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Membrana plasmática
En la composición química de la membrana entra n a formar parte lípidos, proteínas y^ glúci dos. Los lípidos forman una doble capa y las
proteínas se disponen de una forma irregular y asimétrica entre ellos. Estos componentes presentan movilidad, lo que confiere a la membrana un elevado grado de fluidez.
Por el aspecto y comportamiento el modelo de membrana se denomina "modelo de mosaico fluído "
La membrana citoplasmática o plasmática es una estructura laminar que envuelve el citoplasma de todas y cada una de las células, además de los orgánulos. Es una bicapa lípidica que sirve de " contenedor " para los componentes de la célula, así como^ protección mecánica. Esta barrera presenta una permeabilidad selectiva, lo cual le permite "seleccionar" las moléculas que entran y salen de la célula. Tiene un grosor aproximado de 75 Å (1A°= 1 X 10-10^ m).^ Vista al microscopio electrónico presenta entre dos capas oscuras una central más clara.
Estructura de las Membranas
La membrana plasmática está compuesta por proteínas , lípidos y glúcidos , cuyas masas guardan proporciones aproximadas de 50%, 40% y 10% respectivamente. Las moléculas más numerosas son las de lípidos, ya que se cree que por cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las proteínas, debido a su mayor tamaño, representan cerca del 50% de la masa de la membrana. Los lípidos de la membrana son anfipáticos. Esto quiere decir que presentan un lado hidrófilo (cargado) y un lado lipófilo (sin carga). De entre los lípidos, los más importantes son los fosfolípidos y esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides. Estos últimos no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas.
La integración de los datos químicos, físico-químicos y las diversas técnicas de microscopía llevó al actual modelo de " Mosaico fluido " (Singer
S.J., and Nicolson, G.L. (1972) Science. Según este modelo del mosaico fluido, que ha tenido gran aceptación, las membranas constan de una bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en la cual están inmersas diversas proteínas.
La bicapa lipídica ha sido establecida como la base universal de la estructura de la membrana celular.
Membranas celulares de neuronas opuestas. Dennis Kunkel © (m.e., 436.740x.)
La microscopía electrónica mostró a la membrana plasmática como una
estructura de tres capas, dos de ellas externas y densas, y una clara en el medio.
Esquema del modelo fluido de membrana
1.Bicapa de fosfolípidos 2.Lado externo de la membrana 3.Lado interno de la membrana 4.Proteína intrínseca de la membrana 5.Proteína canal iónico de la membrana 6.Glicoproteína
7.Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa 7.Moléculas de colesterol 8.Cadenas de carbohidratos 9.Glicolípidos 10.Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido 11.Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido
Composición
Su modelo estructural es conocido como mosaico fluido y consiste en una bicapa lipídica complementada con diversos tipos de proteínas. La estructura básica se mantiene unida mediante uniones no covalentes.
Las proteínas^ de la membrana plasmática se pueden clasificar según
cómo se dispongan en la bicapa lipídica:
- Proteínas integrales : Embebidas en la bicapa lipídica, suelen atravesar la membrana una o varias veces.
- Proteínas periféricas : A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana.
En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana, las proteínas realizan funciones específicas y podemos clasificarlas según su función en:
- Estructurales : estas proteínas hacen de "eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz extracelular.
- Receptores de membrana : que se encargan de la recepción y transducción de señales químicas.
- Transportadoras a través de membrana : mantienen un gradiente electroquímico mediante el transporte de diversos iones. Estas a su vez pueden ser: - (^) Proteínas transportadoras : Son enzimas con centros de reacción que sufren cambios conformacionales. - Proteínas de canal : Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.
La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa
dos medios acuosos , el medio donde vive la célula y el medio interno celular.
Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno estable. La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula el paso de moléculas no lipófilas.
El paso a través de la membrana posee dos modalidades: Uno pasivo , sin gasto de energía, y otro^ activo , con consumo de energía.
- El transporte pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente , es decir, de donde hay más hacia el medio donde hay menos. Este transporte puede darse por:
1.)A Difusión simple. Es el paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través de canales proteícos.
1.)A..1 Difusión simple a través de la bicapa (1). Así entran moléculas lipídicas como las hormonas esteroideas , anestésicos como el éter y fármacos liposolubles. Y sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico.
Algunas moléculas polares de muy pequeño tamaño, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también atraviesan la membrana por difusión simple. La difusión del agua recibe el nombre de ósmosis.
1.)A..
Difusión simple a través de canales (2). Se realiza mediante las denominadas proteínas de canal. Así entran iones como el Na +, K+^ , Ca2+^ , Cl -^. Las proteínas de canal son proteínas con un orificio o canal interno, cuya apertura está regulada, por ejemplo por ligando , como ocurre con neurotransmisores u hormonas , que se unen a una determinada región, el receptor de la proteína de canal, que sufre una transformación estructural que induce la apertura del canal.
1.)B Difusión facilitada (3). Permite el transporte de pequeñas moléculas polares , como los aminoácidos , monosacáridos , etc, que al no poder, que al no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.
- El transporte activo (4). En este proceso también actúan proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en forma de ATP , para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce
