mmbrana plasmatica- Esteban Arias

Membrana plasmática
Todas las células tanto eucariotas como procariotas, están rodeadas de membrana plasmática, que define el límite de la célula y separa su contenido interno del medio externo.
Actúa como barrera selectiva al paso de las moléculas, la membrana plasmática determina la composición del citoplasma.
La estructura básica de la membrana plasmática, es la bicapa lipídica, que es impermeable a la mayoría de las moléculas hidrosolubles.
El paso de la mayoría de iones está mediado por proteínas, que son responsables del tráfico selectivo tanto al interior como al exterior celular. Otras proteínas controlan las interacciones entre las células de los organismos multicelulares y actúan como sensores a través de las cuales la célula recibe señales del medio, por tanto la membrana hace un papel doble: a) aísla al citoplasma y b) medias las interacciones entre la célula y su medio.
Estructura de la membrana plasmática.
Está constituida por lípidos y proteínas. La estructura fundamental es la bicapa lipídica, que forma una barrera estable entre dos compartimientos acuosos.
Bicapa lípidica.
Los glóbulos rojos, una célula muy estudiada por su membrana, los glóbulos rojos de los mamíferos no contienen núcleo, ni mitocondria, ni membranas internas. Es de tal forma que es fácil retirar la membrana plasmática de esta célula.
La membrana plasmática (bicapa lipídica), contiene cuatro fosfolípídos principales (fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y esfingomielina), que juntos constituyen más de la mitad de los lípidos en la mayoría de las membranas.
La capa externa de la bicapa lipídica está compuesta por fosfatidilcolina y esfingomielina, mientras que la fosfatidiletanolamina y la fosfatidilserina son los fosfolípidos predominantes de la membrana interna.
Las cabezas de la fosfatidilserina, como el fosfatidilinositol están cargados negativamente hacía la cara citosolica de la membrana plasmática.
El fosfatidilinositol es un quinto fosfolípido, se encuentra localizado en la capa interna de la membrana plasmática, desempeña funciones como la endocitosis, en uniones celulares y en la señalización celular.
Además de los cinco fospolípidos, la membrana plasmática de los animales contiene glicolípidos y colesterol. Los glicolípidos se encuentran en la capa externa, con sus residuos de carbohidratos expuestos a la superficie celular. El colesterol se encuentra en grandes cantidades en la bicapa lipídica.
Características generales de la membrana:
1. Estructura de los fosfolípidos, es la responsable de servir como barrera entre dos compartimientos acuosos, debido a que el interior de la bicapa lipídica está constituida por cadenas de ácidos grasos hidrofóbicos.
2. Las bicapas de los fosfolipidos que se encuentran en la naturaleza son fluidos viscosos, no sólidos. Los ácidos grasos de la mayor parte de los fosfolípidos tienen uno o más enlaces dobles, que introducen codos en las cadenas hidrocarbonadas y dificultan su empaquetamiento. Por tanto las largas cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos se mueven libremente en el interior de la membrana, por lo que la membrana es ligera y flexible. Otra propiedad para muchas de las membranas es que las proteínas como los fosfolípidos son capaces de difundir libre y lateralmente dentro de la membrana.
El colesterol tiene efectos diferentes sobre la fluidez de la membrana. A temperaturas altas el colesterol infiere con el movimiento de los ácidos grasos de los fosfolípidos, lo que disminuye la fluidez de la parte externa de la membrana y reduce su permeabilidad a las moléculas pequeñas. A bajas temperaturas el colesterol tiene el efecto inverso.
En lugar de difundir libremente en la membrana plasmática, el colesterol y los esfingolipidos (esfingomielina y glicolipidos), tienden a agregarse en pequeñas placas semisólidas conocidas como balsas lipídicas.
Proteínas de membrana.
Lípidos elementos estructurales de la membrana, las proteínas son las responsables de realizar funciones específicas de la misma.
La mayor parte de la membrana está compuesta por un 50% lípidos y un 50% proteínas aproximadamente, de acuerdo al peso de la membrana. Constituyendo las fracciones hidrocarbonados de los glicolípidos y de los glicoproteínas de un 5% a un 10 % de la masa de la membrana. Como las proteínas son más grandes que los lípidos, este porcentaje corresponde a casi una molécula de proteína por cada 50 o 100 moléculas de lípidos aproximadamente.
Jonahatan Singer y Garth Nicolson propusieron el modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana, paradigma de todas las membranas biológicas. En este modelo, las membranas se consideran fluidos bidimensionales, en los que las proteínas se insertan dentro de bicapas lipídicas.
Estos dos personajes distinguieron dos clases de proteínas asociadas a la membrana, a las que denominaron proteínas periféricas (no están dentro de la membrana o sea que no la interceptan) y proteínas integrales (están dentro de la membrana o sea que la interceptan). Las proteínas periféricas de membrana se definieron como proteínas que se disocian de la membrana tras el tratamiento con agentes polares, como soluciones de PH extremo o de alta concentración salina, que no rompen bicapa fosfolipídica .Estas proteínas se asocian indirectamente con las membranas, a través de interacciones proteína-proteína. Estas interacciones frecuentemente implican enlaces iónicos, que se ven afectados por el pH extremo o la alta salinidad.
Las proteínas integrales de membrana solamente pueden ser liberadas mediante tratamientos que rompan la bicapa lipídica. Estas proteínas integrales de membrana tienen partes que se insertan en la membrana lipídica, por lo que solo pueden ser disociadas mediante agentes que alteran las alteraciones hidrofóbicas.
Muchas proteínas integrales son proteínas transmembrana, que atraviesan la membrana lipídica con partes expuestas a ambos lados de la membrana. La membrana se encuentra partida y separada en sus dos capas. Las proteínas transmembrana aparecen entonces como partículas sobre la cara interna de la membrana. La porción de las proteínas transmembrana que atraviesa la membrana son generalmente alfa elices de 20 a 25 aminoácidos hidrofóbicos que se insertan en la membrana del retículo endoplasmático durante la síntesis de la cadena polipeptidica. Estas proteínas se transportan en vesículas de membrana desde el retículo endoplasmático al aparato de Golgi, y desde allí a la membrana plasmática. A las cadenas polipeptídicas se les añade grupos carbohidrato, tanto en el retículo endoplasmático como en el aparato de Golgi, por lo que la mayoría de las proteínas transmembrana de la membrana plasmática son glicoproteínas con sus oligosacaridos expuestos en la superficie de la célula.
Aunque la mayoría de las proteínas tansmembrana atraviesan la membrana mediante regiones de alfa élice, esto no siempre es así. Una excepción bien conocida la proporciona las porinas una clase de proteínas que forman canales en las membranas externas de algunas bacterias.
A diferencia de las proteínas transmembrana, otro tipo de proteínas se unen a la membrana plasmática por uniones covalentes a lípidos o a glicolípidos.
Glicocalix.
Como ya se había visto las porciones extracelulares de las proteínas de la membrana plasmática generalmente se encuentran glicosiladas del mismo modo las fracciones hidrocarbonadas de los glicolípidos se exponen en la cara externa de la membrana plasmática, como consecuencia, la superficie de la célula está cubierta de un manto de carbohidratos, conocido como el glicocalix, constituido por los oligosacaridos de los glicolípidos y delas glicoproteínas transmembrana.
El glicocalix protege la superficie celular frente al estrés iónico y mecánico además de crear una barrera frente a microorganismos invasores. Además los oligosacáridos del glicocalix participan como marcadores de varios tipos de interacciones célula-célula.