Membrana plasmática. Modelo mosaico fluido

Membrana plasmática

Es la que va a separar a la célula del ambiente externo. Dentro de sus características posee una permeabilidad altamente selectiva para regular la entrada y salida de compuestos.

El metabolismo celular alternamente es influenciado y regulado por la membrana. La membrana es metabolicamente muy atractiva.

La enzima nucleótido fosfatasa (5° nucleotidasa) y la fosfata alcalina se localizan en la cara externa de la membrana celular, de tal forma que recibe el nombre de ecto – enzimas.

Las membranas se componen principalmente de lípidos, proteínas y pequeña cantidad de carbohidratos. El contenido de estos compuestos varía según la naturaleza de la membrana. Los carbohidratos están presentes como glucoproteínas y glucolípidos. Los fosfolípidos son los lípidos más comunes presentes en ellas y son de naturaleza anfipática. Las membranas también contienen colesterol.

Modelo mosaico fluido:

El modelo de la bicapa lipídica  fue propuesto originalmente por Davson y Danielle en 1935. Más adelante, la estructura de las biomembranas fue descrita como modelo de mosaico fluido (Singer y Nicolson, 1972)

• Los fosfolípidos se organizan en bicapas con los grupos polares orientados hacia el lado extracelular y hacia el lado citoplásmico la base hidrofóbica. La distribución de los fosfolípidos es tal que los fosfolípidos que contienen colina están principalmente en la capa externa y los que contienen etanolamina  y serina en la capa interna.
• La bicapa lipídica posee movimiento lateral libre de sus componentes, por lo tanto se dice que la membrana es de naturaleza fluida. La fluidez por lo tanto permite procesos de endocitosis y exocitosis.
• Sin embargo los componentes no se mueven libremente desde la capa interna a la capa externa, o viceversa (el movimiento flip flop es restringido). Durante la apoptosis (muerte celular programada). El movimiento flip-flop ocurre y es catalizado por las enzimas flipasas, las cuales catalizan las transferencias de los amino fosfolípidos a través de la membrana. Las flopasas catalizan el movimiento dirigido hacia el exterior y es dependiente del ATP.
• El contenido del colesterol de la membrana altera la fluidez de la misma. Cuando aumenta la concentración, la membrana pierde fluidez en la superficie externa, pero aumenta su fluidez en la parte interna hidrofóbica. El efecto del colesterol sobre la fluidez de la membrana es diferente en diversas temperaturas.
• La naturaleza de los ácidos grasos también afecta la fluidez de la membrana, el aumento de ácidos grasos insaturados incrementa la fluidez.

La fluidez de la membrana es mantenida por la longitud de la cadena de los hidrocarburos, el grado de insaturación y la naturaleza de las cabezas polares. Los ácidos grasos trans disminuyen la fluidez de la membrana debido al cerrado empacado de la cadena de hidrocarburos.

Función de la membrana:

Entre la amplia variedad de funciones de la membrana está el transporte de sustancias polares y con carga hacia dentro y hacia fuera de las células y de los organelos y el envío de señales que inician cambios en aspectos metabólicos y de desarrollo de la actividad celular. Cada uno de estos temas se considera con brevedad. Después se presenta una descripción de la endocitosis mediada por receptores.

Proteínas de membrana:

Proteínas periféricas; existen en las superficies de las bicapas. Son fijadas por enlaces iónicos y polares a las cabezas polares de los lípidos.

Anclaje de proteínas a las bicapas lipídicas; son ancladas por un acoplamiento covalente con los lípidos de la membrana. Puesto que lo lípidos se insertan en la base hidrofóbica, las proteínas se ancalan firmemente. Una forma típica de acoplamiento es con fosfatodilinositol, ya que este se ancla a un glucano

Microdominios en las membranas; las proteínas ancladas GFI se atan a menudo a las superficie externa de la membrana plasmática en las balsas de lípidos llamada microdominios. Son áreas en las membranas que tienen predominante glucoesfingolípidos y colesterol. La localización y la actividad de la proteína se pueden regular por el anclaje y su liberación. El anclaje defectuoso de las GFI puede implicar el mal funcionamiento celular, por ejemplo la hemoglobinuria paroxística nocturna.

Las caveolas son muestras aplanadas de la membrana, en dichas áreas las balsas de lípidos implicadas en la transducción de señales y transporte. Las caveolas contienen caveolina y algunas otras proteínas receptores .

Las proteínas integrales de membrana se anclan profundamente en la bicapa por lo enlaces hidrofóbicos  o las fuerzas de Van der Waals. Algunas de las proteínas integrales de la membrana atraviesasn completamente la bicapa a estas se les llama transmembranales. La porción hidrofóbica de las cadenas laterales de los aminoácidos se encajan en la base central hidrofóbica de la membrana. Las proteínas transmembranas  pueden servir como receptores, antígenos específicos de tejido, canales iónicos, enzimas membranales, etc.

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