La membrana plasmática es la envoltura que cada célula tiene. Su espesor es de entre 6 y9 nm, visibles sólo bajo el microscopio electrónico, son flexibles y fluidos. Dichas estructuras están altamente diferenciadas, encaminadas a la compartimentación única, en la naturaleza. Esta estructura es capaz de seleccionar, por mecanismos de transporte activo y pasivo, los ingredientes que deben pasar dentro y fuera de las células.
Estructura básica de la membrana plasmática
Modelo Mosaico Fluido – mosaico sugerido por Singer y Nicholson, donde las proteínas están incorporadas en la capa lipídica de la membrana en el interior, el exterior o completamente a la membrana. Existe una gran variedad de proteínas en la membrana. La fluidez está condicionada al tipo de conexiones intermoleculares en la membrana. El término mosaico se debe al aspecto de la membrana en la microscopia electrónica.
En la actualidad, el modelo de mosaico fluido es el más aceptado, por encontrar apoyo en varias evidencias experimentales. Ningún modelo está listo, la evolución de los estudios irá a mejorar el conocimiento actual.
Conexiones en la membrana plasmática
La membrana plasmática no es una estructura covalente.
Las fuerzas que mantienen a las biomoléculas membrana son coulombianas (cargas de diferentes signos se atraen), hidrofóbicas (dependen de las propiedades del agua), puentes de H, entre otros.
Composición y propiedades de la membrana celular
Todas las membranas biológicas están compuestas de una bicapa lipídica (45%) y proteínas (55 %) es altamente higroscópico, selectivamente permeable (control de entrada y salida de sustancias), posee poros, tiene sistema para transporte activo de iones, y diversas enzimas embebidas en la doble capa lipídica que ejercen varias funciones.
Las membranas plasmáticas de una célula eucariota contienen cantidades particularmente grandes de colesterol. Las moléculas de colesterol aumentan las propiedades de la barrera de la bicapa lipídica debido a sus rígidos anillos planos de esteroides disminuyen la movilidad y vuelven la bicapa lipídica menos fluida.
La mayoría de los lípidos que forman la membrana son fosfolípidos de los cuales predominan: fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidilserina y fosfalipidiletanolamina.
Estructuras de la membrana celular
Poros o canales: son ‘defectos’ en la membrana constituidos por proteínas o por moléculas lipídicas. Permiten el paso de moléculas pequeñas cuyo diámetro sea inferior al diámetro del poro. Los poros tienen diámetro variable presentando un tamaño medio de 0,8 nm. Esos canales pueden tener carga positiva, negativa o ser destituidos de cargas. Los canales con carga positiva facilitan el paso de moléculas negativas y viceversa.
Los canales pueden presentar varios ‘portones’ (gated channels):
- Zonas de difusión facilitada: son regiones que poseen moléculas de una determinada especie química, en alta concentración. Moléculas afines se difunden con facilidad a través de esas zonas. Ejemplos: lípidos y proteínas.
- Receptores: son moléculas locales (sitios) específicos de membrana que pueden encajar moléculas (mensajeras) que pasan cierta información a la célula. Algunos receptores pueden estar acoplados canales que regulan, por lo tanto, los procesos de los receptores de la permeabilidad celular a menudo están asociados a los operadores.
- Operadores: estructuras de proteínas capaces de realizar el transporte en contra de un gradiente de concentración de transporte de solutos. Operan de manera unidireccional y son dependientes del suministro de energía (ATP).
Como ya se ha mencionado nuestro cuerpo se compone principalmente de agua. Y sabemos que las reacciones bioquímicas sólo pueden ocurrir en esta solución. Dentro de la célula se da un entorno químico complejo, llamado medio intracelular, compuesto principalmente de agua, proteínas y sales inorgánicas (LIC).
Las células están incrustadas en otra gran solución, que se llama medio extracelular (LEC). Las soluciones dentro y fuera de las células tienen diferentes composiciones y este hecho es muy importante para la función celular, particularmente de células de neuronas y las células musculares (células excitables) que pueden reaccionar a estímulos procedentes del ambiente externo.
Los procesos de membrana son fenómenos que ocurren en la membrana celular y explican cómo las células nerviosas pueden ser excitadas y transmitir esa excitación ara otra parte del sistema nervioso y sistema muscular.
Glycocalyx
Glicocálix, glucocáliz, glucálix o glicocáliz es un material polímero que reviste externamente a las células animales –está formado por moléculas de glúcidos (carbohidratos) entrelazadas vagamente –protege a la célula contra agresiones, retiene nutrientes y enzimas. Mantiene un microambiente adecuado alrededor de la célula.
Pared celulosa
Reviste externamente la membrana plasmática de plantas y algas –es un envoltorio espeso, relativamente rígido, formado principalmente por la celulosa (polisacárido), encontrada en forma de largas y resistentes fibras (microfibrillas de celulosa). Las microfibrillas son mantenidas unidas por la matriz formada por glicoproteínas y dos polisacáridos (himicelulosa y pectina). Sus componentes se sintetizan en el citoplasma y expulsados de la célula, depositándose en la superficie exterior de la membrana plasmática –pared primaria: encontrada en células jóvenes de plantas, fina y elástica, permite el crecimiento celular– pared secundaria: capa espesa y rígida, donde nuevos componentes se depositan internamente a la pared primaria después de que la célula alcanza el tamaño y formas definitivas.
Modelo del mosaico fluido
Creado en 1972 por Singer y Nicholson explica la organización de la membrana plasmática.
Las membranas celulares son formadas por dos capas de fosfolípidos. En ellas están incrustadas moléculas de proteínas: algunos superficialmente adheridas, otras profundamente añadidas, pudiendo atravesar la membrana. Los fosfolípidos se mueven continuamente, tienen fluidez de movimiento pero no pierden el contacto unos con otros, por eso las membranas son flexibles.
Permeabilidad celular
La membrana es permeable a ciertas sustancias e impermeable a otras. Presenta semipermeabilidad. Ocurre una cierta selección de lo que entra en la célula y lo que sale de ella, hay permeabilidad selectiva. El paso de algunas sustancias es totalmente facilitado y otras tienen su pasaje totalmente impedido.
Difusión
Es un proceso espontáneo donde las partículas tienden a extenderse gracias al movimiento continuo y casual de átomos y moléculas –diversas sustancias (como agua, gases y otras con moléculas pequeñas) entran y salen de la célula por simple difusión. Si la difusión estuviera más concentrada fuera de la célula ella entrará; si la sustancia estuviera más concentrada dentro de la célula ella saldrá.
Ósmosis
Es un tipo de difusión que se produce cuando dos soluciones acuosas de diferentes concentraciones están en contacto a través de una membrana semipermeable.
