Membrana Plasmática: Composición, Estructura y el Modelo del Mosaico Fluido

Envolturas Celulares

Membrana Plasmática: Estructura y Función

Con el microscopio óptico no se observa la membrana; solo se "adivina". La primera vez que se visualiza es con el microscopio electrónico, donde se aprecia su estructura trilaminar:

• Banda oscura (25 Å)
• Banda Clara (30 Å)
• Banda Oscura (25 Å)

Esta organización se describe mediante el Modelo del Mosaico Fluido.

Composición Química de la Membrana

La membrana plasmática está formada principalmente por:

1. Lípidos

Los lípidos son responsables de la estructura de la membrana y de su impermeabilidad. La composición lipídica varía de un tipo celular a otro y dentro de una célula, según el espacio que delimite. Los lípidos de las membranas tienen carácter anfipático.

Los lípidos más importantes son:

• a) Fosfolípidos: Elementos estructurales básicos de la membrana.
  • Glicerofosfolípidos: Son los más abundantes.
  • Esfingofosfolípidos: Son muy abundantes en la membrana.
• b) Colesterol: Es relativamente abundante en las neuronas y glóbulos rojos, llegando a una proporción del 50% respecto a los fosfolípidos. Aporta estabilidad y reduce la fluidez.
• c) Glucolípidos: Son considerados marcadores biológicos.
  • Glicerofosfolípidos: Más abundantes en las células vegetales y en bacterias.
  • Esfingofosfolípidos: Muy abundantes en las células. Se encuentran como cerebrósidos y gangliósidos en las neuronas.

2. Proteínas

Las proteínas son las responsables de la mayor parte de las funciones de la membrana, por ejemplo: función catalítica, receptores de mensajeros y transporte de sustancias polares. El contenido en proteínas y la proporción en la que se encuentran varían de un tipo celular a otro.

Estructura de la Bicapa Lipídica

1. La membrana consiste en bicapas lipídicas que contienen proteínas dispersas.
2. Los extremos hidrofílicos se orientan hacia el exterior y la zona hidrófoba hacia el interior. Estas cadenas interaccionan con otras cadenas próximas mediante enlaces de Van der Waals.
3. La bicapa es asimétrica porque la mayoría de los glucolípidos se presentan en la cara externa (formando el glucocálix), mientras que en la cara interna no hay glucolípidos, pero sí proteínas "conectadas" que se unirán a las fibras del citoesqueleto.

Características Funcionales de la Membrana

1. Autoensamblaje: Tendencia natural de los lípidos de la membrana a construir bicapas que se cierran espontáneamente.
2. Autosellado: Tendencia a reorganizarse de nuevo en caso de rotura. Esto permite la fusión de las vesículas.
3. Flexibilidad: Capacidad para doblarse.
4. Impermeabilidad: Impermeable a las sustancias hidrosolubles.
5. Fluidez: Las membranas no son estructuras rígidas porque los lípidos están unidos entre sí mediante enlaces débiles. Pueden moverse girando sobre su eje, desplazarse dentro de su monocapa y pasar a una monocapa diferente (flip-flop).

Factores que Aumentan la Fluidez:

• a) Presencia de ácidos grasos de cadena corta.
• b) Por la presencia de ácidos grasos insaturados.
• c) Bajo contenido en colesterol.

Nota: Los anillos del colesterol establecen numerosos enlaces con las moléculas próximas, de modo que cuanto más colesterol contenga una membrana, más estable y menos fluida será.

Funciones de la Membrana Plasmática

Funciones Aportadas por los Lípidos

Los lípidos permiten aislar el medio externo del interior de la célula, protegiendo así a los orgánulos y manteniendo un gradiente electroquímico. También facilitan procesos de endocitosis y exocitosis.

Funciones Aportadas por las Proteínas

Proteínas Transportadoras:

Controlan la entrada y salida de materiales. Controlan la entrada y salida de iones (manteniendo un gradiente iónico), actuando como "bombas".

Proteínas Receptoras:

1. Receptoras de mensajeros químicos (hormonas, neurotransmisores, etc.).
2. Transmisoras de órdenes al interior de la célula.

Proteínas Conectoras:

1. Unen la membrana de la célula con fibras de la matriz extracelular.
2. Unen la membrana a fibras del interior que forman el citoesqueleto.

Proteínas Enzimáticas:

Tienen función catalítica.

Funciones Aportadas por los Glúcidos (Oligosacáridos)

Los oligosacáridos están unidos a los lípidos o a las proteínas (formando el glucocálix). Aportan varias funciones:

1. Marcadores Biológicos: Identifican a la célula. Por ejemplo, las células endoteliales de la pared celular solo permiten salir a los neutrófilos; a las demás células no las reconoce. El óvulo solo permite la unión con espermatozoides específicos.
2. Protección (Mecánica y Química): Numerosas moléculas de H₂O se unen a los oligosacáridos, lubricando la superficie y facilitando el paso por espacios estrechos.
3. Anclaje de enzimas digestivas en las microvellosidades.
4. Punto de fijación de sustancias y partículas.

Transporte de Membrana

El transporte de membrana sin deformación de la membrana incluye procesos como la difusión y el transporte mediado por proteínas.