La Cèl·lula: Estructura, Teoria Cel·lular i Membrana Plasmàtica

Nivell Cel·lular

Tots els organismes vius estan formats per cèl·lules. Si no disposen d’una cèl·lula com a mínim, no tenen vida independent, ja que, tot i que realitzen algunes funcions pròpies de les cèl·lules vives, no tenen capacitat de creixement i reproducció propis.

Robert Hooke va ser el primer a observar una cèl·lula en una làmina de suro amb un microscopi. No obstant això, la teoria cel·lular no es va consolidar fins al segle XIX.

Principis de la Teoria Cel·lular

Postulats fonamentals:

• Unitat estructural: Tots els éssers vius estan constituïts per una o més cèl·lules (Schleiden i Schwann).
• Unitat fisiològica: La cèl·lula és l'organització més elemental que pot tenir vida (Brücke).
• Unitat de reproducció: Una cèl·lula només es pot formar a partir d’una altra preexistent (Virchow).
• Unitat genètica (Sutton i Boveri): La cèl·lula conté la informació necessària per a la síntesi de la seva pròpia estructura, per al control del seu funcionament, i la pot transmetre a la descendència.

Estructura Cel·lular

Hi ha dos tipus d’organització cel·lular:

• Procariota
• Eucariota (Animal i Vegetal)

Components bàsics de les cèl·lules eucariotes:

Les cèl·lules humanes són eucariotes, amb una estructura bàsica formada per:

• Membrana plasmàtica: Delimita la cèl·lula i intervé en processos d’intercanvi de substàncies amb l’exterior.
• Citoplasma: S’hi localitzen diversos orgànuls amb diferents funcions (nutrició, respiració, etc.).
• Nucli: Format per una membrana nuclear. En el seu interior hi ha el material genètic.

Matriu Extracel·lular (MEC)

La MEC és una xarxa de polisacàrids i proteïnes que envolta les cèl·lules. La matriu constitueix el medi, l’entorn amb què es relacionaran les cèl·lules.

Composició de la MEC:

Les MEC estan formades per un medi denominat substància fonamental, en el qual hi ha proteïnes fibroses.

• Substància fonamental: Té consistència de gel que engloba les proteïnes fibroses. Està formada per aigua i proteoglicans.
• Proteïnes fibroses: Poden tenir funció estructural, com el col·lagen.

La Membrana Plasmàtica

La membrana plasmàtica, cel·lular o citoplasmàtica, envolta i conté el citoplasma, donant individualitat a la cèl·lula. D’ella deriven la resta de membranes internes de la cèl·lula.

Funcions i característiques:

• És una capa prima, que té un gruix per sobre dels 75 Å (1 Å equival a 1x10⁻¹⁰ metres).
• Defineix l’extensió de la cèl·lula i manté les diferències amb l’exterior.
• Regula el pas de substàncies entre l’exterior i l’interior, actuant com un filtre molt selectiu.

A la cara exterior de la membrana trobem el glicocàlix, amb funcions diferenciades.

Estructura de la Membrana Plasmàtica: Model de Mosaic Fluid

La membrana plasmàtica segueix el Model de Mosaic Fluid, definit per Singer i Nicholson el 1972. Aquest model estableix que la membrana està formada per lípids que es disposen formant una bicapa i proteïnes que es disposen entre els lípids.

Les membranes són estructures fluides, formades per lípids i proteïnes que es mouen per difusió lateral. La membrana és una estructura asimètrica.

Composició Química

Les membranes tenen una estructura general comuna, formada per lípids i proteïnes units per enllaços no covalents. La composició química varia segons el tipus cel·lular. Generalment, la proporció en pes de proteïnes és més gran que la de lípids, excepte en la beina de mielina.

Lípids de la Membrana

Els lípids de la membrana són lípids complexos que tenen un extrem hidròfob i l’altre hidròfil. Aquesta característica és determinant perquè es formi la membrana. Com que el medi intracel·lular i l'extracel·lular són aquosos, els extrems hidròfils dels lípids es situen cap a ells, quedant els extrems hidròfobs a la zona central. El resultat és la bicapa lipídica.

Els principals tipus de lípids que trobem en les membranes són:

• Fosfolípids: Són els principals components.
• Glicolípids.
• Colesterol: Té un grup polar i un grup esteroide, i representa gairebé la quarta part de tots els lípids de membrana.

Els lípids no estan en una posició fixa en la bicapa, sinó que realitzen diferents moviments en ella.

Proteïnes de la Membrana

Són menys nombroses que els lípids, però són més voluminoses, representant una major proporció en pes.

Segons el grau d’associació a la membrana, es classifiquen en:

1. Integrals o transmembranoses: Tenen regions hidròfobes amb les quals s’associen a l’interior de la membrana, i regions hidròfiles que se situen cap a l’exterior. La majoria són glicoproteïnes. Aquestes proteïnes només es poden separar de la membrana si es destrueix la bicapa amb detergents.
2. Perifèriques: No tenen zona hidròfoba i se situen principalment a la cara interna de la membrana. Se separen fàcilment.