Membrana celular

Membrana celular

Es una bicapa lipídica que delimita todas las células. Es una estructura formada por dos láminas de fosfolípidos, carbohidratos y proteínas que rodean, limita la forma y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de las células. Regula la entrada y salida de muchas sustancias entre el citoplasma y el medio extracelular. Es similar a las membranas que delimitan los orgánulos de células eucariotas.

¿Cómo se da el transporte hacia la membrana?

Uno de los principales problemas que la membrana plasmática plantea es el hecho de que debido a su naturaleza apolar que tiene en mayor parte, no permite el paso libre de sustancias a través de ellas y por la tanto deben existir mecanismos de transporte que dejen pasar a ciertas sustancias al interior y exterior de la célula para que esta pueda cumplir correctamente con sus funciones. De esta forma se distinguen distintos tipos de transporte dependiendo de la naturaleza de la molécula que quiere ser transportada, en termino general podemos clasificarlo en transporte pasivo y activo

Componentes lípidicos

El 98 % de los lípidos presentes en las membranas celulares son anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son losfosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así comoesteroides (sobre todo colesterol). Estos últimos no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las célulasprocariotas. Existen también grasas neutras, que son lípidos no anfipáticos, pero solo representan un 2 % del total de lípidos de membrana.

• Fosfoglicéridos. Tienen una molécula de glicerol con la que se esterifica un ácido fosfórico y dos ácidos grasos de cadena larga; los principales fosfoglicéridos de membrana son la fosfatidiletanolamina o cefalina, la fosfatidilcolina o lecitina, el fosfatidilinositol y la fosfatidilserina.

• Esfingolípidos. Son lípidos de membrana constituidos por ceramida (esfingosina + ácido graso); solo la familia de la esfingomielina posee fósforo; el resto poseen glúcidos y se denominan por ello glucoesfingolípidos o, simplemente glucolípidos. Los cerebrósidos poseen principalmente glucosa, galactosa y sus derivados (como N-acetilglucosamina y N-acetilgalactosamina). Los gangliósidos contienen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico (ácido siálico).

• Colesterol. El colesterol representa un 23 % de los lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en comparación con otros lípidos. Se dispone con elgrupo hidroxilo hacia el exterior de la célula (ya que ese hidroxilo interactúa con el agua). El colesterol es un factor importante en la fluidez y permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos dejados por otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos permeable y más dura es la membrana. Se ha postulado que los lípidos de membrana se podrían encontrar en dos formas: como un líquido bidimensional, y de una forma más estructurada, en particular cuando están unidos a algunas proteínasformando las llamadas balsas lipídicas. Se cree que el colesterol podría tener un papel importante en la organización de estas últimas. Su función en la membrana plasmática es evitar que se adhieran las colas de ácido graso de la bicapa, mejorando la fluidez de la membrana. En las membranas de las células vegetales son más abundantes los fitoesteroles.

Componentes proteicos

El porcentaje de proteínas oscila entre un 20 % en la mielina de las neuronas y un 70 % en la membrana interna mitocondrial; el 80 % son intrínsecas, mientras que el 20 % restantes son extrínsecas. Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan. En la membrana las proteínas desempeñan diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular, adhesión y enzimas) .

Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo se dispongan en la bicapa lipídica:

I. Proteínas integrales. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o un glúcido de la membrana. Su aislamiento requiere la ruptura de la bicapa.

a) Proteínas integrales transmembrana:

Se distingue de otros tipos de proteínas integrales de membrana en que atraviesa la bicapa de parte a parte, y por tanto además del dominio transmembrana a partir del cual se une mediante fuerzas hidrófobas al interior de la bicapa lipídica, posee un dominio en el citosol y otro en el exterior. Un ejemplo es la glucoforina del eritrocito.

b) Proteínas integrales no transmembrana:

Integrales unidas a GPI

Las proteínas integrales no transversales del dominio extracitosólico presentan una unión covalente al fosfolípido Glucosil fosfatidil inositol (GPI). Como no hay glucolípidos en la cara citosólica, obligadamente estas proteínas están presentes hacia el exterior. Mediante fosfolipasa C se puede establecer un corte hidrolítico entre el grupo fosfato e inositol, de manera que en la bicapa se mantiene el fosfatidil restante, mientras que la proteína se desliga de la membrana y se solubiliza. Sirve como ejemplo la fosfatasa alcalina.

Integrales no transmembrana preniladas

Son proteínas integrales no transmembrana de la cara citosólica unidas covalentemente a un grupo prenílico derivado de isopreno como farnesil (con cadena carbonada de 15 carbonos) o geranil (con cadena carbonada de 20 carbonos). Se unen a través de un enlace tioéter entre el grupo –SH de una cisteína de la proteína integral y el –OH del grupo prenílico. Se pueden ver ejemplos en las proteínas Ras y proteínas G triméricas implicadas en la transducción de señales químicas

Integrales no transmembrana axiladas

Son semejantes a las anteriores, con la diferencia de que estas se unen covalentemente a un ácido graso que forma parte como tal de la bicapa lipídica (no formando parte estructural de fosfolípidos y glucolípidos). En unos casos se trata de miristato (con cadena carbonada de 14 carbonos), dando lugar a proteínas miristoiladas; y en otros de palmitato (con cadena carbonada de 16 carbonos) dando lugar a proteínas palmitoiladas. Hay distintos tipos de unión, en unos casos se trata

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