apunts 7 - IES Guillem Cifre de Colonya

1. La membrana plasmàtica.
1.1 Composició i estructura
1.2 Funcions.
2. El transport a través de la membrana
plasmàtica.
2.1 El transport passiu.
2.2 El transport actiu.
2.3 Endocitosi i exocitosi.
3. Contactes cel.lulars
4. Comunicació cel.lular
4.1 Missatgers i receptors- Modalitats de comunicació
4.2 Tipus de receptors de membrana
4.3 Activació i desactivació de proteïnes cel.lulars
5. Envoltures externes
4.1 La matriu extracel.lular.
4.2 La paret cel·lular
7
LES MEMBRANES
CEL.LULARS
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 1

2
1 LA MEMBRANA PLASMÀTICA
Les cobertes cel·lulars, és a dir, les capes que separen el medi intern de exterior, són:
- La membrana plasmàtica, que tenen totes les cèl·lules, tant eucariotes com procariotes, i
- Les membranes de secreció, que poden faltar. Són membranes de secreció:
- La paret cel·lular de les cèl·lules vegetals
- La matriu extracel·lular en les cèl·lules animals
- La paret bacteriana. (la veurem en estudiar els microorganismes)
1.1 COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA
El model de mosaic fluid de Singer i Nicholson.
La membrana plasmàtica és una làmina fina de 75 A (no visible al microscopi òptic) que envolta la
cèl·lula i la separa del medi extern.
L’estructura és gairebé la mateixa en totes les cèl·lules i en tots els orgànuls citoplasmàtics per la
qual cosa també rep els noms de membrana unitària o membrana cel·lular.
Segons el model proposat per Singer i Nicholson el 1972, la membrana plasmàtica està constituïda
per una doble capa de lípids a la qual s’associen molècules proteiques, que es poden situar a les
dues cares de la superfície d’aquesta doble capa o estar-hi englobades. D’aquesta manera es forma
una estructura anomenada mosaic fluid, gràcies a la facilitat de totes les molècules per moure’s
lateralment.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

Els lípids
Els lípids constitueixen aproximadament un 50 %de la massa de la membrana i estan disposats en
forma d’una doble capa contínua. Aquesta bicapa lipídica constitueix l’estructura bàsica de la
membrana i actua de barrera relativament impermeable al pas de la majoria de substàncies
hidrosolubles.
El lípids que formen la bicapa són: fosfolípids (els més abundants), colesterol i glicolípids
Com que aquestes molècules són en un medi polar, com ara l’aigua, a causa del seu caràcter
amfipàtic orienten els radicals polars cap al medi aquós i els radicals lipòfils cap als radicals lipòfils
de l’altra capa. Això origina la bicapa lipídica (autoacoblament).
Els fosfolípids presenten un cap hidròfil i dues cues hidrocarbonades hidrofòbiques. Normalment
una d’elles presenta dobles enllaços i per tant la cadena corbada. Això és important ja que la
desigual longitud de les cadenes i el grau de saturació afecta la capacitat dels fosfolípids
d’empaquetar-se, i per tant afecta la fluïdes de la membrana
Els glicolípids sols apareixen a la hemimembrana externa. Els grups glucídic surten com a antenes
sobre la superfície de la membrana. La seva funció és intervenir en la comunicació entre les cèl.lules
El colesterol es fixa als altres components lipídics de manera que disminueix la fluïdesa de la
monocapa i manté l’estabilitat de la bicapa. També impedeix que els lípids de la membrana s’uneixin
entre si, fet que produiria la ruptura de la bicapa per cristal·lització.
Les molècules de colesterol s’orienten en la bicapa amb els
grups hidroxil pròxims als caps polars dels fosfolípids. Els
seus anells esteroides plans i rígids interactuen amb les
regions de les cues pròximes al cap i les immobilitzen.
D’aquesta manera el colesterol fa menys fluïda la
membrana, però també impedeix la rigidesa ja que no deixa
que les cues se juntin i cristal·litzin, per tant conserva la
flexibilitat de la membrana en un ampli rang de temperatures
Moviment dels fosfolípids de la bicapa
La doble capa lipídica no és una estructura estàtica, sinó que actua com un fluïd. Així cada molècula
de fosfolípiuds, a més de poder rotar sobre el seu eix major i flexionar-se, té possibilitat de
desplaçament.
Difusió lateral dins la mateixa capa molecular. Gràcies a aquest moviment cada molècula lipídica
pot intercanviar-se amb les veïnes. La difusió lateral és responsable de la fluïdesa de la bicapa i està
condicionada per:
- El nombre de dobles enllaços en els àcids grassos de la
cua. A més insaturacions, major fluïdesa. La viscositat ve, per
tant, condicionada per la presència de pocs dobles enllaços.
- Presència de colesterol, que redueix la fluïdesa i dona
estabilitat a la membrana en interferir en la mobilitat de les
cadenes laterals dels àcids grassos.
- Una temperatura que es mou dins uns marges determinats.
A menor temperatura, menor fluïdesa. A això es deu el
diferent comportament fisiològic dels animals homeotermes i
poiquilotermes en èpoques fredes.
Canvi de capa , de la monocapa superior a la inferior, o viceversa. Es coneix com a flip-flop. Aquest
tipus de mobilitat està molt restringit i és poc freqüent. Aquest moviment està catalitzat pels enzims
flipases.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 3

