Estructura
de la membrana celular
MEMBRANAS
CELULARES
Membrana plasmática
Fuente: Wikipedia
Se puede referir a la membrana celular como el medio que separa la parte interna
de la célula (citoplasma) de la parte externa (plasma, en el caso de las
membranas plasmáticas) que son medios altamente acuosos y además es crucial
para mantener la célula intacta. Es una finísima envoltura continua que rodea y
confiere individualmente a la célula. Son todas aquellas estructuras que aíslan
la célula de su entorno y separan el contenido celular del medio extracelular,
regula la entrada y salida de las moléculas.
Constituyen
el límite entre la célula y el medio que las rodea. Regulan el paso de
sustancias, captan cambios externos a la célula y responden a ellos, sirven
como superficie para diversas reacciones químicas y poseen estructuras
especializadas que permiten la comunicación entre células.
Todas
las membranas celulares están compuestas de lípidos y proteínas que se
sintetizan en el retículo endoplasmático. Los componentes de la membrana se
almacenan y modifican en el aparto de Golgi y son enviados al exterior para su
destino apropiado dentro de la célula como pequeños sacos membranoso, llamados
vesículas.
La
principal característica de esta barrera es su permeabilidad selectiva lo que
le permite seleccionar las moléculas que deben entrar y salir de la célula.
COMPOSICION
QUIMICA DE LA MEMBRANA CELULAR
La
célula es la unidad principal que compone a los organismos multicelulares, esta
es la encargada de diferentes funciones básicas e indispensables para el
funcionamiento de los organismos vivos, la formación estructural de los
diferentes tejidos en los cuerpos, además realiza la mayoría por no decir la
totalidad de las funciones metabólicas y por último de una célula se forman las
demás células idénticas, por lo tanto, es la unidad reproductora.
Estas
se conforman de tres principales estructuras, el núcleo que es el encargado de
enviar las instrucciones para el funcionamiento, el citoplasma se denomina a
una sustancia liquida- gelosa que se extiende entre la membrana nuclear y la
membrana celular. Esta última es una especie de capa que delimita el contenido
intracelular con el extracelular y permite el intercambio de información de los
mismos.
La
membrana celular es la encargada de dar forma y estabilidad estructural a la
célula, encierra el material celular y lo separa de la parte externa de esta.
Está compuesta por diferentes tipos de compuestos entre ellos fosfolípidos y
proteínas. Además de dar forma se encarga del movimiento de la célula, así como
la alimentación y excreción de la misma.
La
estructura de la membrana plasmática es sencilla y se basa en una lámina de
moléculas lipídicas de un espesor de alrededor de 5 nanometros. Como
anteriormente se dijo esta se encarga de que el contenido de la célula no se
escape y se mezcle con el medio circundante, por medio de diferentes
movimientos entre ellos difusión simple, difusión facilitada y osmosis entre
otros además de la exocitosis para expulsar los desechos de la célula.
Las
membranas plasmáticas están compuestas principalmente de unas moléculas
denominadas lípidos, La parte lipídica está formada por una película
bimolecular que le da estructura. Está compuesta por una lámina que sirve de
“contenedor” para el citosol y los distintos compartimientos internos de la
célula, así como también otorga protección mecánica. existen diferentes tipos
sin embargo las más abundantes llamadas Fosfolípidos acomodadas de una manera
que forman una cadena doble denominada Bicapa de fosfolípidos, esta es la
responsable de las propiedades estructurales de la misma.
Como
en la distribución asimétrica de los lípidos en cada capa, también hay grandes
diferencias en el patrón de distribución de los lípidos entre diferentes tipos
de membranas de una célula o entre membranas equivalentes de diferentes tipos
de células. Así, las bacterias llevan colesterol o fosfatidilcolina en sus
membranas celulares, mientras que las membranas plasmáticas de los eritrocitos
o los recubrimientos de mielina de las células de Schwann contienen casi la
mitad de estos dos tipos de lípidos.
