MEMBRANA CELULAR La membrana plasmática es una estructura laminar formada por fosfolípidos (con cabeza hidrofílica y cola hidrofóbica) y proteínas que engloban a las células células,, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior (medio intracelular) y el exterior (medio extracelular) de éstas. Además, se asemeja a las m embranas que delimitan los orgánelos de células eucariotas. eucariotas. También delimita la célula y le da forma. COMPOSICCION QUIMICA
Composición química Artículo principal: principal: Aspectos estructurales de la membrana plasmática
Esquema de una membrana celular. Según el modelo del mosaico fluido, las proteínas (en rojo y naranja) serían como "icebergs" que navegarían en un mar de lípidos (en azul). Nótese además que las cadenas de oligosacáridos (en verde) se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna. Antiguamente se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático formado por la sucesión de capas proteínas-lípidos-lípidos-proteínas. Hoy en día se concibe como una estructura dinámica cuyo modelo se conoce como "mosaico fluido", término acuñado por S. J. Singer y G. L. Nicolson en 1972 1972.. Esta estructura general -modelo unitario- se presenta también en todo el sistema de endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del interior de la célula), como retículo endoplasmático, endoplasmático , aparato de Golgi y envoltura nuclear, nuclear , y los de otros orgánulos, como las mitocondrias y los plastos plastos,, que proceden de endosimbiosis.. endosimbiosis La composición química de la membrana plasmática varía entre células dependiendo de la función o del tejido en la que se encuentren, pero se puede estudiar de forma general. La membrana plasmática está compuesta por una doble capa de fosfolípidos fosfolípidos,, por proteínas unidas no covalentemente a esa bicapa bicapa,, y glúcidos unidos covalentemente a los lípidos o a las proteínas. Las moléculas más numerosas son las de lípidos lípidos,, ya que se calcula que por
cada 50 lípidos hay una proteína. Sin embargo, las proteínas, debido a su mayor tamaño, representan aproximadamente el 50% de la masa de la membrana. [editar] Bicapa lipídica Artículo principal: Bicapa lipídica
Diagrama del orden de los lípidos anfipáticos para formar una bicapa lipídica. Las cabezas polares (de color amarillo) separan las colas hidrofóbicas (de color gris) del medio citosólico y extracelular. El orden de las llamadas cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa lipídica impide que solutos polares, como aminoácidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, proteínas e iones, difundan a través de la membrana, pero generalmente permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas. Esto permite a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos de proteína transmembranal tales como poros y caminos, que permiten el paso de glucosa e iones específicos como el sodio y el potasio. Las dos capas de moléculas fosfolípidas forman un "sándwich" con las colas de ácido graso dispuestos hacia el centro de la membrana plasmática y las cabezas de fosfolípidos hacia los medios acuosos que se encuentran dentro y fuera de la célula. También es una membrana finísima que está encima del citoplasma. [editar] 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 los fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol). Estos últimos no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas. Existen también grasas neutras, que son lípidos no anfipáticos, pero sólo 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 el grupo 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 fluida 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 proteínas formando 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.
[editar] Componentes protéicos
El porcentaje de proteínas oscila entre un 20% en la vaina de mielina de las neuronas y un 70% en la membrana interna mitocondrial;1 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 desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas. Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo se dispongan en la bicapa lipídica:2 3 4
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. Proteínas periféricas . A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa, sin provocar su ruptura.
En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas:
Proteínas estructurales : estas proteínas hacen de "eslabón clave" uniéndose al
citoesqueleto y la matriz extracelular. Receptores de membrana : que se encargan de la recepción y transducción de señales químicas. Transportadoras a través de membrana : mantienen un gradiente electroquímico mediante el transporte de membrana de diversos iones. Estas a su vez pueden ser:
Proteínas transportadoras : Son enzimas con centros de reacción que
sufren cambios conformacionales. Proteínas de canal : Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.
[editar] Componentes glucídicos
Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocalix. Representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática. Sus principales funciones son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).
