Biomembranas: Composición, Estructura y Mecanismos de Transporte Celular

Introducción a la Biomembrana

La Biomembrana son las láminas fluidas que separan el interior de la célula de su entorno y definen los diferentes orgánulos del interior de las células eucariotas.

Componentes Estructurales

El colesterol es un componente de la membrana plasmática cuya función consiste en aumentar su rigidez y resistencia, pues se intercala entre los fosfolípidos y tiende a mantener fijas y ordenadas sus colas hidrofóbicas.

Proteínas de Membrana

Las proteínas de membrana se clasifican en:

• Proteínas Integrales: Están unidas fuertemente a los lípidos de membrana.
  • Unas atraviesan la bicapa lipídica una vez (de paso único) o varias veces (multipaso) y se denominan proteínas transmembrana.
  • Otras están fuera de la bicapa lipídica, pero unidas covalentemente a uno de sus lípidos.
• Proteínas Periféricas: Se sitúan a un lado y a otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente por uniones no covalentes a las cabezas polares de los lípidos o a otras proteínas integrales.

La Membrana Plasmática

La Membrana Plasmática limita y relaciona el interior de la célula con el exterior. Su estructura se trata de una bicapa lipídica con proteínas integrales y periféricas dispuestas según el modelo de mosaico fluido.

Permeabilidad Selectiva y Transporte

La Permeabilidad Selectiva permite a la célula controlar y mantener su composición interna.

Transporte Pasivo

Las moléculas se mueven espontáneamente de un lado de la membrana donde están más concentradas hasta el lado donde su concentración es menor (a favor del gradiente de concentración).

• Difusión Simple

  Se produce a través de la bicapa lipídica. Atraviesan la membrana plasmática las moléculas no polares.

• Difusión Facilitada

  Se realiza mediante las proteínas transportadoras y proteínas canal. Así atraviesan la membrana las moléculas polares grandes y los iones.

  Proteínas Transportadoras

  Son proteínas transmembrana que se unen específicamente a la molécula que transportan. Esta unión provoca un cambio de conformación en la proteína.

  Proteínas Canal

  Son proteínas transmembrana que forman poros acuosos por los que pasan los iones (ej. Na+, Ca2+ y Cl-).

Transporte Activo

En este tipo de transporte, las moléculas atraviesan la membrana plasmática en contra de su gradiente de concentración. Este proceso de bombeo se realiza mediante proteínas transportadoras denominadas bombas y consume energía que se obtiene del ATP.

Bomba de Na+/K+

En este modelo de transporte activo, la energía derivada de la hidrólisis del ATP se utiliza para expulsar de la célula tres iones de Na+ e introducir dos iones K+, ambos en contra de su gradiente de concentración.

Transporte de Macromoléculas

Este proceso involucra el movimiento de grandes partículas o volúmenes a través de la membrana.

Endocitosis

Las sustancias introducidas en la célula por endocitosis son englobadas en invaginaciones de la membrana plasmática que se cierran y forman vesículas intracelulares que contienen el material ingerido. Un ejemplo es la captación de colesterol.

• Fagocitosis

  El material ingerido son partículas muy grandes, como bacterias. Se trata de un proceso que se utiliza para destruir microorganismos invasores. La célula extiende unas prolongaciones de membrana llamadas seudópodos, que van rodeando la partícula que va a ser fagocitada hasta formar una vesícula que se denomina fagosoma.

• Pinocitosis

  Se utiliza para la entrada selectiva de macromoléculas a las células. Las macromoléculas que van a ser introducidas quedan englobadas en vesículas. Los materiales endocitados acaban también en los lisosomas.

Exocitosis

Es el proceso contrario a la endocitosis, mediante el cual todas las células secretan los materiales necesarios para renovar la membrana plasmática. Vierten al exterior hormonas y enzimas digestivas.