En el interior de una célula eucariota aumenta la composición de lípidos de las membranas mitocondriales, con un alto contenido en fosfatidilcolina y fosfatidiletanolamina, una baja proporción de colesterol y la ausencia clara de glicolipidos respecto a otras membranas. También en el interior de una membrana plasmática puede haber una distribución desigual : lo que se le conocen como las islas flotantes de lípidos, que son ricas en colesterol y glicolípidos y por ello poseen una baja fluidez respecto a la membrana circundante, parecen estar en zonas preferidas por las proteínas de membrana con un anclaje a un lípido.
Una composición similar tiene
la inversión de la membrana en forma de matraz, denominadas caveolas y junto al
colesterol y los glicolipidos, son ricas en las proteínas de membrana
caveolina. El significado biológico de esta diferente distribución de lípidos,
igual que la variedad química de lípidos, aun no se han entendido por completo,
posiblemente sirve para ordenar las proteínas en las zonas funcionales o los
campos de señal y en lugares preparados con cofactores lipidicos para enzimas
asociadas a las membranas.
Lípidos
Fuente: Wikipedia
El
98% de los lípidos presente en las membranas celulares son anfipático, es decir
que presentan un extremo hidófilo (que tiene afinidad e interacciona con el
agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son los
fosfoglicéridos (fosfolípidos) y los esfingolípidos, que se encuentran en todas
las células; le siguen los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo
colesterol).
FOSFOLIPIDOS
Son estructuras divididas en dos partes
principales que son la cabeza polar y las colas polares, estas última
hidrofóbicas (no se disuelven en agua) y la cabeza hidrofílica contrario a las
colas estas si se disuelven en presencia de agua. Estas moléculas se acomodan
en la membrana en dos cadenas en las cuales las colas polares se extienden hacia
el interior de la misma y las cabezas al exterior, esto basándose en las
propiedades de hidrofobia e hidrofilia.
La cabeza polar está constituida por
fosfatidilcolina que posee una pequeña molécula de colina unida a un grupo
fosfato, por esta composición es que se da la característica de hidrofilia, por
lo tanto, no repelen el agua. La cabeza se une a las colas por medio del grupo
fosfato.
Por otra parte, las colas polares poseen
propiedades hidrófobas, estas repelen el agua debido a que son lípidos y la
principal característica de ellos es esta, su mayor componente son los
esteroides (por ejemplo, el colesterol presente en las membranas celulares
animales), específicamente son dos cadenas de glicerol unidas a la cabeza, y se
localizan hacia el interior de la membrana como una especie de sándwich.
La
capacidad que poseen las cabezas para disolver se debe a que la totalidad o
casi la totalidad de sus átomos están desprovistos de carga y son no polares,
en consecuencia, estas moléculas no pueden crear uniones con moléculas de agua.
Por lo tanto, estos átomos no polares obligan a las moléculas de agua vecinas a
reorganizarse para adoptar una estructura similar a la de una jaula alrededor
de la molécula hidrofóba.
Las
mismas fuerzas que determinan que las moléculas anfipáticas formen una bicapa
confieren a la bicapa sus propiedades auto selladoras, cualquier solución de
continuidad en la bicapa generará un borde libre expuesto al agua. Dado que
este fenómeno es energéticamente desventajoso, las moléculas de la bicapa se
reorganizan en forma espontánea para abolir el borde libre.
El
medio acuoso a ambos lados de la membrana celular impide que los lípidos de la
membrana se fuguen pero nada impide que estas moléculas se desplacen libremente
e intercambien posiciones dentro de la bicapa propiamente dicha. En
consecuencia, la membrana se comporta como un fluido bidimensional y este
comportamiento es esencial para la función de la membrana.
Fuente: Wikipedia
FOSFOGLICERIDOS
Los
fosfogliceridos pueden definirse como lípidos antipáticos formados por esteres
de acilglicerol con fosfato y otro compuesto hidroxilado, la estructura de la
molécula es un ácido fosfatidico, está compuesto por dos ácidos grasos, uno
saturado y otro generalmente insaturado,
pertenecen al grupo de los fosfolipidos.