Les proteïnes
Les proteïnes constitueixen l’altre 50 % de la membrana (tot i que el percentatge varia d’una
membrana a una altra).
Es disposen de tal manera que els radicals polars queden fora de la membrana i els radicals lipòfils
estableixen contacte amb els lípids de la membrana. Tenint en compte la disposició en la bicapa, les
proteïnes es poden classificar en:
4
- Proteïnes integrals o intrínseques. Estan totalment o parcialment englobades en la bicapa
Tenen una part hidrofòbica (o lipòfila) que se situa a l’interior de la bicapa, en contacte amb les
cues dels àcids grassos, mentre que els extrems externs són hidrofílics. Formen enllaços amb
els lípids i només se separen amb tractaments forts (detergents, dissolvents orgànics...)
Si travessen la bicapa i presenten sectors polars cap al medi extern i cap al medi intern,
s’anomenen proteïnes transmembranoses.
- Proteïnes perifèriques o extrínseques. Estan adossades a la bicapa. Són proteïnes
solubles que només tenen sectors polars amb els quals s’uneixen als radicals polars del lípids
de membrana i de les proteïnes integrals.
- Proteïnes ancorades. Algunes proteïnes perifèriques poden estar ancorades a lípids, i
d’altres, perifèriques o integrals, ancorades al cirtoesquelet per fixar-lo. Aquestes proteïnes
romanen immòbils i marquen determinades zones.
El glicocàlix
És el conjunt de cadenes oligosacàrids pertanyents als glicolípíds i les glicoproteïnes de la
membrana cel·lular. Es a la cara externa de la membrana plasmàtica de moltes cèl.lules animals.
Propietats de la membrana plasmàtica
La membrana presenta dues propietats derivades de la seva composició:
Estructura dinàmica. La membrana actua com una estructura dinámica en la qual les molècules que
la componen es desplacen lateralment. Això permet que la membrana pugui autoreparar-se
(autotancament) si sofreix una ruptura o fusionar-se amb qualsevol altra membrana.
Estructura asimètrica. La membrana plasmàtica és una estructura asimétrica que només té
glicolípids i glicoproteïnes (glicocàlix) a la cara externa de les cèl.lules animals. Les proteïnes de la
membrana també es distribueixen de manera heterogènia, ja que algunes únicament es disposen a
la superfície externa, mentre que d’altres són especifiques de la cara interna.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

1.2 FUNCIONS DE LA MEMBRANA PLASMÀTICA
La tasca més important de la membrana plasmàtica és mantenir estable el medi intracel·lular amb la
regulació del pas d’aigua, molècules i elements.
Funcions que depenen dels lípids
- Mantenir separat el medi extern del medi intern. La bicapa lipídica actua com una barrera
impermeable a tota mena de substàncies polars.
- Realitzar processos d’endocitosi i exocitosi, gràacies a l’acoblament de les bicapes lipídiques.
Funcions que depenen de les proteïnes
- Regular l’entrada i sortida de molècules.
- Regular l’entrada i sortida d’ions, això permet mantenir la diferència de potencial entre
l’exterior i l’interior. L’interior es manté carregat negativament respecte a l’exterior.
- Realitzar activitat enzimàtica, gràcies als enzims de la membrana.
- Constituir unions intracel.lulars. Algunes proteïnes de membrana s’uneixen a les proteïnes de
membrana d’altres cèl.lules veïnes.
- Constituir punts d’ancoratge per al citoesquelet intern i per a la matriu extracel.lular.
- Intervenir en la transducció de senyals. Certes proteïnes de la membrana, quan són activades
per una hormona, canvien la conformació i envien un senyal a l’interior de la cel.lula.
Funcions que depenen del glicocàlix
Fa diverses funcions, entre les quals destaca el reconeixement cel·lular. Les cadenes oligosacàrids
que hi ha a la cara externa de les membranes cel·lulars actuen com a senyals que han de ser reconeguts
per poder interrelacionar-se amb la cèl·lula que les posseeix.
Exemples:
- En la fecundació, els espermatòcits reconeixen els gàmetes femenins de la seva espècie.
- Molts virus i bacteris reconeixen les cèl·lules que infectaran quan s’uneixen prèviament als seus
receptors.
- Les cèl·lules similars es reconeixen per mitjà de receptors de membrana i s’adhereixen entre si
per formar teixits.
- Els receptors de membrana actuen com a antígens específics per a cada cèl·lula. Per això.
quan es produeixen trasplantaments, aquests receptors són reconeguts pel sistema immunitari de
la persona que rep l’òrgan com a molècules estranyes i, a causa d’això, es produeix el rebuig.
De manera general podem englobar aquestes funcions en tres grans apartats que s’expliquen a
continuació:
- Transport
- Recepció de senyals
- Contactes cel.lulars
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 5

