Las membranas celulares protegen, sostienen y unen a las células, y seguramente has pensado que la delicada membrana celular por sí sola no puede hacerle frente a todos los desafíos del ambiente exterior de la célula. En efecto, la mayoría de las células tienen cubiertas adicionales que rodean a la membrana celular. Por ejemplo, en las células procariotes, las cubiertas de las células individuales o de los agregados de células interactúan con medios adversos, por lo que requieren de una protección adicional.

Pared celular

La pared celular en la célula vegetal es una zona límite en donde contacta el mundo exterior. Es una estructura dinámica cuya misión es:

• Proteger a la célula de daños mecánicos.
• Dar una forma definida.
• Mantener su balance osmótico.
• Limitar el movimiento celular.
• Limitar la entrada y salida de materiales.
• Participar en los procesos de crecimiento y desarrollo de la planta.
• Participar en los procesos de transpiración, secreción y absorción.
• Formar la madera.
• Mantener erguidas a las plantas.

Está constituida por polisacáridos, proteínas estructurales, enzimas y agua. Su composición química varía con la edad de la célula y con las funciones que realiza. Con el paso del tiempo, la pared se acumula y se hace más gruesa, lo cual le da rigidez, soporte y protección a las células.

Estudios microscópicos de la pared han permitido distinguir tres capas

• La lámina media, actúa como un cemento que une a las paredes celulares.
• La pared primaria, es una cubierta delgada, flexible y elástica que delimita a la célula en forma de caja, y su misión es evitar la pérdida de agua;
• La pared secundaria, se produce cuando la pared primaria finaliza su crecimiento celular.

A pesar del grosor de las paredes celulares, no aíslan totalmente unas células de otras. Para funcionar de manera coordinada como un tejido, las células deben tener uniones celulares, es decir, estructuras que las conecten entre sí como los plasmodesmos. Estas estructuras forman un sistema circulatorio y de comunicación que conecta las células en los tejidos vegetales. 

Para que las células vegetales alcancen su estado funcional y su individualidad, es necesario que se alarguen. El proceso expansivo se lleva a cabo por un mecanismo coordinado de degradación y síntesis de algunos de los componentes de la pared y la presión de turgencia , durante el crecimiento celular. Además, proporciona rigidez a los tejidos vegetales en la vida de la planta.

Todas las células tienen la misma presión osmótica con su medio, lo que las hace estar en un medio isotónico. Si una célula vegetal se sumerge en una solución hipotónica se hincha, es decir, se hace turgente porque el agua tiende a entrar a la célula. Si, por el contrario, la colocamos en una solución hipertónica se arruga, porque el agua tiende a salir de la célula y provoca plasmólisis: la membrana celular se separa de la pared.

Al igual que las plantas, la pared de las algas está formada por microfibrillas de celulosa, proteínas y sales minerales de carbonato, calcio o sílice que se depositan y entrelazan formando capas alrededor de la célula. Estas fibrillas participan en el plan arquitectónico de ensamblaje de la pared celular en maravillosas estructuras tridimensionales vivientes, como las diatomeas.

Como puedes ver, durante el desarrollo de una planta, las modificaciones de la pared son constantes, las proteínas participan en los procesos de relajación y expansión, así como en los cambios que generan paredes más rígidas. Además, varias enzimas han sido detectadas en la pared y desempeñan un papel en la defensa contra el ataque de  organismos patógenos y en la reparación de heridas y paredes dañadas.

Las bacterias poseen una pared celular de diferente grosor de proteínas y disacáridos enlazados transversalmente. Esta diferencia de grosor permite dividir a estos organismos en dos grupos: Gram negativas Gram negativas. En las bacterias Gram negativas la pared es muy delgada y se tiñe con safranina (color rosa), mientras que las Gram positivas la pared es gruesa, se tiñen con cristal violeta (color morado). Esta diferencia permite resaltar la forma y tamaño de la mayoría de las bacterias que tienen pared celular. Existe un grupo de bacterias carentes de pared celular llamado Tenericutes en las que no se aplica la Tinción de Gram.

Matriz extracelular

Por carecer de paredes rígidas, las células animales fabrican, en su lugar, matrices como las que se forman en los extremos de los huesos, fibras de colágeno y elastina. La matriz extracelular generalmente es una capa de glucoproteínas que ayuda a mantener juntas a las células, y su función es protección, comunicación y sostén.

Se ha demostrado que durante el desarrollo de un organismo, la interacción entre la matriz y la membrana celular es esencial para la migración y diferenciación celular. En este proceso, se han identificado diversos mecanismos que permiten a ciertas células encontrar el camino adecuado o bien, unirse a células apropiadas por medio de proteínas adhesivas.

En muchos tejidos animales, las células adyacentes se conectan entre sí de tres formas:

• Por uniones estrechas mantienen a las células juntas, formando una capa a prueba de filtraciones. Una capa de este tipo es la que cubre el tracto digestivo y previene que se filtre a los otros tejidos vecinos.
• Los desmosomas sujetan a las células entre sí o con la matriz extracelular.
• Las uniones de anclaje fijan a las células al citoesqueleto y permiten el paso de materiales por los espacios que quedan entre ellos.

Cápsula celular

En algunas bacterias, como las que causan enfermedades, existe una cubierta externa llamada cápsula, que rodea a la célula y la protege aún más. Además, la cápsula participa en la adhesión de las bacterias a cualquier superficie, incluyendo la de su huésped.

Se cree que la cápsula es como un disfraz que evita que el huésped la detecte. La cápsula la protege de los ataques del sistema inmunológico. Su constitución química es muy variada, pero siempre está formada de una sustancia pegajosa de diferente grosor, densidad y adherencia.

Autoevaluación

Indicaciones: Reforcemos el aprendizaje, resuelve el siguiente reto. Lee cada enunciado y completa con las palabras correctas.