BIOLOGIA DE LA MEMBRANA CELULAR (JUAN VALENCIA)

La membrana plasmática de la célula es una estructura altamente diferenciada. Cada tipo de célula tiene, en su membrana externa, proteínas específicas que le ayudan a controlar el medio intracelular y que interaccionan con señales específicas de su entorno

Es un filtro, altamente selectivo, que controla la entrada de nutrientes y la salida de los productos residuales y, además, genera diferencias en la concentración de iones entre el interior y el exterior de la célula.

Las moléculas lipídicas están dispuestas en forma de una doble capa continua de 4-5 mm de grosor. Esta bicapa lipídica constituye la estructura básica de la membrana y actúa de barrera relativamente impermeable al flujo de la mayoría de moléculas hidrosolubles.

Algunas sirven para el transporte de moléculas específicas hacia el interior y el exterior de la célula; otras son enzimas que catalizan reacciones asociadas a la membrana. La mayoría de sus moléculas lipídicas y proteicas pueden desplazarse con rapidez por el plano de la membrana. Además, las membranas son estructuras asimétricas.

Los tres tipos principales de lípidos de las membranas celulares son los fosfolípidos (los más abundantes), el colesterol y los glucolípidos. Los tres tipos son anfipáticos, es decir, tienen un extremo hidrofílico (polar o «que se siente atraído por el agua») y un extremo hidrofóbico (no polar o «que rehuye el agua» Aunque cada membrana contiene una mezcla muy compleja de lípidos, hay marcadas diferencias en las proporciones con que aparecen distintos tipos en diferentes membranas.

Otros podrían actuar como receptores, papel que se ha dado a ciertos glucolípidos en la unión de algunas toxinas y virus. La mayoría de los fosfolípidos y glucolípidos forman espontáneamente bicapas en un entorno acuoso

4° Las bicapas lipídicas funcionan como eficaces barreras de permeabilidad para los solutos polares, siendo capaces de mantener diferencias de concentración de estos solutos entre distintos compartimientos.

3° son estructuras estables, pero al mismo tiempo fluidas. Las uniones que puedan establecerse entre moléculas contiguas no impiden que estas se muevan con relativa libertad en el plano de la bicapa, la cual se comporta de hecho, como un líquido ordenado (cristal líquido) en vez de como un sólido.

1° Son estructuras no covalentes que se auto ensamblan espontáneamente y pueden crecer sin limitación. Pueden, por ello, alcanzar extensiones de tamaño celular.

2° las bicapas tienden a cerrarse sobre si mismas, formando compartimientos cerrados y eliminando así los bordes libres en los que las colas hidrofóbicas podrían estar en contacto con el agua. Por la misma razón, los compartimientos formados por bicapas se cierran o autor reparan con rapidez después de haber sido rotos.

La membrana plasmática normal posee aproximadamente un 50% de la masa total en forma de proteína. Las proteínas de la membrana pueden dividirse en periféricas e integrales.

La distinción se relaciona con el tipo de tratamiento requerido para su separación y extracción y tiene su fundamento en el grado de asociación de la proteína con la matriz lipídica.

Proteínas integrales: tienen uno o mas segmentos que interaccionan directamente con el núcleo hidrofóbico de la bicapa lipídica. La mayor parte de ellas atraviesan la bicapa y se denominan proteínas transmembranarias. Pueden extraerse únicamente por acción de detergentes, que desplazan los lípidos unidos a las cadenas laterales hidrofóbicas de la proteína. Se dividen en dos grupos: Las que atraviesan la bicapa una sola vez y las que atraviesan la bicapa varias veces.

Proteínas periféricas: se entrelazan a la membrana mediante interacciones polares las cuales pueden ser rotas por adición de sales o cambios en el pH. La mayoría están unidas a la superficie de las proteínas integrales.

La mayor parte de ellos están en forma de cadenas laterales de oligosacáridos, unidas a las proteínas de la membrana (glucoproteínas) o en menos proporción unidos a los lípidos (glucolípidos); la proporción de los mismos en la membrana plasmática oscila en un 2 y 10% de peso de la membrana.

No se conoce muy bien la función que cumplen en la membrana, algunos pueden ayudar a andar y orientar proteínas impidiendo que se deslicen hacia el citosol o oscilen en la bicapa. La posición al descubierto sobre la membrana de algunos oligosacáridos sugiere que pueden desempeñar papeles en los procesos de reconocimiento entre célula y célula.

La bicapa lipídica actúa como barrera altamente impermeable a la mayoría de moléculas polares, impidiendo así que la mayor parte del contenido hidrosoluble salga de ella.

Las células han tenido que desarrollar sistemas para transportar las moléculas polares a través de sus membranas, en el caso de moléculas pequeñas se consigue mediante proteínas transmembrana especializadas, cada una de las cuales es responsable de la transferencia de una molécula especifica o un grupo de moléculas afines.

Transporte pasivo: tipo de difusión en el que un ion o molécula atraviesa la membrana moviéndose a favor de los gradientes electroquímicos o de concentración, sin haber un gasto de energía metabólica.

Transporte activo: una fracción importante de energía disponible se emplea en mantener los gradientes de concentración de iones a través de la membrana plasmática y a través de compartimientos intracelulares.

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