Membrana celular: estructura y función

El modelo de Mosaico Fluido, es el modelo con el que describimos la estructura de las membranas celulares, fue propuesto por S. Jonathan Singer y Garth L. Nicolson.

Modelo del Mosaico Fluido

Membrana celular

¿Qué tan delgada es una membrana celular? Es de entre 6 a 8 nm, para que te des una idea, necesitarías aproximadamente 8 mil membranas plasmáticas apiladas para lograr el grosor de la hoja de tu libro de biología. Hoy vamos a hablar de la membrana celular, Acompáñame y aprendamos juntos.

La célula necesita que la membrana celular la delimite, la comunique con el ambiente fuera de ella y regule la entrada y salida de materiales, pero dicha membrana debe tener ciertas cualidades estructurales que le permitan cumplir con todo esto, entonces ¿Cuál es la estructura de la membrana celular? ¿Cómo se realizan sus funciones? 

 Todas las células, tanto eucariotas como procariotas, tienen una membrana celular y aunque la estructura particular varía, de manera general está compuesta por lípidos, proteínas y carbohidratos.  

MODELO MOSAICO FLUIDO 

Consiste en una bicapa de fosfolípidos, acomodados “cola con cola”. Y que también contiene proteínas, carbohidratos y colesterol, y es debido a esta variedad que precisamente recibe el nombre de Mosaico.

 

FOSFOLÍPIDOS 

Estructura de los fosfolípidos

Para describir el modelo debemos enfocarnos primero en la molécula llamada fosfolípido. Es una molécula anfipática, es decir que tiene una región Polar y otra no polar. La región polar es hidrófila, y otra no polar que es hidrófoba. 

La molécula de agua es polary por ello fácilmente forma interacciones electrostáticas (basadas en cargas) con las cabezas de fosfolípidos.

Las colas de ácido graso de los fosfolípidos interactúan con otras moléculas no polares, pero interactúan poco con el agua.

 

Esto representa una característica que en el ámbito biológico es muy importante, pues debido a ella existen las membranas plasmáticas. ¿Por qué? Te explico con un vaso de agua. Los fosfolípidos no se disuelven en agua, tienden a organizarse con sus colas hidrófobas hacia el interior y con sus cabezas hidrófilas hacia fuera y pueden formar micelas o bicapas lipídicas.

·      Las micelas son gotitas formadas por las cabezas hidrófilas se orientan hacia el agua y las colas hidrófobas se juntan, alejándose del agua.

·      Las bicapas se construyen cuando se alinean los fosfolípidos, quedando las colas hidrófobas encontradas entre sí, digamos “enfrentadas” unas con otras, creando un liposoma.

Con estos arreglos se forma una barrera que es polar en sus superficies y no polar en el interior. Esto será de gran importancia en el transporte celular, dando paso a una característica clave de la membrana celular:

 

Permeabilidad selectiva: 

Recordemos que Los fosfolípidos anfipáticos: tienen regiones hidrófilas (corazon agua) e hidrófobas (x el agua). La región hidrofóbico de la membrana facilita a que algunos materiales la atraviesen, mientras que bloquea el paso de otros. Las moléculas pequeñas y no polares, atraviesan rápidamente las bicapas y las grandes y polares, la cruzan muy lentamente o de plano no las cruzan, es decir que aunque sea lo suficientemente pequeño para colarse por la membrana, su carga no se los permite. Existen mecanismos que permiten este flujo a través de la membrana a través de los núcleos hidrófobos, y los veremos en el video de transporte celular.

 

POR QUÉ ES FLUIDO

Se dice que es un mosaico fluido por que los fosfolípidos no son estáticos ise pueden mover!. Se mueven lateralmente todo el tiempo, pero rara vez se dan vuelta al otro lado o en flip flop

 

COLESTEROL

Se encuentra entre los fosfolípidos en células animales, tiene acción sobre la fluidez de la membrana. Con temperaturas cálidas, como los 37 grados, restringe el movimiento de los fosfolípidos. Es un amortiguador que compensa las modificaciones de la fluidez que son causadas por los cambios en temperatura.

 

 

CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos pueden estar unidos a una proteína y formarán glucoproteínas, o estar unidos a lípidos y recibir el nombre de glucolípido

Ambos sirven como identificadores que se proyectan fuera de su superficie, y tienen estructuras distintivas que identifican el tipo de célula. 

El sistema inmunitario usa de referencia los marcadores celulares distintivos para diferenciar a las células de tu cuerpo de las que no lo son, como las bacterias. También Los cuatro tipos sanguíneos humanos, conocidos como A, B, AB y O se clasifican con ayuda de identificadores presentes en la membrana celular de los glóbulos rojos.

 

PROTEÍNAS,

En la membrana, de manera general, encontraremos dos tipos de proteínas:

·      Proteínas integrales; están embebidas en la bicapa lipídica, penetrando hasta la región hidrófoba de la membrana, algunas incluso atraviesan por completo la membrana y reciben el nombre de o transmembrana.  Tienen regiones hidrófobas e hidrófilas, lo que permite precisamente este acomodo. Están relacionadas con el transporte celular, por ejemplo en el caso de la glucosa, se trata de una molécula muy grande y que además es polar, y que de otra manera no podría ingresar a la célula.

·      Proteínas periféricas: están unidas a las superficies, interna o externa, de la membrana o incluso pueden estar unidas a la parte expuesta de las proteínas integrales. Tienen funciones relacionadas con Actividad enzimática, Adherencia al citoesqueleto y matriz extracelular

 

Otras de las funciones de las proteínas de membrana son:

·      Transducción de señales

·      Reconocimiento intercelular

·      Y Uniones intercelulares

 

Fuentes: *Biggs, A., Hagins, W., Holliday, W., Kapicka, C., Lundgreen, L., MacKenzie, A., Rogers, W., Sewer, M. y Zike D. (2007). Biología. Ed. McGraw-Hill. Interamericana Eds., México. *Freeman, S. 2009. Biología. Ed. Pearson Educación. España. *Solomon, E., Berg, L. y Martin D. (2013). Biología, Novena edición. Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.