6
2
EL TRANSPORT A TRAVÉS DE LA
MEMBRANA PLASMÀTICA
La bicapa lipidíca de la membrana actua com una barrera que separa dos medis aquosos: El medi
extern del citosol. Manté el medi intern amb una elevada concentració molecular, a més d’una
càrrega elèctrica interna de signe negatiu.
Les cèl·lules requereixen nutrients de l’exterior i també necessiten eliminar substàncies de rebuig
procedents del metabolisme. A més, han de mantenir el seu medi intern estable, amb la regulació de
la concentració interna, per a la qual cosa transporten, a través de la membrana, aigua i soluts.
La membrana presenta una permeabilitat selectiva, ja que permet el pas de petites molècules,
sempre que siguin lipòfiles, però regula el pas de molècules no lipòfiles. Hi ha dues modalitats de
transport: una de passiva, sense desgast d’energia. i una d’activa, amb consum d’energia.
2.1 EL TRANSPORT PASSIU
Es un procés espontani de difusió de substàncies a través de la membrana. Sempre es produeix a
favor del gradient, és a dir, del medi on n’hi ha més al medi on n’hí ha menys.
- Gradient de concentració. Les molècules, per simple difusió, passen des del medi on es
troben més concentrades cap al medi on la concentració és més baixa.
- Gradient elèctric. Generalment. el medi extern es positiu i negatiu el medi intern cel·lular. Per
simple difusió, els ions amb càrrega positiva entren a la cèl·lula i els ions negatius en surten.
La conjunció dels dos gradients origina el gradient electroquímic que facilita o redueix la difusió de
les molècules a través de la membrana.
Difusió simple
És el pas de petites molècules a favor del gradient electroquímic.
Les molècules no polars o liposolubles
travessen la membrana plasmàtica. Entre
aquestes molecules hi trobam gasos, com
ara l’O2 i el CO2, i algunes hormones
com per exemple els esteroides.
També poden passar per difusió simple
algunes molècules sense càrrega com
l’aigua, la glicerina o l’urea. Aquestes
molècules poden passar la bicapa a
través de porus, unes estructures
proteiques tubulars que travessen la
membrana (porines, aquaporines) i que
tenen els seus dos extrems sempre
oberts. Bona part de l’aigua que entra a la
cèl.lula ho fa a través de les aquaporines
Aquest transport és més ràpid com més petita sigui la mida de la molècula, com més gran sigui el
gradient de concentració o diferència de concentració entre els dos costats de la membrana, i com
més lipòfila o apolar sigui la substància que ha de travessar la bicapa lipidica.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

Difusió facilitada
És la difusió que es duu a terme gràcies a la intervenció de proteïnes intrínseques de membrana
Aquest pas sempre és a favor de gradient, sense despesa energètica. Són de dos tipus
- Proteïnes integrals de membrana o canals, que formen estructures tubulars plenes d’aigua
que travessen la membrana. El seu diàmetre, la seva forma i les càrregues de l’interior
determinen la seva selectivitat als diferents ions.
Els canals, a diferència dels porus, poden estar tancats i oberts. L’obertura i el tancament dels
canals estan regulats per factors físics (voltatge, tensió mecànica) o químics (ions,
neurotransmissors, fosforilació)
- Proteïnes transportadores de transmembrana, o permeases, que s’uneixen específicament a
la molècula que transporten i l’alliberen a l’altre costat de la membrana després d’haver
experimentat un canvi en la forma, per efecte d’aquesta unió.
Es diferencia de la difusió a través de canals en el fet que té una especificitat més gran, que
permet el transport de molècules més grans (com els aminoàcids. la glucosa i la sacarosa).
Els porus, els canals i els transportadors són estructures similars, però tenen cinètiques diferents .
Amb pes molecular i solubilitat lipídica semblant una substància sempre passa més ràpidament per
difusió facilitada que per difusió simple.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 7

