Modelo del Mosaico Fluido de la Membrana Plasmática

La membrana plasmática, observada al microscopio electrónico, se presenta como dos bandas oscuras que separan una capa clara. Esta estructura, junto con su composición química, da lugar al modelo del mosaico fluido, que presenta las siguientes características:

• Fluidez: La membrana no es una estructura rígida, sino fluida.
• Composición: Se considera como un mosaico fluido donde la bicapa lipídica actúa como red cementante, y las proteínas se encuentran embebidas o interactuando entre ellas y con los lípidos, dado su carácter anfipático.
• Movilidad: Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente.
• Disposición: Lípidos y proteínas integrales se disponen en mosaico.
• Asimetría: Las membranas son asimétricas en cuanto a la distribución de sus componentes.

Factores que Afectan la Fluidez de la Membrana

La fluidez de la membrana depende de varios factores:

• Saturación y Longitud de Ácidos Grasos: La fluidez disminuye con un mayor grado de saturación y longitud de los ácidos grasos de los lípidos de membrana, aumentando la viscosidad y reduciendo la libertad de movimiento.
• Temperatura: La fluidez disminuye al descender la temperatura. Se mantiene fluida solo si la temperatura está por encima del punto de fusión de sus lípidos.
• Colesterol: El colesterol, una molécula plana y rígida, reduce la flexibilidad y fluidez de las membranas.

Funciones de la Membrana Celular

La membrana celular desempeña varias funciones cruciales:

• Barrera Selectiva: Limita la célula y actúa como una barrera selectiva para el intercambio y transporte de sustancias.
• Gradientes Electroquímicos: Produce y controla gradientes electroquímicos (diferencia de carga y concentración) a ambos lados de la membrana. El intercambio de iones a favor de gradiente puede generar energía.
• Intercambio de Señales: Facilita la comunicación celular.
• División Celular: Participa en el proceso de división celular.
• Inmunidad Celular: Juega un papel en la respuesta inmune.
• Endocitosis y Exocitosis: Media la captación (endocitosis) y secreción (exocitosis) de sustancias.

Mitocondrias: Estructura y Función

Las mitocondrias están presentes en las células eucariotas aerobias. Son los orgánulos donde se lleva a cabo el metabolismo respiratorio aerobio, cuya finalidad es la obtención de energía, produciendo la mayor parte del ATP celular. Generalmente son cilíndricas o alargadas, se distribuyen regularmente por el citoplasma, y su número varía según el tipo de célula.

Ultraestructura de la Mitocondria

Membrana Mitocondrial Externa

• Delimita completamente la mitocondria, con una estructura y composición similar a la de otros orgánulos.
• Contiene enzimas y porinas, proteínas integrales que forman canales no selectivos para el paso de sustancias desde el citoplasma.

Espacio Perimitocondrial (Cámara Externa)

• Se localiza entre ambas membranas.
• Tiene una composición semejante al citoplasma.
• Contiene enzimas que fosforilan nucleótidos.

Membrana Mitocondrial Interna

• Estructura similar a otras membranas, pero sin colesterol.
• Presenta crestas mitocondriales, repliegues hacia la cámara interna perpendiculares al eje mayor de la mitocondria.
• Contiene enzimas para el transporte de electrones y la síntesis de ATP.

Partículas Elementales F₁

• Localizadas en la cara externa de las crestas, orientadas hacia la matriz.
• Son complejos de ATP sintetasa.

Cámara Interna o Matriz Mitocondrial

• Espacio interior del orgánulo con agua (50%) y enzimas para el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos.
• Contiene ADN mitocondrial bicatenario circular, ARN, y ribosomas similares a los procariotas.
• Posee enzimas para la replicación, transcripción y traducción del ADN mitocondrial.

Funciones de la Mitocondria

La principal función es obtener energía para la célula. Incluye los siguientes procesos:

• Ciclo de Krebs
• Cadena respiratoria
• Fosforilación oxidativa
• Beta-oxidación de los ácidos grasos
• Síntesis de proteínas

Cloroplastos: Estructura y Función

Los cloroplastos, a través de la fotosíntesis, transforman la energía luminosa en energía química aprovechable por los vegetales. Su número y forma son variables (oval, helicoidal, cinta, estrellada, etc.).

Ultraestructura del Cloroplasto

Membrana Plastidial Externa

• Delimita completamente al cloroplasto.
• Estructura y composición semejante al resto de las membranas biológicas (MBS).
• Muy permeable a iones y grandes moléculas.

Membrana Plastidial Interna

• Estructura y composición semejante al resto de las MBS.
• Poco permeable a iones y grandes moléculas; contiene proteínas transportadoras especializadas.

Membrana Tilacoidal

• Forma vesículas o sacos planos (tilacoides) con un espacio intratilacoidal interno.
• Los tilacoides se apilan formando grana.
• Contiene un 12% de pigmentos, principalmente clorofila.
• Aquí se realizan los procesos de la fase luminosa de la fotosíntesis.

Estroma o Matriz Interna Amorfa

• Delimitado por la membrana interna, rodea a los grana.
• Contiene ADN circular de doble hélice, ribosomas 70S (similares a procariotas), granos de almidón e inclusiones lipídicas.
• Aquí ocurren las reacciones oscuras de la fotosíntesis (fijación del CO₂) y los procesos genéticos del cloroplasto.

Funciones del Cloroplasto

• Fotosíntesis
• Biosíntesis de ácidos grasos
• Reducción de nitratos
• Síntesis de proteínas

Cromatina: Composición y Estructura

La cromatina está compuesta por ADN plegado asociado a proteínas llamadas histonas, formando una estructura compacta. Las histonas son proteínas muy básicas:

• Histonas Nucleosómicas: Forman el nucleosoma, un complejo proteico discoidal alrededor del cual se enrolla el ADN.
• Histona H1: Une los nucleosomas y es responsable del plegamiento helicoidal de la fibra de cromatina.

Estructura de la Cromatina

La cadena de nucleosomas forma la fibra elemental o collar de cuentas, la unidad básica de la cromatina. Esta fibra se enrolla helicoidalmente formando un solenoide o fibra de 30 nm, con seis nucleosomas por solenoide, estabilizado por la histona H1. Estas fibras se pliegan formando bucles radiales, que se enrollan sucesivamente hasta la superespiralización durante la división celular, formando los cromosomas.