Membrana celular Daniela Reyes Bastías Funciones • Protección de la célula frente posibles agresiones externas. • Mantenimiento de la presión osmótica. • Reconocimiento celular y posible fusión con otras células. • Motilidad de determinadas células u orgánulos. • Entre ambos lados de la membrana celular existe una diferencia de potencial Electroquímico • El desequilibrio de iones da lugar a una diferencia de potencial eléctrico en la membrana (potencial de membrana). Características de la membrana Presenta permeabilidad selectiva: debido a que controla el paso de sustancias a través de ella. Esta selectividad, depende de la naturaleza de las moléculas que intenten pasar a través de ella. Su composición es asimétrica: debido a la composición lipídica de las dos mitades, la cual es diferente. La capa externa está formada principalmente por el fosfolípido fosfatidilcolina, mientras que en la capa interna encontramos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. A esta asimetría también contribuyen las proteínas y los carbohidratos. Es una membrana fluida: debido al movimiento de las moléculas de fosfolípidos. Composición Lípidos FOSFOLÍPIDOS Los fosfolípidos son los componentes principales de la membrana celular. Son moléculas anfipáticas. El doble enlace de uno de los ácidos grasos del lípido (que lo hace insaturado) presenta una flexión en la cola que ayuda a mantener la membrana fluida y flexible. No existe una composición lipídica estándar, sino que dependerá de la función de cada célula u orgánulo. La temperatura juega un papel importante en la fluidez de la membrana: Cuando la temperatura aumenta, la fluidez se incrementa y la membrana se hace hiperfluida. Al disminuir la temperatura, la fluidez de la membrana decae haciéndose más viscosa y la actividad de la misma se ve limitada Se denomina temperatura de transición a la temperatura a partir de la cual la membrana pasa del estado cristalino al fluído. Por encima de la temperatura de transición Los lípidos se mueven rapidamente. Fluidez de la membrana Depende de factores como: Las membranas con más dobles enlaces en las colas de sus fosfolípidos son más fluidas que las membranas cuyos fosfolípidos tienen menos dobles enlaces . La presencia de permeabilidad. colesterol regula la fluidez y La temperatura, la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. Tipos de movimientos de los lípidos Existen unos fosfolípidos que se encuentran con más frecuencia en las membranas. La composición lipídica de las membranas no es la misma según se considere la región extracelular o la región intracelular, esta asimetría entre monocapas es debido a las diferentes funciones que desempeñan ambas regiones. COLESTEROL • El colesterol representa un 23% de los lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en comparación con otros lípidos. • Presente en las membranas celulares eucariotas, pero no en las membranas procariotas. • El colesterol se encuentra insertado en la bicapa con su grupo hidroxilo C3 próximo a las cabezas polares de los fosfolípidos y su región apolar integrada entre las cadenas hidrocarbonadas apolares de los mismos. • Actúan como reguladoras de la fluidez: reduce la fluidez al aumentar la temperatura restringiendo el movimiento de los fosfolipidos y mantiene la fluidez al disminuir la temperatura, así previene el empaquetamiento de los fosfolípidos. Proteínas PROTEINAS INTEGRALES • Están unidas a los lípidos y suelen atravesar la membrana celular. • Muchas de estas proteínas proporcionan canales estructurales (o poros) a través de los cuales pueden difundir las moléculas de agua y las sustancias hidrosolubles, en especial los iones, entre los líquidos extracelular e intracelular. • Determinan la difusión preferente de unas sustancias sobre otras. • Otras proteínas integrales actúan como proteínas transportadoras para llevar sustancias que no podrían penetrar en la bicapa lipídica. • Otras actúan como enzimas. PROTEINAS PERIFÉRICAS • Únicamente están ancladas a la superficie de la membrana y no la penetran. • Se encuentran a un lado y a otro de la membrana y pueden estar ancladas a una de las proteínas integrales o pegadas a las cabezas de los fosfolípidos. • Funcionan casi exclusivamente como enzimas o como otro tipo de reguladores de la función intracelular. Glúcidos • Los más abundantes son los oligosacáridos unidos mediantes enlaces de tipo covalentes a los dominios extracelulares de las proteínas y de los lípidos, formando glucoproteínas y glucolípidos. • Su distribución es asimétrica y solo se localizan en el exterior de la células eucarióticas. • Constituyen la cubierta celular o glucocálix. FUNCIONES DEL GLUCOCÁLIX: a) Interviene en el reconocimiento celular, es decir, son receptores de membrana. Algunos ejemplos de reconocimiento celular son: • Entre óvulo y espermatozoide de la misma especie. • Entre virus o bacterias y células a las que infectan. • Entre células de un mismo tejido. • Entre antígenos y células inmunitarias b) Se relaciona con otras moléculas de la matriz extracelular. c) Confiere viscosidad a las superficies celulares (importante para permitir el deslizamiento de células en movimiento). d) Presenta propiedades inmunitarias: el glucocálix se comporta como antígeno que puede ser reconocido por el sistema inmune de un organismo. e) Intervienen en el reconocimiento de sustancias que la célula incorpora al interior celular. Estructura de la membrana: MODELO DE MOSAICO FLUÍDO La disposición de las moléculas en la membrana responde al modelo de “mosaico fluído“, propuesto por Singer y Nicholson en 1972. 1. Los lípidos y las proteínas integrales se disponen formando un mosaico molecular. 2. Las membranas son estructuras fluídas, en las que lípidos y proteínas pueden realizar movimientos de difusión lateral dentro de la bicapa. 3. Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a todos sus componentes: los lípidos y las proteínas de las dos monocapas son diferentes y los oligosacáridos se sitúan solo hacia el medio extracelular. Actividad: Responda las siguientes preguntas de acuerdo a lo visto en clases: 1. ¿Porque la membrana celular es un modelo de mosaico fluido? 2. ¿Cuáles son los componentes de la membrana celular? 3. ¿De qué elementos depende la fluidez de la membrana celular? 4. En la imagen distinga proteinas integrales y periféricas: 1 3 2 • Escriba el nombre de las estructuras numeradas:
