Fundamentos de la Membrana Celular: Estructura, Fluidez y el Mosaico de Proteínas

La Bicapa Fosfolipídica: Estructura y Entorno Acuoso

Todas las células están rodeadas por un medio acuoso (los organismos unicelulares viven en agua dulce o en el océano; las células animales están bañadas por un fluido extracelular ligeramente salino que se filtra en la sangre; el citosol en su mayor parte está formado por agua). De esta forma, las membranas plasmáticas separan el citosol acuoso de su ambiente externo acuoso, y membranas similares rodean los compartimentos acuosos dentro de la célula. En estas condiciones, los fosfolípidos se disponen espontáneamente en una doble capa fosfolipídica.

Las cabezas hidrofílicas y el agua forman puentes de hidrógeno, haciendo que las primeras se orienten hacia el exterior de la célula y las colas hidrofóbicas hacia el interior. Las membranas tienden a volverse más fluidas a altas temperaturas, permitiendo que las moléculas se muevan más rápido, mientras que a bajas temperaturas el movimiento es más lento. A más bajas temperaturas, una mayor cantidad de fosfolípidos insaturados permite que la membrana retenga la fluidez necesaria.

Función de Aislamiento y Regulación de la Fluidez

Casi todas las sustancias que entran en contacto con las células son solubles en agua o hidrofílicas, por lo que no pueden atravesar con facilidad las colas no polares e hidrofóbicas de los ácidos grasos de la bicapa. Ésta se encarga primordialmente de aislar selectivamente el contenido de la célula del exterior.

En la mayoría de las células animales, la bicapa contiene colesterol. Este hace la bicapa más resistente y flexible, menos fluida a altas temperaturas, menos sólida a bajas temperaturas y menos permeable a sustancias solubles en agua como iones o monosacáridos. La naturaleza fluida de la bicapa es importante porque evita que la célula se rompa, permite el flujo dentro de la célula y facilita la fusión de membranas.

El Mosaico Fluido: Proteínas de Membrana

Una variedad de proteínas forma un mosaico dentro de la membrana. En la superficie de la bicapa, hay muchas proteínas incrustadas. Muchas de ellas tienen carbohidratos incrustados en las partes que sobresalen de la célula. Estas se llaman glucoproteínas. Hay 5 categorías principales de proteínas:

Categoría Principal: Proteínas Receptoras

Cada proteína receptora tiene un sitio de unión para una molécula específica. Cuando la molécula adecuada se une al receptor, este se activa (a menudo, cambiando su forma) y se producen reacciones bioquímicas dentro de la célula, produciendo cambios en las actividades de esta.

Ejemplos de Funciones de las Proteínas Receptoras:

• Algunas proteínas receptoras actúan como compuertas de las proteínas de canal (sustancias químicas específicas que se unen a estos receptores hacen que las compuertas se abran y permitan el flujo de iones por los canales).
• Los receptores permiten que las células del sistema inmunitario reconozcan y ataquen a los invasores capaces de provocar una enfermedad.
• También permiten que las células nerviosas se comuniquen entre sí y que las células en todo el cuerpo respondan a las hormonas.