[editar] Funciones
La función básica de la membrana plasmática es mantener el medio intracelular diferenciado del entorno. Esto es posible gracias a la naturaleza aislante en medio acuoso de la bicapa lipídica y a las funciones de transporte que desempeñan las proteínas. La combinación de transporte activo y transporte pasivo hacen de la membrana plasmática una barrera selectiva que permite a la célula diferenciarse del medio. Permite a la célula dividir en secciones los distintos organelos y así proteger las reacciones químicas que ocurren en cada uno. Crea una barrera selectivamente permeable en donde solo entran o salen las sustancias estrictamente necesarias. Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro, ejemplo, acumulando sustancias en lugares especificos de la célula que le puedan servir para su metabolismo. Percibe y reacciona ante estímulos provocados por sustancias externas (ligandos). Mide las interacciones que ocurren entre células.
ESTRUCTURAS Y ORGANIZACIÓN DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Hay diferencias entre el medio interno y el medio externo. Estas diferencias se mantienen durante toda la vida, gracias al control de entrada y salida de iones y moléculas a través de la membrana. La membrana es tan fina que no puede ser observada al microscopio óptico, pero si al electrónico. Antes de la aparición de este último, ya se conocía la existencia de la membrana, puesto que había
añadido “rojo de fenol” a células y habían observado al microscopio óptico que el colorante no
penetraba en dichas células. Tenía que haber algo que las limitase. La membrana plasmática se encuentra en todas las células sin excepción. Tanto en eucariotas como en procariotas. Su función es controlar el intercambio de moléculas e iones entre la célula y el medio: PERMEABILIDAD CELULAR. La membrana es SEMIPERMEABLE, es decir, permite el paso de unas sustancias y de otras no y también es SELECTIVA, selecciona las sustancias convenientes para la célula. Para que las células funcionen y crezcan es necesario que las sustancias adecuadas sean seleccionadas y transportadas al interior y las innecesarias no puedan penetrar o se expulsen al citoplasma. Las membranas tienen unos compuestos proteicos llamados RECEPTORES DE MEMBRANAS específicos, gracias a los cuales la membrana reconoce a otras células y a diversos tipos de moléculas como hormonas. Este reconocimiento que se realiza mediante la unión de una molécula específica con un receptor de membrana desencadena una respuesta. La respuesta puede ser una contracción o movimiento celular, una inhibición o estimulación de la secreción, también puede ser una síntesis de anticuerpo, proliferación mitótica, etc. Además, a través de sus membranas, ciertas células se pueden unir firmemente unas con otras por medio de las llamadas UNIONES INTERCELULARES formando capas que delimitan compartimentos diferentes. Un ejemplo, es la capa epitelial que recubre interiormente al tubo digestivo, y el medio interno. En carios tejidos, las membranas pueden establecer canales de comunicación por donde tiene lugar el intercambio de iones y moléculas que participan en la coordinación de estos grupos celulares. Todas las membranas biológicas (m. plasmática y membranas internas) tienen una estructura común. Son estructuras laminares muy finas que delimitan espacios cerrados cuya composición es distinta a su entorno. Son ensamblajes de lípidos y proteínas que están unidas formando una fina bicapa. Sólo se observan al microscopio electrónico donde presentan un aspecto trilaminar. Roberson estableció la teoría de la membrana, todas presentan la estructura de bicapa. 10 nm. es el espesor de la membrana plasmática. El espesor de las membranas citoplasmáticas es de 7 nm., de los cuales 4 nm son de la bicapa. Primero hay que aislarla y proceder a su análisis mediante procesos biofísicos y bioquímicos. La membrana plasmática de los eritrocitos de rata contiene un 60% de proteínas y un 40% de lípidos. Ésta proporción es similar en todas las membranas de la mayoría de los tipos celulares, aunque hay excepciones. Las membranas citoplasmáticas, además de ser más finas, difieren en la relación proteínas-lípidos. La más palpable es la membrana interna de las mitocondrias con 70% de proteínas y 30% de lípidos. La membrana plasmática está formada por lípidos, glúcidos y proteínas. Los glúcidos están unidos a los lípidos (glucolípidos) y a proteínas (glucoproteínas). Los lípidos confieren estructura a las membranas plasmáticas. También son responsables de la permeabilidad de la membrana. Impiden el paso de sustancias polares hidrofílicos y permiten el paso a sustancias afines a los lípidos. Las proteínas se caracterizan por su funcionalidad. En la membrana se caracterizan por su funcionalidad. Los glúcidos se encuentran en la superficie externa de la membrana. Si éstas membranas rodean a los orgánulos, los glúcidos se encuentran en la capa LUMIAL, en contacto con el interior. Su función es aumentar el carácter hidrofílico de lípidos y proteínas y estabilizan muchas estructuras proteicas de la membrana.