2.2 EL TRANSPORT ACTIU
En aquest procés també actuen proteïnes de membrana, però requereixen energia, en forma
d’ATP, per transportar les molècules a l’altra banda de la membrana. Es produeix quan el transport
es fa en contra del gradient electroquímic. Es poden diferencia dues modalitats de transport actiu:
Transport actiu primari. El cas de la bomba de sodi-potasi
Aquest transport es basa en utilitzar directament proteïnes anomenades bombes. La més important
és la bomba de sodi-potasi. Aquesta bomba requereix una proteïna transmembranosa que bombi
Na+ cap a l’exterior de la membrana i K+ cap a l’interior.
Aquesta proteïna actua contra el gradient gràcies a que trenca l’ATP per obtenir l’energia necessària
per al transport. Amb cada ATP gastat introdueix 2 K+ cap a l’interior i treu 3 Na+ a l’exterior.
D’aquesta forma l’exterior de la membrana sempre resulta positiu respecte al medi intern, aquesta
diferència de potencial s’anomena potencial de membrana.
El funcionament d’aquesta bomba resulta fonamental per a la fisiologia animal, ja que:
- Manté un nivell baix de concentració intracel.lular de Na+.
- Regula la concentració de K+
intacel.lular i la osmolaridad i
regula el volum cel.lular.
- Proporciona un gradient de Na+
important per a l’intercanvi
d’altres ions (per exemple
sodi/hidrògen)
- Especialment important perque
genera el potencial de membrana
que en el cas de les neurones,
possibilitat la transmissió de
l’impuls nerviós.
Transport actiu secundari
Utilitza directament proteïnes anomenades cotransportadores o bescanviadores per a
desenvolupar un sistema de cotransport
Aquest transport utilitza els gradients generats en actiu primari per extreure o introduir altres
molècules o ions. En moltes cèl·lules, el gradient de concentració del Na+ generat per transport actiu
primari es pot emprar per transportar altres soluts contra gradient, com és el cas de la glucosa.
Els cotransportadors introdueixen un ió,
per exemple Na+, juntament amb
molècules o altres ions. Aquest tipus de
transport es diu simport
Els bescanviadors intercanvien ions, per
exemple Na+, per un altre ió que surt de la
cèl.lula. Aquest tipus de transport es diu
antiport
8
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

2.3 ENDOCITOSI I EXOCITOSI
Endocitosi
La cèl·lula no pot introduir al seu interior substàncies gaire grans (macromolècules, virus, bacteris,
etc.) sense fer malbé la membrana plasmàtica: per això presenta mecanismes basats en la formació
de vesícules membranoses a l’interior de les quals se situen les macromolècules.
Aquest procés s’inicia per mitjà d’un control de membrana que indueix la formació del sistema
reticular de clatrina, en un sector de la membrana. Es forma una xarxa de clatrina, una proteïna
filamentosa que indueix un relleu membranós, recobert per aquesta proteïna, per a formar la
vesícula. Posteriorment la clatrina abandona la vesícula per a tornar a la membrana plasmàtica
Els processos d’introducció de macromolècules a l’interior de vesícules reben el nom d’endocitosi
Per contra, l’expulsió de macromolècules transportades per vesícules al medi extern rep el nom
d’exocitosi.
L’endocitosi pot ser de tres típus:
- Fagocitosi, quan la cèl·lula ingereix partícules grans d’aliment, o fins i tot microorganismes, a
l’interior de grans vesícules o endosomes. Es forma una prolongació, pseudopodi, que envolta la
substància i forma una gran vesícula anomenada fagosoma. Els enzims del fagosomo
s’encarreguen després de digerir el material fagocitat. Així s’alimenten, per exemple, alguns
protoctistes i també els macròfags dels sitema immunitari fagociten bacteris.
- Pinocitosi, quan la cèl·lula ingereix líquids i substàncies dissoltes que emmagatzema en petites
vesícules.
.
- Endocitosi mediada per receptor. És ún procés altament específic. Els receptors de membrana
(proteïnes transmembranoses) agafan una determinada substància del líquid extracel.lular, el
lligand, que consisteix en una proteïna o molècula petita per a la qual existeix un receptor
determinat.
Així entra per exemple el colesterol empaquetat, al fetge, en vesícules lipoprotèiques que viatgen per
la sang. També hi entra, per exemple, el ferro transportat dins la sang per la transferrina.
Exocitosi
És el procés pel qual s’engloben macromolècules en vesícules dins del citoplasma, es transporten a
la superfície i s’alliberen a l’exterior per fusió de les vesícules a la membrana plasmàtica. D’aquesta
forma s’eliminen de la cèl·lula substàncies sintetitzades o de rebuig.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 9

10
3 ELS CONTACTES CEL.LULARS
Les unions de contacte cel·lular són necessàries per constituir teixits. Moltes vegades són generades
per substàncies intercel·lulars secretades per les mateixes cèl·lules, les anomenades membranes de
secreció, i d’altres són degudes a especialitzacions de la membrana plasmàtica. D’aquestes darreres
es distingeixen tres tipus:
• Les unions íntimes, impermeables, oclusives o hermètiques
Són unions que no deixen espai intercel·lular. Estan formades per molècules proteiques que
solden (cusen) les membranes plasmàtiques entre si (com si fos una “cremallera”) . Aquestes
unions estan reforçades per proteïnes filamentoses intracel·lulars. No permeten el pas de
substàncies a través de l’espai intercel·lular, ja que aquest no existeix; per això també
s ’ anomenen unions hermètiques o impermeables. Són als teixits epitelials.
• Els desmosomes o unions adherents:
Són unions puntuals que deixen un gran espai intercel·lular, d’uns 200 A Ancoren cèl·lules, però
sense impedir el pas de substàncies per l’espai intercel·lular. Aquestes unions presenten unes
estructures proteiques de forma discoïdal anomenades plaques, de les quals surten proteïnes
transmembranoses que s’uneixen fortament a les proteïnes procedents d’una placa de la cèl·lula
contigua. El desmosoma es troba unit al citosquelet per una xarxa de filaments de queratina.
• Les unions de comunicació o de tipus gap
Són unions que deixen un petit espai intercel·lular. Estan constituïdes per dos connectors. Un
connexó és un tub fi constituït per sis proteïnes transmembranoses que travessen la membrana
plasmàtica i s’uneixen a un altre connector de la cèl·lula contigua. Són unions de comunicació, ja
que, a més d’ancorar cèl·lules, posen en comunicació els seus citoplasmes.. Uneixen, per
exemple, cèl.lules del teixit muscular cardíac.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

