Origen Endosimbiótico de la Célula Eucariota y Estructura de la Membrana Plasmática

Hipótesis Endosimbiótica

Las células procariotas constituyen la forma de vida más primitiva de la Tierra. Las células eucariotas aparecieron posteriormente y, según esta teoría, por simbiosis. En un momento determinado, organismos que eran independientes se reunieron, y las células hospedadas se convirtieron en orgánulos de un nuevo tipo de célula.

Evidencias a favor:

• Las mitocondrias se parecen a las bacterias. Tienen su propio ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.
• Lo mismo ocurre con los cloroplastos.
• Los cilios y flagelos eucariotas son muy parecidos entre sí y distintos de los bacterianos.

Así, todo esto proporciona la capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo que una célula anaerobia puede convertirse en aerobia, y por otro lado, la capacidad de realizar la fotosíntesis.

La Célula Eucariota: Membrana Plasmática

Es una envoltura continua que rodea la célula y le confiere su individualidad al separarla de su entorno.

Componentes de la Membrana Plasmática

1. Fosfolípidos

Son el componente mayoritario y actúan como barrera. Están dispuestos formando una bicapa lipídica. Son moléculas anfipáticas (con una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica) y tienden a cerrarse sobre sí mismas en medio acuoso. Debido a su interior hidrofóbico, la bicapa es muy impermeable a iones y moléculas polares.

2. Proteínas

Realizan funciones específicas: transportan moléculas, actúan como receptores, catalizan reacciones, etc.

A) Proteínas Integrales

Son proteínas que atraviesan total o parcialmente la bicapa lipídica (proteínas transmembrana). Contienen una parte central hidrofóbica, en contacto con las colas de los fosfolípidos, y dos partes hidrofílicas expuestas a cada lado de la bicapa.

B) Proteínas Periféricas

Se encuentran unidas débilmente a la superficie externa o interna de la membrana, asociadas a lípidos o a proteínas integrales.

3. Glúcidos

Se localizan siempre en la superficie externa de la membrana plasmática, asociados covalentemente a lípidos (formando glucolípidos) o a proteínas (formando glucoproteínas). Hacen que la asimetría de la membrana sea absoluta. Esta cubierta externa rica en glúcidos constituye el glucocálix.

Modelo de Singer-Nicolson: Mosaico Fluido

El modelo de la membrana plasmática propuesto por Singer y Nicolson en 1972 la describe como un mosaico fluido. Según este modelo, la membrana es una estructura dinámica donde las proteínas (el mosaico) están intercaladas o asociadas a una bicapa lipídica fluida. Este modelo explica el movimiento rápido de los fosfolípidos en el plano de la membrana (difusión lateral), mientras que el movimiento entre una cara y otra (flip-flop) es muy raro y energéticamente desfavorable. Sin embargo, las proteínas de membrana también pueden moverse lateralmente a velocidades variables, desde muy rápidas a muy lentas, o incluso estar ancladas a estructuras celulares.

Características de la Membrana Plasmática (derivadas del modelo)

1. Autoensamblado: Las moléculas de fosfolípidos, rodeadas de un entorno acuoso, tienden a agregarse espontáneamente escondiendo sus colas hidrofóbicas y dejando expuestas sus cabezas hidrofílicas, formando bicapas estables.
2. Autosellado: Estas bicapas tienden a cerrarse sobre sí mismas para formar compartimentos cerrados (como vesículas), eliminando los bordes expuestos al agua.
3. Fluidez: Los fosfolípidos y muchas proteínas pueden moverse lateralmente dentro de la misma monocapa, lo que permite fenómenos como la difusión de moléculas, la distribución de componentes tras la división celular y la fusión de membranas. La fluidez depende de la temperatura y la composición lipídica (longitud y saturación de las colas de ácidos grasos, presencia de colesterol).
4. Asimetría: La composición de las dos monocapas de la membrana es diferente. Tanto los fosfolípidos como los glucolípidos y las proteínas no están distribuidos de la misma manera en la monocapa en contacto con el citosol y la que da al exterior celular. La presencia de glúcidos exclusivamente en la cara externa es un ejemplo clave de esta asimetría funcional.