensación de la cromatina, cuando la célula entra en división. Esta condensación permite el reparto del material genético entre las células hijas.

Partes: cromátidas, centrómero, cinetocoro (se une a los microtúbulos del huso en mitosis o meiosis), constricciones secundarias, bandas (bandeo cromosómico) y telómeros (extremos).

Tipos según la posición del centrómero: metacéntrico, submetacéntrico, acrocéntrico y telocéntrico.

El conjunto de cromosomas representado fotográficamente constituye el cariotipo. Las células somáticas humanas tienen 46 cromosomas: 44 autosomas y 2 gonosomas.

Nucléolo

Lugar de síntesis del ARN ribosómico.

Ciclo celular

Interfase

Periodo entre dos mitosis sucesivas. La célula aumenta de tamaño y duplica su material genético.

• G1: síntesis de proteínas; puede entrar en quiescencia.
• S: replicación del ADN.
• G2: transcripción de genes que codifican proteínas; la célula se prepara para dividirse y se duplican los centriolos.

Fase M (mitosis)

• Profase: formación del huso acromático.
• Prometafase: unión de los microtúbulos a los cinetocoros.
• Metafase: cromosomas en la placa metafásica.
• Anafase: cromátidas hacia los polos.
• Telofase: desaparece el huso, se forma la envoltura nuclear, los cromosomas se descondensan y reaparece la membrana celular.

Citocinesis

En células animales por anillo contráctil; en células vegetales por fragmoplasto, con formación de plasmodesmos.

Meiosis

Se aparean los cromosomas homólogos, se intercambia material genético y el número de cromosomas se reduce a la mitad.

Profase I

• Leptoteno
• Cigoteno: formación del complejo sinaptonémico y de la tétrada.
• Paquiteno
• Diploteno: aparición de quiasmas.
• Diacinesis

Metafase I, Anafase I y Telofase I

Continúan el reparto de los cromosomas homólogos hacia polos opuestos.