Fuente: Wikipedia
ESFINGOLIPIDOS
Están
formados por una molécula denominada ceramida, la ceramida está constituida por
un ácido graso y una espingosina, dependiendo de la molécula que enlace con la
ceramida podemos encontrar fosfoesfingolipidos o glucoesfingolipidos.
Fuente: Wikipedia
COLESTEROL
El
colesterol es un esterol que se encuentra en los tejidos corporales, que existe
naturalmente en todas las partes del cuerpo, es una sustancia cerosa de tipo
grasosa.
Fuente: Wikipedia
La
estructura de la membrana va muy relacionada con la función de fluidez que esta
dé, es decir la facilidad con la que las moléculas lipídicas que la constituyen
se desplazan en el plano de la bicapa. Por ejemplo, el grado de fluidez de una
bicapa lipídica a cierta temperatura depende de su composición fosfolipidica y,
sobre todo, de la naturaleza de las colas hidrocarbonadas; cuanto más regular y
compacto sea el agrupamiento de las colas, más viscosa (menos fluida) será la
bicapa.
ESTRUCTURA
DE LA MEMBRANA
Fuente: cienciasnaturavictorfegono.blogspot
Antiguamente
se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático formado por las
siguientes capas: proteínas/lípidos/lípidos/proteínas. Hoy en día se concibe
como una estructura dinámica. Las observaciones en el microscopio electrónico
han conducido al desarrollo de un modelo explicativo de la estructura de la
membrana, que propone la existencia de una doble capa de fosfolípidos, con
proteínas de diferentes tipos insertadas en ella, este modelo, el más aceptado
en la actualidad, ha sido designado con el nombre del “mosaico fluido”.
Fue
propuesto por S. J. Singer y G. Nicholson, en 1972, para explicar la estructura
química de la membrana plasmática.
Esta
estructura general –modelo unitario- se presente también en todo el sistema de
endomembranas (membranas de los diversos orgánulos del interior de la célula,
como retículo endoplasmático, aparato de Golgi y envoltura nuclear, y los de
otros orgánulos, como las mitocondrias y los plastos que proceden de
endosimbiosis.
La
estructura de las membranas depende de los lípidos y las funciones dependen de
las proteínas. La mayor parte de los
componentes de la membrana celular se forman en una red tridimensional
irregular de espacios rodeada a su vez por una membrana y llamado retículo
endoplasmático (RE), aquí se forman los materiales que son expulsados por la
célula.
El
aparato de Golgi está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en
membrana, este recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, los
transforma y los dirige hacia distintos lugares de la célula. Los lisosomas son
pequeñas organelas de forma irregular que contienen reservas de enzimas
necesarias para la digestión celular de numerosas moléculas indeseables. Las
membranas forman muchas otras vesículas pequeñas encargadas de transportar
materiales ente orgánulos.
El
orden de las cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa
lipídica impide que solutos polares, como aminoácidos, ácidos nucleicos,
carbohidratos, proteínas e iones, difundan a través de la membrana, pero
generalmente permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas. Esto
permite a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos
de proteína transmembranal tales como poros y caminos que, permiten el paso de
glucosa e iones específicos como el sodio y el potasio.
La
bicapa fosfolipídica de las membranas también contiene colesterol. Las
membranas de las mitocondrias tienen unas cuantas moléculas de colesterol, pero
algunas membranas plasmáticas tienen tanto colesterol como fosfolípidos. Las
membranas pueden eliminar vesículas y sellarse nuevamente, o fusionarse con
vesículas y volver a ser lisas, debido a la naturaleza fluida de la bicapa.
Las
cinco capas de moléculas fosfolipídicas forman un “sándwich” con las colas de
ácido graso dispuestos hacia el centro de la membrana plasmática y las cabezas
de fosfolípidos hacia los medios acuosos que se encuentran dentro y fuera de la
célula.
Fuente: cienciasnaturavictorfegono.blogspot
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- http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/cholesterol.html
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