4 COMUNICACIÓ CEL.LULAR
La informació que han d’integrar les cèl·lules prové tant de cèl·lules veïnes com del conjunt de
l’organisme, i es fa servir per posar en marxa nombrosos processos com ara la proliferació, la
diferenciació i la mort cel·lular, l’organització dels teixits, el metabolisme etc.
Els sistemes de comunicació són extraordinàriament complexos. S’assemblen a complicades xarxes
o circuits amb múltiples elements d’intersecció i control
4.1 MISSATGERS I RECEPTORS. MODALITATS DE COMUNICACIÓ
Missatgers
Els missatgers poden ser hormones, neurotransmissors o mediadors químics locals. Des del
punt de vista químic són molt variables i poden ser:
- Aminoàcids com ara l’adrenalina i la noradrenalina, que regulen la velocitat i la força del
batec del cor.
- Pèptids, com ara l’angiostensina, que controla la pressióa arterial i la insulina que regula el
metabolisme de la glucosa.
- Proteïnes, com ara les hormones gonadotròpiques, que regulen el cicle menstrual en les
dones i la funció de les gònades en els homes.
- Lípids, com ara els esteroides o les prostaglandines, que modules processos inflamatoris.
Receptors
Els receptors són proteïnes que actuen com a detectors i decodificadors del senyal que porta el
missatger i transforma aquest senyal en un senyal intracel.lular.
Els receptors han de dur a terme tasques de reconèixer els missatgers i de transformar aquest
reconeixement molecular en un canvi en la seva pròpia estructura o activitat per a modificar el
comportament cel·lular.
S’anomena transducció el conjunt d’etapes o processos concatenats pel qual una cèl.lula converteix
un senyal en una resposta específica.
Hi ha dos tipus de receptors, segons la naturalesa química del missatger
- Receptors intracel.lulars, per a
aquells missatgers prou petits i
hidrofòbics per poder travessar la
membrana.
- Receptors de membrana, que
detecten senyals extracel.lulars
hidrofílics o de gran mida que no
poden accedir a l’interior de la
cèl·lula. Acostumem a ser proteïnes
transmembrana, proteïnes que
travessen la membrana plasmàtica
amb una regió cap a l’exterior i una
altra cap a l’interior cel·lular.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 11

Modalitat de comunicació
Contactes cèl.lula cèl.lula
Algunes molècules missatgeres romanen unides a l’exterior de la
membrana de la cèl·lula que les produeix i, per taant, només
poden influir en cèl·lules que conectin directament amb aquesta
cèl·lula i que tenguin els receptors apropiats. Aquest tipus de
comunicació apareix per exemple per a la coordinació dels teixits
i òrgans durant el desenvolupament fetal o quan un glòbul blanc
reconeix la cèl·lula infectada i la fagocita.
Les cèl·lules contigues també es poden comunicar mitjançant
petits canals de comunicació, els gaps junctions, o unions de
fenedura que permeten l’intercanvi de petites substàncies.
Comunicació mitjançant missatgers
Destriam diferents modalitats
Senyalització paracrina. Moltes cèl·lules secreten missatgers al fluid extracel.lular i aquests
missatgers duen a terme la seva acció en cèl·lules properes.
Senyalització autocrina. A vegades la cèl·lula té receptors per als propis missatgers, com per
exemple les cèl·lules canceroses que promoven la seva pròpia proliferació.
Comunicació endòcrina. Mitjançant hormones que es transmeten d’unes cèl.lules a altres a través
de la sang.
Comunicació sinàptica de les neurones, en la qual intervenen neurotransmissors.
Missatgers des de dins
Són senyals que sorgeixen a l’interior de les cèl·lules, com per exemple en situacions de perill: ADN
malmès, falta d’oxigen... que desencadenen respostes que en molts casos interactuen amb sistemes
de senyalització cap a l’exterior de la cèl·lula.
4.2 TIPUS DE RECEPTORS DE MEMBRANA
Es distingeixen tres grans classes de receptors segons l’estratègia
de transducció de senyal
Receptors acoblats a canals iònics.
Són proteïnes de membrana que deixen passar ions només si el
missatger està present a la part extracel.lular. Actuen com a
comportes que s’obrin transitòriament deixant passar calci, sodi o
clorur (segons el receptor) a favor de gradient.
Receptors amb activitat enzimàtica pròpia.
Són proetïnes transmembranoses que presenten un lloc d’unió del
missatger situat a l’exterior de la cèl·lula i una zona amb activitat
enzimàtica (centre catalític) a l’interior. La unió del missatger
provoca canvis en el receptor que es tradueixen en l’estimulació de
la seva activitat catalítica.
12
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

