La membrana celular es una barrera que controla selectivamente el intercambio entre células y sus alrededores. Es un mosaico formado por diferentes tipos de lípidos y proteínas.
- Funciones
- Estructura
- Modelo de mosaico fluido
- Fluidez de la membrana plasmática
- Tipos y funciones de las proteínas de membrana
- Resumen
Funciones
- Aislar el contenido de la célula (y de los organelos) de los alrededores
- Regular el intercambio de moléculas
- Permitir la comunicación entre células
- Formar uniones entre células
- Permitir diferentes funciones bioquímicas
Estructura
Composición química
- Fosfolípidos: Componen la bicapa lipídica fluida
- Colesterol y fitosteroles: Proporcionan rigidez
- Proteínas:
- Periféricas: Se encuentran en una de las dos superficies
- Integrales: Abarcan toda la bicapa fosfolipídica
- Oligosacáridos: glicoproteínas - glucolípidos
Modelo de mosaico fluido
Describe la organización de las membranas celulares. Según este modelo, la membrana de la célula es un mosaico que tiene composición mixta, principalmente de fosfolípidos, esteroides, proteínas y otras moléculas dispersas entre ellos. La parte fluida del modelo se refiere al comportamiento del fosfolípido de las membranas, los cuales permanecen organizados como bicapa, pero también se mueven hacia los lados, giran sobre su eje más largo y sus colas se mueven.
- La membrana está formada por una bicapa fluida de fosfolípidos
- Las proteínas se encuentran insertadas parcialmente o totalmente en la bicapa fosfolipídica
- La distribución de las proteínas es variable y depende del tipo de célula u organelo celular
Visto de forma estructural tenemos que:
- Receptores de células B que ayudan al cuerpo a eliminar las toxinas y agentes infecciosos como las bacterias.
- Las moléculas MHC identifican a las células como pertenecientes al propio cuerpo.
- Los transportadores de glucosa se enlazan con la glucosa del exterior y la liberan al interior de la membrana plasmática.
- Las ATP sintasas fabrican ATP cuando fluye \(H^+\) a través de su interior.
- Las bombas de calcio desplazan iones de calcio a través de la membrana que requiere energía del ATP.
Fluidez de la membrana plasmática
Actualmente sabemos que algunas proteínas permanecen en su sitio, como las que se agrupan formando poros rígidos. Los filamentos protéicos del citoesqueleto mantienen a éstas y otras proteínas en su lugar.
- La fluidez depende de la composición lipídica
- Las colas hidrófobas oscilan, las células son flexibles
- Las proteínas se mueven (si no están ancladas al citoesqueleto)
Tipos y funciones de las proteínas de membrana
Las proteínas de membrana se clasifican en dos grupos, dependiendo de la manera en que se asocien con la membrana. Las proteínas integrales de membranas están enlazadas permanentemente con una bicapa de lípidos. Algunas tienen dominios transmembranales. Las proteínas periféricas de membrana se unen temporalmente a una de las superficies de la bicapa a través de interacciones con lípidos u otras proteínas.
- Proteínas transportadoras
- Canales
- Carriers
- Proteínas receptoras
- Proteínas de unión
- Enzimas
- Glicoproteínas (señalización, reconocimiento)
Proteínas de adhesión
- Función: Unión de las células entre sí y con la matriz extracelular. Ocurre únicamente sobre las membranas plasmáticas.
- Unión de membrana: Integral
- Ejemplo: Las caderinas forman parte de las uniones adherentes entre las células
Enzimas
- Función: Acelera una reacción específica.
- Unión con la membrana: Integral o periférica
- Ejemplo: La enzima monoamínoxidasa de las membranas mitocondriales. Cataliza la reacción de hidrólisis por la que se retira un grupo amoniaco (\(NH_3\)) de los aminoácidos.
Proteínas receptoras
- Función Constituye un puente entre moléculas señalizadoras.
- Unión con la membrana: Integral o periférica
- Ejemplo: Los receptores de células B (unicamente fabricada por leucocitos, linfocitos B) son anticuerpos enlazados con la membrana. Estos receptores son vitales para la respuesta inmune.
Proteína de reconocimiento
- Función Identificador del tipo de célula, individuo o la especie.
- Unión con membrana: Integral
- Ejemplo: Las moléculas MHC permiten que los leucocitos llamados linfocitos T identifiquen a una célula como no perteneciente al ser o perteneciente al ser
Transportador pasivo
- Función: Transporte de moléculas o iones. No requiere energía.
- Unión con la membrana: Integral
- Ejemplo: Transportador de glucosa. Cuando la glucosa se une con este transportador, la proteínas cambia de conformación y libera la glucosa al otro lado de la membrana.
Transporte activo
- Función: Transporte de moléculas o iones. Usa energía (generalmente ATP).
- Unión con la membrana: Integral
- Ejemplo: La bomba de calcio, emplea ATP para bombear iones calcio a través de la membrana.
Proteínas portadoras o carriers
- Función: Realizan el transporte de azucares y aminoácidos
Una función no excluye a otra
Glicoproteínas
- Proteínas de reconocimiento celular
- Contienen oligosacáridos
- Pueden ser:
- Receptores
- Enzimas
- Factores de crecimiento
- Hormonas
- Anticuerpos
- Determinan los grupos sanguíneos
Resumen
- La membrana celular es una barrera que controla selectivamente el intercambio entre las células y sus alrededores. Es un mosaico formado por diferentes tipos de lípidos y proteínas
- El fundamento de toda membrana celular es la bicapa de lípidos: dos capas de fosfolípidos con las colas de emparedado entre las cabezas
- Diversas proteínas de membrana dan funcionalidad a la bicapa de lípidos
- La membrana plasmática, en particular de las especies multicelulares, tienen receptores y otras proteínas con funciones de autorreconocimiento, adhesión y metabolismo
- Todas las membranas celulares tienen transportadores que ayudan de manera pasiva o activa a iones y moléculas específicas a atravesar la bicapa de lípidos.