Biopolímero

Biopolímero
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8.3. Las membranas biológicas.
Las membranas biológicas son conjuntos laminares organizados constituidos
principalmente por proteínas y por lípidos. Las membranas celulares confieren
individualidad a las células al separarlas de su entorno. Son barreras con
permeabilidad selectiva porque contienen elementos de transporte que regulan
la composición iónica y molecular del medio intracelular. Las células eucariotas
además, tienen membranas intracelulares que delimitan los diferentes
orgánulos celulares (mitocondrias, lisosomas, cloroplastos, etc.) con diferentes
funciones.
Las membranas contienen receptores específicos para estímulos externos
(percepción de la luz, respuesta a las moléculas hormonales, respuesta a
nutrientes, etc), algunas generan señales químicas o eléctricas (transmisión de
impulsos nerviosos) y controlan la comunicación entre la célula y el medio que
la rodea.
Además los dos procesos más importantes de conversión de energía, la
fotosíntesis y la fosforilación oxidativa, se realizan también en sistemas
membranosos que contienen estructuras altamente ordenadas de proteínas. La
fotosíntesis (transformación de la energía solar en enlaces químicos) se
produce en las membranas internas de los cloroplastos y la fosforilación
oxidativa (formación de ATP por degradación de sustratos oxidables) se
produce en el interior de las mitocondrias.
Todas las membranas comparten una serie de características comunes:
•
•
•
Son estructuras laminares de
pocas moléculas de grosor,
entre 6 y 10 nm, que forman
espacios cerrados entre
compartimentos distintos.
Están constituidos
fundamentalmente por lípidos,
proteínas e hidratos de
carbono unidos a lípidos
(glicolípidos) y proteínas
(glicoproteínas)
Son asociaciones moleculares
no covalentes, tienen una
estructura en forma de bicapa
•
•
•
lipídica cerrada (liposoma) y
son asimétricas.
Contienen proteínas (bombas,
compuestas, receptores,
transductores de energía,
enzimas, etc..) que realizan las
funciones características de la
membrana
Son estructuras fluidas (modelo del "mosaico fluido" de Singer y Nicolson)
y los lípidos y las proteínas se difunden rápidamente por la membrana en
sentido longitudinal, a no ser que estén sólidamente unidos a ellas por
interacciones específicas. Sin embargo los lípidos no rotan a través de la
membrana, por lo que puede considerarase que las membranas son
disoluciones bidimensionales de proteínas y lípidos. Las células procariotas
regulan la fluidez de su membrana variando el números de dobles enlaces y
la longitud de las cadenas de los ácidos grasos, mientras que en las células
eucariotas es el contenido en colesterol lo que regula esta fluidez. El
colesterol se inserta en la membrana con su eje longitudinal perpendicular al
plano de la membrana, su grupo OH está unido mediante enlace de
hidrógeno con un átomo de oxígeno del carbonilo de la cabeza fosfolipídica
y la estructura hidrófoba esteroide se acomoda entre las cadenas
hidrocarbonadas de los ácidos grasos. De esta manera el colesterol evita la
cristalización (solidificación) de la membrana, es decir disminuye su Tm; sin
embargo dificulta el movimiento longitudinal de los ácidos grasos
(impedimento estérico) y hace así a la membrana menos fluida.
La mayoría de las membranas están polarizadas eléctricamente, con carga
eléctrica en el interior (-60 mV). El potencial de membrara juega un papel
fundamental en los fenómenos de transporte, conversión de energía y
procesos de excitación
Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and co.
Biopolímeros. J. Donoso.Página actualizada en Marzo 2006