Sovint aquests receptors són enzims anomenats cinases. La seva unió amb el missatger provoca la
fosforilació de la proteïna receptora i d’altres proteïnes cel.lulars, i modifiquen transitòriament la seva
funció.
Receptors acoblats a proteïnes G
En aquests tipus de receptors hi participen tres proteïnes
diferents:
- El receptor, que en aquest cas és una proteïna
“serpentina” que travessa la membrana set
vegades.
- Les proteïnes G, proteïnes transductores situades
a la cara interna de la membrana plasmàtica.
- Una altra proteïna efectora o amplificadora.
La proteïna G serveix d’enllaç entre les proteïnes
receptores de membrana i la proteïna efectora. Quan
arriba un senyal, el receptor s’uneix al missatger, fet que
provoca un canvi de forma en el lloc d’unió de la proteïna
G, que permet que aquesta proteïna s’acobli amb el
receptor.
Els segons missatgers
Alguns receptors enzimàtics i la majoria dels receptors acoblats a proteïna G, necessiten fer servir
certes molècules per transmetre el missatge a l’interior cel·lular. Es tracta de petites molècules
anomenades segons missatgers i que tenen com a missió modificar la funció de determinades
proteïnes a les quals s’uneixen i en les quals provoquen un canvi de configuració. Els segons
missatgers més freqüents són l’AMPc (monofosfat d’adenosina cíclic) i l’ió calci.
Els segons missatgers, ja des de dins la cèl·lula modifiquen l’activitat, la localització o les interaccions
entre proteïnes cel·lulars (i d’aquesta manera controlen, per exemple, el metabolisme o la funció del
citoesquelet). També regulen l’expressió gènica, es a dir, viatgen fins al nucli cèl·lular i ordenen que
gens determinats s’expressin o deixin d’expressar-se, amb la qual cosa promouen una respost
cel·lular específica i integrada.
Alguns exemples de respostes
provocades per segons missatgers són:
- La secreció de substàncies.
- La contracció. Amb la regulació de
miofibrilles d’actina i miosina, es
promou la contracció de la
musculatura.
- La migració cel.lular d’organismes
unicel.lulars
- La proliferació i diferenciació
cel.lular.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 13

Amplificació de senyal. Cascada de proteïnes
La concentració molecular dels segons missatgers
és molt baixa, per la qual cosa per a augmentarne
l’efecte, cada molècula incideix sobre un gran
nombre d’altres molècules simultàniament, de
manera que la seva acció augmenta
exponencialment.
Per això els sistemes de senyalització cel.lular
estan organitzat en cascada, en els qual es
distingeixen diverses etapes: detecció,
transformació, amplificació i disseminació del
senyal.
4.3 ACTIVACIÓ I DESACTIVACIÓ DE PROTEÏNES
INTRACEL.LULARS
Perquè els sistemes siguin eficaços han de funcionar de manera transitòria i controlada, per tal que
només persistixi el senyal mentre ho faci el missatger.
Les estratègies principals per activar i desactivar la propagació i transferència dels senyals
intracel.lulars són fonamentalment dues: la utilització de les proteïnes G i la fosforilació i
desfosforilació de proteïnes.
Les proteïnes G
Les proteïnes G actuen com a
interruptors moleculars que es poden
activar transitòriament.
Aquestes proteïnes es poden trobar en
dues conformacions espacials
diferents: una forma inactiva i una
forma activa, capaç d’unir-se amb
altres proteïnes cel.lulars anomenades
efectores. Aquesta activació és
transitòria, ja que aquestes proteïnes
són GTPases, és a dir, al cap d’un
breu temps destrueixen el GTP i el
tornen a transformar en GDP, d’aquest
amanera torna al seu estat inactiu.
La proteïna G en el seu estat actiu, en
interaccionar amb efectors com ara
l’adenilat ciclasa, modifica
paràmetres intracel.lulars que
disseminen el senyal intracel.lular.
Només si hi continua havent missatger
a l’exterior de la cèl·lula es repetirà el
cicle d’activació i desactivació.
14
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