PROPIEDADES
Mejor respuesta - elegida por quien preguntó La MEMBRANA PLASMÁTICA cumple la función de Permeabilidad selectiva, es decir es Semipermeable, ya que regula el intercambio entre la célula y el medio. Es selectiva y semipermeable porque permite el pasaje de ciertas sustancias e impidiendo el de otras. La función de la membrana es la Permeabilidad selectiva con transporte pasivo y activo, es decir sin gasto de energía y con gasto de energía.
PROPIEDADES: La membrana plasmática es una delgada película, como una triple pared formada por Moléculas de Proteínas en sus caras externa e interna, ubicándose entre éstas, Moléculas de Lípidos o materias grasas. Esta triple membrana está atravesada por una gran cantidad de finísimos Poros, por los que entran en la célula y salen de ella las sustancias formadas por moléculas cuyo tamaño es menor que el diámetro de los mismos. Está formada por una Bicapa lipídica casi continua, en la cual se hallan incluidos con los complejos de proteínas con una disposición en mosaico. Los principales componentes lípidos de la membrana plasmática son los FOSFOLÍPIDOS (Cabeza hidrofílica, afín al agua y Cola Hidrofóbica, enemiga del agua), el Colesterol y los Galactolípidos. Cada una de las proteínas de la membrana se distribuye en forma ASIMÉTRICA. Las proteínas periféricas solubles, se localizan en la superficie citoplasmática, mientras las que se distribuyen en la superficie externa están ligadas a la estructura lipídica de la membrana. El Modelo de MOSAICO FLUÍDO propuesto por Singer y Nicholson establece que la Membrana Plasmática presenta características como: 1- Todos los componentes de la membrana (Fosfolípidos y Proteínas) están dispuestos u organizados a la manera de un mosaico. 2- Tanto los fosfolípidos como las proteínas integrales y las Glucoproteínas son moléculas "ANFIPÁTICAS", es decir, moléculas con un doble comportamiento en relación al agua (hidrofílica e hidrofóbica), se comprobó que las proteínas integrales o CARRIER de las membranas al igual que los fosfolípidos presentan 2 regiones, hidrofílica e hidrofóbica, la parte hidrofílica de las Carrier sobresalen sobre el mar de fosfolípidos, mientras que la región hidrofóbica permanece en el lado interno del mar de fosfolípidos. Estas moléculas anfipáticas forman agregados cristalinos líquidos en los cuales los grupos polares se dirigen a la fase acuosa, y los no polares se ubican dentro de la bicapa. 3- Las proteínas integrales, transportadoras o Carrier sobresalen en el mar de fosfolípidos, es decir, se encuentran intercaladas con ellos, y las mismas realizan movimientos de traslación y giratorios, de ahí que se le da a la membrana biológica la asimetría, por el cambio de posición que realizan las Carrier. 4- Algunas proteínas integrales tienen adosadas al lado interno unas pequeñas proteínas globulares, llamadas proteínas periféricas, estas actúan como pilares o columnas en la organización del mosaico fluido, las proteínas periféricas no están en todas las transportadoras sino adheridas a algunas.
