Ejercicio resuelto de Transporte membranoso · Biología · 2020

Opción 2A (2.5 puntos)
Gracias a los avances en microscopía electrónica, en 1972 los investigadores Singer y Nicolson propusieron un modelo para la estructura de la membrana plasmática al que llamaron modelo de mosaico fluido.

a) (1 punto) Dibuja un esquema de la estructura de la membrana plasmática e identifica las moléculas que la integran.
b) (0.5 puntos) ¿Cuál es la función o funciones celulares de estas estructuras?
c) (1 punto) ¿Mediante qué procesos se realiza el transporte de macromoléculas y partículas hacia el interior o hacia el exterior?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}\mathbf{\text{Dibuja}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{esquema}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{membrana}}\mathbf{\text{plasm}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{identifica}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{integran.}}$



El modelo del mosaico fluido describe la membrana como una bicapa de fosfolípidos en la que las proteínas están embebidas o adosadas, como las teselas de un mosaico, y en la que todos los componentes pueden desplazarse lateralmente, de ahí lo de fluido.

Los fosfolípidos son el componente mayoritario y forman el armazón. Al ser anfipáticos, orientan sus cabezas polares hacia los dos medios acuosos y esconden sus colas apolares en el interior. Entre ellos se intercalan moléculas de colesterol, que regulan la fluidez de la membrana impidiendo que se vuelva demasiado rígida a bajas temperaturas o demasiado fluida a temperaturas altas.

Las proteínas se clasifican según su posición. Las integrales o intrínsecas atraviesan la bicapa total o parcialmente, y entre ellas están los canales, las permeasas y las bombas. Las periféricas o extrínsecas se adosan a una de las caras, generalmente la citosólica, sin penetrar en la bicapa.

Por último, hacia el medio extracelular sobresalen cadenas de oligosacáridos unidas a proteínas —glucoproteínas— o a lípidos —glucolípidos—, que en conjunto forman el glucocálix. Nunca aparecen hacia el citosol, lo que hace que la membrana sea asimétrica.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{(0.5}}\mathbf{\text{puntos)}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{funciones}}\mathbf{\text{celulares}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estas}}\mathbf{\text{estructuras?}}$

La membrana delimita la célula y separa el medio interno del externo, manteniendo unas condiciones internas distintas de las del entorno; en las membranas de los orgánulos, compartimenta además el citoplasma.

Regula el intercambio de sustancias gracias a su permeabilidad selectiva: deja pasar libremente las moléculas pequeñas y apolares, mientras que las polares y los iones solo cruzan a través de proteínas concretas, lo que permite a la célula controlar su composición.

Interviene en el reconocimiento celular y en la recepción de señales. Los glúcidos del glucocálix actúan como señas de identidad que permiten a unas células reconocer a otras —en ellos se basan, por ejemplo, los grupos sanguíneos—, y las proteínas receptoras captan hormonas y neurotransmisores desencadenando respuestas en el interior.

Permite también la adhesión entre células vecinas y sirve de anclaje al citoesqueleto.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}\mathbf{\text{¿Mediante}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{realiza}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{transporte}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{macromol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{part}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{hacia}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{interior}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{hacia}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{exterior?}}$

Las macromoléculas y las partículas no pueden atravesar la membrana ni por difusión ni a través de una proteína transportadora, porque son demasiado grandes. Se transportan mediante procesos de transporte en masa, que implican deformación de la membrana y consumo de energía.

Hacia el interior, mediante la endocitosis. La membrana se invagina rodeando el material, se estrangula y forma una vesícula que queda en el citoplasma. Se distinguen dos modalidades: la pinocitosis, en la que se ingieren líquidos y solutos y se originan vesículas pequeñas, y la fagocitosis, en la que se ingieren partículas sólidas de gran tamaño —restos celulares, bacterias enteras— emitiendo pseudópodos que las rodean y forman un fagosoma. Existe además la endocitosis mediada por receptor, más selectiva, en la que la sustancia se une antes a receptores específicos. La vesícula formada se fusiona después con un lisosoma para digerir su contenido.

Hacia el exterior, mediante la exocitosis. Una vesícula procedente del aparato de Golgi se acerca a la membrana plasmática, se fusiona con ella y vierte su contenido al medio. Es el mecanismo de la secreción de hormonas, enzimas digestivas y neurotransmisores, y también el de la expulsión de los restos no digeridos.

Los dos procesos están equilibrados: la membrana que la endocitosis consume la repone la exocitosis, de modo que su superficie total se mantiene constante.