Molts altres processos cel·lulars utilitzen un altre tipus de proteïnes G, anomenades monomèriques,
com ara la família de les proteïnes Ras o Rho, per controlar un gran nombre d’aspectes de
proliferació, diferenciació, morfologia del citoesquelet o trànsit vesicular.
Fosforilació i desfosforilació
Una altra estratègia fonamental és la
utilització de processos de fosforilació i
desfosforilació de proteïnes, que poden
midificar de manera reversible l’activitat
de moltes proteïnes cel.lulars.
Les reaccions de fosforilació o activació
les realitzen uns enzims anomenats
cinases, mentre que les de
desfosforilació les porten a terme enzims
fosfatases. La utilització conjunta de
cinases i fosfatases també permet
disposar d’un altre tipus d’interruptors
moleculars, que encenen o apaguen
funcions cel·lulars.
La introducció d’un grup fosfat per la cinasa, o la seva desaparició per una fosfatasa, en una serina,
una treonina o una tirosina que formi part d’una proteïna, pot modificar la conformació, l’activitat o la
localització d’aquesta proteïna. La fosforilació i desfosforilació provocada per la proteïna-cinasa i per
la proteÏna-fosfatasa pot modificar la funció d’una proteïna de diverses formes; per exemple,
augmentant o disminuint la seva activitat biològica, facilitant o inhibint el seu trànsit entre
compartiments subcel.lulars o incidint o trencant interaccions proteïna-proteïna.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 15

16
5 LES MEMBRANES DE SECRECIÓ
Són capes compostes per substàncies produïdes per la cèl·lula que, quan són secretades, es
dipositen a la superfície externa de la membrana plasmàtica. Moltes cèl·lules animals, que formen
teixits, tenen una membrana de secreció anomenada matriu extracel.lular que uneix les cèl·lules.
Les cèl·lules vegetals tenen una paret cel·lular rígida formada per cel·lulosa.
5.1 LA MATRIU EXTRACEL.LULAR (en cèl.lules animals)
La matriu extracel.lular és un producte de secreció cel·lular que acumula molècules sintetitzades per
aquesta. Es troba entre les cèl·lules deIs teixits animals actua com a nexe d’unió i, omple espais
intercel·lulars, dóna consistència a teixits i òrgans, i condiciona la forma, el desenvolupament i la
proliferació de les cèl·lules que engloba la matriu.
Estructura de la matriu extracel.lular
La matriu està composta per una fina xarxa de fibres proteiques (col.lagen, elastina i fibronectina)
immerses en una estructura gelatinosa de glicoproteïnes hidratades, la substància fonamental
amorfa.
• El col·lagen és el component principal, es tracta d’una proteïna fibrosa formada per tres
cadenes espirals sobre si mateixes. Proporciona estructura, resistència a la ruptura i
consistència a la matriu.
• L’elastina és una proteïna fibrosa que es comporta com una goma en cas de tracció. Proporciona
elasticitat a la matriu.
• La fibronectina és una glicoproteïna que forma una trama fibrosa amb funció adherent. Proporciona
adhesió entre cèl·lules, i entre cèl·lules i fibres de col·lagen.
• La substància fonamental amorfa està construïda per àcid hialurònic, proteïnes filamentoses i
cadenes glucídiques anomenades glicosaminoglicans. Aquestes estructures són molt
hidròfiles i retenen molta aigua, cosa que proporciona a la matriu una gran resistència davant de
la compressió, permet la migració cel·lular a través seu i la filtració selectiva d’aquestes
molècules.
La matriu extracel.lular és especialment abundant en els teixits connectius, com el conjuntiu i
el cartilaginós. Pot acumular dipòsits de fosfat càlcic, i així originar el teixit ossi; quitina, i donar
lloc a l’exosquelet d’artròpodes, i sílice, com s’esdevé en les esponges silícies.
Funció de la matriu cel.lular
- Manté unides les cèl·lules que formen teixits, i els teixits, que formen òrgans.
- Dóna consistència, elasticitat i resistència a la compressió i a la tracció d’aquests teixits.
- Permet la difusió de substàncies, la migració de cèl·lules i influeix en la disposició en
l’espai de les cèl·lules englobades.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

