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La biología celular · La membrana plasmática

La ultraestructura de la membrana

Imagina la cafetería de tu high school a la hora del almuerzo: la gente se mueve sin parar, pero la sala sigue organizada. La membrana plasmática no es una simple bolsa que envuelve la célula: es una estructura dinámica, con piezas que se desplazan lateralmente sin dejar de mantener una organización precisa. Entenderla a nivel molecular explica por qué unas sustancias la atraviesan con facilidad y otras necesitan ayuda para hacerlo.

El modelo del mosaico fluido

Al observar la superficie celular con técnicas avanzadas de fluorescencia, los puntos de luz no permanecen fijos: se difunden y mezclan continuamente por toda la célula. ¿Cómo puede una barrera retener el contenido celular si sus componentes no están soldados rígidamente? (Lo resolveremos al final de la página.)

Animación del mosaico fluido: los fosfolípidos de ambas monocapas se mueven lateralmente juntos, sin separarse, mientras la proteína verde se desplaza despacio hacia la derecha y vuelve, y el colesterol naranja se hunde entre las colas y regresa. exterior interior bicapa de fosfolípidos + proteína + colesterol
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¿Qué dos tipos de componentes son los más abundantes de la membrana plasmática según el modelo del mosaico fluido? Explica qué representa el «mosaico» y a qué se refiere…

¿Qué dos tipos de componentes son los más abundantes de la membrana plasmática según el modelo del mosaico fluido? Explica qué representa el «mosaico» y a qué se refiere el término «fluido».

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Observa el esquema de la membrana plasmática e identifica las estructuras señaladas con los números 1, 2, 3 y 4.

Observa el esquema de la membrana plasmática e identifica las estructuras señaladas con los números 1, 2, 3 y 4.

exterior interior 1 2 3 4
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La bicapa de fosfolípidos

Bicapa de fosfolípidos: las cabezas hidrófilas miran al agua de ambos lados y las colas hidrófobas quedan enfrentadas en el centro agua (exterior) colas enfrentadas agua (interior celular) cabeza hidrófila cola hidrófoba
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Los fosfolípidos de la membrana se disponen formando una bicapa. Explica cómo se orientan las cabezas y las colas de los fosfolípidos respecto al agua del interior y del…

Los fosfolípidos de la membrana se disponen formando una bicapa. Explica cómo se orientan las cabezas y las colas de los fosfolípidos respecto al agua del interior y del exterior celular, y razona por qué se forma espontáneamente esa disposición.

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Proteínas, colesterol y glucocálix

Corte de la membrana plasmática: bicapa de fosfolípidos con una proteína integral que la atraviesa, una proteína periférica adosada a la cara interna, colesterol intercalado entre los fosfolípidos y cadenas de glúcidos del glucocálix unidas a una proteína y a un lípido, solo en la cara externa medio extracelular (cara externa) citoplasma (cara interna) glucocálix (glúcidos) colesterol proteína integral proteína periférica bicapa lipídica
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Explica la función que desempeñan en la membrana plasmática los siguientes componentes: el colesterol, el glucocálix y las proteínas de transporte.

Explica la función que desempeñan en la membrana plasmática los siguientes componentes: el colesterol, el glucocálix y las proteínas de transporte.

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¿Por qué se afirma que la membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva? Pon un ejemplo de una sustancia que la atraviesa libremente y otro de una sustancia que…

¿Por qué se afirma que la membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva? Pon un ejemplo de una sustancia que la atraviesa libremente y otro de una sustancia que necesita ayuda para cruzarla, y explica la diferencia.

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La fluidez de la membrana

Si una célula se enfría, su membrana corre el riesgo de volverse quebradiza como cera sólida; si se calienta demasiado, corre el riesgo de desarmarse como un líquido disperso. ¿Qué mecanismos moleculares permiten a la célula mantener la viscosidad justa de su membrana ante cambios de temperatura?

Bicapa lipídica a temperatura alta y baja: a temperatura alta el colesterol intercalado frena el movimiento de las colas agitadas de los fosfolípidos; a temperatura baja el colesterol separa las colas rectas e impide que se empaqueten demasiado temperatura alta temperatura baja el colesterol frena el movimiento de las colas el colesterol evita el empaquetamiento de las colas fosfolípido colesterol
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La fluidez de la membrana cambia con la temperatura. Explica qué papel desempeña el colesterol cuando la temperatura es alta y cuando es baja para mantener la fluidez…

La fluidez de la membrana cambia con la temperatura. Explica qué papel desempeña el colesterol cuando la temperatura es alta y cuando es baja para mantener la fluidez dentro de unos límites adecuados.

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En una réplica del experimento de Frye y Edidin, se fusionaron células humanas y de ratón marcadas con fluoróforos de distinto color bajo dos condiciones: el lote A se…

En una réplica del experimento de Frye y Edidin, se fusionaron células humanas y de ratón marcadas con fluoróforos de distinto color bajo dos condiciones: el lote A se incubó a $37\ \text{°C}$ y el lote B a $4\ \text{°C}$. A los 40 minutos, los fluoróforos se habían mezclado por toda la membrana híbrida solo en el lote A; en el lote B permanecían confinados en sus respectivos hemisferios. Además, al añadir al lote A un veneno metabólico que anulaba completamente la síntesis de ATP, la mezcla de fluoróforos se produjo con idéntica rapidez. A partir de estos resultados, interpreta qué propiedad de la membrana queda demostrada y justifica si el desplazamiento de las proteínas depende directamente del aporte de energía metabólica o es un proceso pasivo determinado por el estado físico de los lípidos.

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Un fármaco experimental rompe las uniones entre el citoesqueleto y las proteínas de la membrana. Predice qué efectos podría tener sobre la forma de la célula y sobre la…

Un fármaco experimental rompe las uniones entre el citoesqueleto y las proteínas de la membrana. Predice qué efectos podría tener sobre la forma de la célula y sobre la distribución de las proteínas por la membrana, y razona tu respuesta.

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Se analiza en el laboratorio la composición lipídica de las membranas plasmáticas de dos organismos: la muestra A contiene un $68\,\%$ de ácidos grasos poliinsaturados…

Se analiza en el laboratorio la composición lipídica de las membranas plasmáticas de dos organismos: la muestra A contiene un $68\,\%$ de ácidos grasos poliinsaturados de cadena corta y escaso colesterol; la muestra B presenta un $22\,\%$ de ácidos grasos poliinsaturados, colas hidrocarbonadas más largas y abundante colesterol. Al someter a ambos a un enfriamiento paulatino desde $37\ \text{°C}$ hasta $2\ \text{°C}$, la muestra B sufre una gelificación drástica de su bicapa a los $16\ \text{°C}$ con bloqueo del transporte transmembrana, mientras que la muestra A mantiene una fluidez funcional a $2\ \text{°C}$. Justifica cuál de las dos muestras corresponde a un pez antártico y cuál a un mamífero terrestre, y predice razonadamente qué consecuencias tendría para la muestra A un aumento brusco de temperatura hasta los $38\ \text{°C}$ si no pudiera modificar su composición lipídica.

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Resumen

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