MEMBRANA CELULAR

INTRODUCCIÓN

Para estudiar bien la membrana es necesario saber la composición molecular, todas las membranas biológicas independientemente de su origen, están constituidas por lípidos y proteínas. La mayor parte de ellas también poseen glúcidos unidos a las proteínas y a los lípidos. Las proporciones en que están presentes estos tres componentes en los diversos tipos de membranas varían enormemente.

La primera proposición de que las membranas celulares podrían contener una bicapa de lípidos la hicieron en 1925 dos científicos holandeses, E.GORTER y F.GRENDEL concluyeron que la membrana plasmática contenía una capa biomolecular de lípido, es decir, una bicapa lipídica. En 1935, DAVSON-DANIELLI propusieron que la membrana plasmática estaba compuesta por una bicapa de lípidos recubierta en ambas superficies, interna y externa, por una capa de proteínas globulares, también sostenían que la bicapa lipídica también estaba penetrada por poros recubiertos con proteína, que constituían conductos para que los solutos polares e iones entraran y salieran de la célula.

Posteriormente, en la década de 1960, Robertson propuso que la bicapa de fosfolípidos se encontraba cubierta en ambas caras por proteínas extendidas. Aunque ambos modelos resultaban muy originales, no permitían entender las propiedades características de las membranas que los estudios mostraban. En 1972 la estructura de la membrana celular es explicada por la teoría del mosaico fluido propuesta por Singer y Nicholson. Este modelo incluye proteínas periféricas e integrales y una bicapa de fosfolípidos .Además hay colesterol en la membrana de la célula animal. Es más, principalmente sus lípidos, experimentan movimientos laterales que brindan su fluidez.

En esta monografía daré a conocer la composición, estructura y patologías de la membrana celular.

MEMBRANA CELULAR

Es una asociación supramolecular donde se integran principalmente proteínas y lípidos formando una bicapa delgada y elástica que al mantenerse estable envuelve a la sustancia intracelular. La membrana permite el flujo constante de sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular.

Propiedades generales de la membrana celular:

- La membrana es fluida, pues las proteínas se hallan hidratadas y pueden movilizarse lateralmente. La fluidez está determinada por la presencia de los ácidos grasos insaturados y los esteroides. Los ácidos grasos insaturados aumentan la fluidez.

- La membrana es asimétrica, ya que la cara externa presenta glúcidos asociados a lípidos y proteínas (glucolípidos y glucoproteínas), a diferencia de la cara interna que carece de glúcidos.

- La membrana es semipermeable, es decir, presenta permeabilidad selectiva. Controla el ingreso y salida de moléculas.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

El modelo estructural más aceptado es el modelo del mosaico fluido (1972), que sirvió como el “dogma central de la biología” de la membrana durante tres décadas, la bicapa de los lípidos permanece como el centro de la membrana, pero se enfoca la atención en el estado físico del lípido. A diferencia de los modelos previos, la bicapa de la membrana en mosaico fluido se encuentra en estado líquido y las moléculas lipídicas individuales pueden moverse en sentido lateral dentro del plano de la membrana.

Lo más importante es que el modelo mosaico fluido:

 Presenta a las membranas celulares como estructuras dinámicas en la que los componentes son móviles y capaces de unirse para mantener varios tipos de interacciones transitorias o semipermanentes.

 Los lípidos y proteínas que forman la membrana plasmática constituyen un mosaico molecular.

 Los lípidos y proteínas pueden desplazarse en el plano de la bicapa lipídica, las membranas son fluidas.

 Las membranas son asimétricas en cuanto a la disposición de sus componentes moleculares. La asimetría se debe a que la presencia de oligosacáridos está restringida a la superficie de la cara externa y, además, la distribución de las proteínas en una y otra monocapa no es simétrica.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS

Las membranas son ensambles de lípidos y proteínas en los que los componentes se mantienen unidos en una hoja delgada mediante enlaces no covalentes. Como ya se mencionó, el centro de la membrana consiste en una hoja de lípidos dispuestos en una capa biomolecular. La bicapa lipídica sirve sobre todo como soporte estructural de la membrana y representa una barrera que previene los movimientos aleatorios de materiales hidrosolubles hacia dentro y fuera de la célula. Por otra parte, las proteínas de la membrana realizan la mayoría de las funciones específicas. Cada tipo de célula diferenciada contiene un complemento único de proteínas de membrana que contribuye a las actividades especializadas de ese tipo celular.

La proporción entre lípido y proteína en una membrana es variable y depende del tipo de membrana celular, del tipo de organismo y del tipo de célula.

LÍPIDOS

Las membranas poseen una grandiversidad de lípidos, todos los cuales son anfipáticos,esto es que contienen regiones hidrofílicas e hidrófobas.Hay tres tipos principales de lípidos de la membrana:fosfolípidos,esfingolípidos y colesterol.

• Fosfolípidos: son moléculas anfipáticas. Vale decir, que, ante la presencia de un medio acuoso, adquieren una doble sensibilidad. Sus “cabezas” se caracterizan por presentar afinidad por el agua, por lo cual se dice que son Hidrofílicas, mientras que sus “colas” son netamente no polares, por lo cual presentan fobia por el agua son Hidrofóbicas. Debido a esta naturaleza anfipática, en un medio acuoso tienden espontáneamente a formar agrupaciones denominadas micelas o bicapas similares a las celulares.

• Esfngolípidos:se forman con esfingosina enlazada un ácido graso por su grupo amino. Esta molécula es una ceramida. Los diversos lípidos con base de esfingosina poseen grupos adicionales esterificados con el alcohol terminal de la fracción esfingosina. Si la sustitución es con una fosforilcolina, es una esfingomielina, si el sustituyente es un carbohidrato

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