5.2 LA PARET CEL.LULAR (en cèl.lules vegetals)
La paret cel·lular és una coberta gruixuda i rígida que envolta les cèl·lules vegetals. El component
més abundant i característic és la cel·lulosa. La secreta la cèl·lula i es disposa formant capes
successives. Constitueix un exosquelet que perdura després de la mort de la cèl·lula, i això serveix a
moltes plantes com a teixit de sustentació, fet que els permet assolir una gran alçaria
Estructura de la paret cel·lular
La paret cel·lular està formada per una xarxa de fibres de cel·lulosa i una matriu, formada per
aigua, sals minerals, hemicel.lulosa i pectina (substància amb una gran capacitat per retenir l’aigua).
La matriu es pot impregnar de lignina, suberina, cutina, tanins i substàncies minerals, com el
carbonat càlcic i la sílice.
• La lignina confereix rigidesa a la paret cel·lular És molt abundant en teixits esquelètics com el
teixit conductor llenyós que genera el tronc dels arbres.
• La suberina i la cutina impermeabilitzen les parets de les cèl·lules que formen els teixits protectors.
Així, la suberina es troba a l’escorça (súber) dels arbres, i la cutina, a l’epidermis de les
fulles i les tiges.
• El carbonat càlcic i la sílice (mineralització) donen rigidesa a l’epidermis de moltes fulles.
Capes
Làmina mitjana. És la primera capa que es forma i queda davant les parets primàries de les cèl.lules
veïnes. Té consistència gelatinosa degut a la pectina. Quan les cèl.lules del xilema moren la làmina
mitjana s’impregna de lignina.
Paret primària. És la segona capa que es genera. Es prima, flexible i elàstica. Està formada pel
reticle microfibliar de cel.lulosa fonamentat per polisacàrids i glicoproteïnes.
Paret secundària. És la darrera que se forma. Perdura després de la mort de la cèl.lula. Serveix com
a teixit de suport.Conté major densitat de cel.lulosa i presència de lignina (xilema), ceres i cutina (feix
de fulles) o suberina (suro)
Plasmodesmes i porus.
L’intercanvi de soluts i aigua entre les cèl.lules es du a terme a través de:
Plasmodesmes: Orificis, semblants a cordons que formen comunicacions citoplasmàtiques entre
cèl.lula i cel.lula filla quan es forma la làmina mitjana.
Porus: Cavitats de la paret
secundària entre cèl.lules veïnes.
Funció de la paret cel.lular
La paret cel·lular dóna forma i
rigidesa a la cèl·lula i n’impedeix la
ruptura. La cèl·lula vegetal conté dins
el citoplasma una elevada
concentració de soluts que, a causa
de la pressió osmòtica, originen un
corrent d’aigua cap a l’interior
cel·lular. Si no fos per la paret
cel·lular, la cèl·lula s’inflaria i al final
es trencaria.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 17

QÜESTIONS
QÜESTIONS
QÜESTIONS
18
ACTIVITATS.
ACTIVITATS.
Tema Tema 7: 7: Les Les Les membranes membranes membranes cel.lulars
cel.lulars
1. Quin tipus de transport a través de membrana tenen ls següents molècules:
a) Molècules apolars com l’O2 i el N2
b) Molècules petites polars però sense càrrega com H2O, CO2 o glicerol
c) Cations com K + i Na+
d) Anions com Cl -
e) Molècules grans com proteïnes
2. Descriu com actua la bomba de sodi potasi
3. Quina diferència hi ha entre els contraportadors i els bescanviadors?
4. Indica les semblances i les diferències entre la paret cel.lular i la matriu cel.lular.
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau

TEST
TEST
1 La membrana plasmàtica fa uns 125 angstroms de gruix
2 La bicapa lipídica esta formada per fosfolípids, colesterol i glicolípids. Els
glicolípids són els més abundants
3 El colesterol disminueix la fluïdesa de la monocapa lipídica i manté l’estabilitat.
4 Les proteïnes extrínseques travessen la bicapa lipídica
5 Les proteïnes integrals es troben total o parcialment col.locades dins la bicapa
lipídica.
6 La membrana plasmàtica presenta una estructura rígida i fixa
7 El glucocàlix apareix en ambdues cares de la membrana plasmàtica
8 La bicapa lipídica de la membrana actua com a barrera impermeable per a les
substàncies polars
9 El glucocàlix actua en el reconeixement cel lular
10 El transport actiu implica despesa d’energia
11 La difusió simple és una modalitat de transport actiu
12 La difusió facilitada és una modalitat de transport passiu
13 Les permeases són proteïnes transmembranoses que permeten el transport de
petites molècules a través de difusió facilitada.
14 El transport actiu no implica despesa energètica
15 L’endocitosi és el procés d’introducció de grans molècules a l’interior de la cèl.lula
mitjançant vesícules
16 La pinocitosi s’aplica a la ingestió de líquids per part de la cèl lula
17 Els teixits connectius presenten abundant matriu extracel.lular
18 Les cèl lules animals poden presentar paret cel lular
19 La cel lulosa és el component més abundant de la matriu extracel.lular
20 La lignina dóna rigidesa a la paret cel lular
21 La suberina és un dels components de la matriu extracel.lular
22 La bomba de sodi potasi és un exemple de transport passiu
COMPLETA
COMPLETA
1 Nom de les proteïnes que es troben total o parcialment
col.locades dins la bicapa lipídica de la membrana
plasmàtica
2 Proteïnes que travessen la bicapa lipídica de la membrana
3 Proteïnes adosades a la bicapa lípídica
4 Unió entre cèl.lules, de tipus puntual, que deixa un gran
espai intecel.lular
5 Unió que no deixa espai intercel.lular
6 Procés espontani de difusió de substàncies a través de la
membrana
7 procés d’introducció de grans molècules a l’interior de la
cèl.lula mitjançant vesícules
8 Producte de secreció cel.lular que acumul.la molècules
sintetitzades per la pròpia cèl.lula que actua com a nexe
d’unió entre cèl.lules animals
9 Component més abundant de la paret cel.lular
10 Medi intern del citoplasma, format per aigua i gran
quantitat de mol.lècules en disporsió coloïdal
IES Guillem Cifre de Colonya. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 19