Fundamentos de la Biología Celular: Membranas, Orgánulos y División
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Membrana Plasmática
La membrana plasmática actúa como una barrera flexible y resistente que contiene el citoplasma y regula los intercambios entre el exterior y el interior celular, funcionando como un filtro selectivo. Según el modelo del mosaico fluido, se comporta como un "mar" de lípidos en movimiento. Sus funciones principales incluyen: separar el citoplasma del medio externo, regular el transporte e intercambio de sustancias, mantener el gradiente electroquímico, recibir señales, facilitar la división celular y permitir la adhesión y comunicación.
Proteínas de membrana
- Integrales: Atraviesan la bicapa (transmembrana) y son anfipáticas. Sus funciones incluyen actuar como canales o poros, transporte de moléculas específicas, receptores y enzimas.
- Periféricas: Se sitúan en la superficie (interna o externa) y muchas son glucoproteínas. Funcionan como conectores y enzimas.
Sistema de Endomembranas
Es una red de membranas conectada a la membrana nuclear:
- Retículo Endoplasmático Rugoso (RER): Posee ribosomas. Se encarga de la síntesis y procesamiento de proteínas (glucoproteínas) para secreción, orgánulos o membrana.
- Retículo Endoplasmático Liso (REL): Carece de ribosomas. Se encarga de la síntesis de grasas.
- Funciones generales: Síntesis y transporte de lípidos, detoxificación, glucogenólisis y almacén de Ca²⁺.
- Aparato de Golgi: Modifica, transporta y concentra proteínas; realiza la glucosilación, forma membranas y almacena sustancias.
Orgánulos Celulares
- Lisosomas: Vesículas del Golgi con enzimas digestivas para la digestión intracelular.
- Peroxisomas: Contienen catalasa y peroxidasa; participan en el metabolismo de grasas, degradación de lípidos y protección celular.
- Vacuolas e inclusiones: Almacén de agua, desechos, nutrientes y sustancias de reserva.
- Mitocondrias: Responsables de la energía celular. Poseen ADN, ARN y ribosomas propios; sintetizan lípidos y el grupo hemo, además de obtener energía de la glucosa y grasas.
- Centrosoma: Carece de membrana; compuesto por dos centríolos, interviene en la división celular.
- Ribosomas: Libres o asociados al RER; encargados de la síntesis de proteínas.
- Cilios y flagelos: Prolongaciones móviles. Los flagelos son largos y escasos (movimiento celular), mientras que los cilios son cortos y numerosos (movimiento de sustancias).
Transporte de Membrana
Transporte Pasivo (sin consumo de ATP)
- Difusión simple: A través de la bicapa (moléculas pequeñas y liposolubles).
- Canales (para moléculas polares e iones): Pueden ser pasivos (siempre abiertos) o con compuerta (se abren o cierran).
- Ósmosis: Movimiento de H₂O desde zonas con menos solutos hacia zonas con mayor concentración de solutos.
- Difusión facilitada: Para moléculas polares o cargadas mediante canales o proteínas transportadoras.
Transporte Activo (con consumo de ATP)
Se realiza en contra del gradiente de concentración:
- Bombas iónicas: Como la bomba de Ca²⁺.
- Transportadores ABC: Para moléculas específicas.
Transporte por Vesículas
- Endocitosis (entrada de sustancias): Fagocitosis (partículas grandes), pinocitosis (líquidos/macromoléculas pequeñas) y mediada por receptor (selectiva).
- Exocitosis: Salida de sustancias.
División Celular: Mitosis vs. Meiosis
| Característica | Mitosis | Meiosis |
|---|---|---|
| Tipo celular | Somáticas | Sexuales |
| Divisiones | 1 división | 2 divisiones |
| Células hijas | 2 hijas | 4 hijas |
| Genética | Idénticas | Distintas |
| Ploidía | 2n = 2n | 2n = n |
| Recombinación | Sin recombinación | Crossing-over |
| Función | Crecimiento/Reparación | Gametos |
Mitosis (P-M-A-T)
- Profase: Condensación de la cromatina; desaparece el nucléolo y la membrana nuclear; formación del huso.
- Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador.
- Anafase: Separación de las cromátidas hermanas.
- Telofase: Descondensación; reaparece la membrana nuclear y el nucléolo.
- Citocinesis: División del citoplasma para formar dos células hijas.
Meiosis
- Meiosis I: Reduce el número de cromosomas a la mitad. Profase I (emparejamiento de homólogos y crossing-over), Metafase I (pares homólogos en el ecuador), Anafase I (separación de homólogos completos), Telofase I (dos células haploides n).
- Meiosis II (similar a la mitosis): Profase II (condensación y huso), Metafase II (alineación en el ecuador), Anafase II (separación de cromátidas), Telofase II (núcleos nuevos y citocinesis).