Modelo de membrana
La membrana plasmática es una envoltura continua que rodea la célula, formando una estructura asimétrica entre los medios intracelular y extracelular. Está constituida por una doble capa lipídica, proteínas intermembrana (intrínsecas) y proteínas extramembrana (extrínsecas), que pueden ser internas o externas. Las moléculas lipídicas se disponen en una doble capa que constituye una barrera casi impermeable para las moléculas hidrofílicas. Los grupos polares de los lípidos ocupan la cara eterna y la interna. Los grupos apolares se sitúan en la zona media. Sus cadenas hidrofóbicas se dirigen perpendicularmente hacia la superficie de las dos capas, entre el espacio que separa los dos grupos polares.
La composición bioquímica de una membrana está adaptada a la función de la región celular que la limita. Para una misma célula, esta composición difiere de un dominio a otro, y de un tipo celular a otro. Estas variaciones constitutivas reflejan las diferencias funcionales de estas membranas.
Lípidos y fluidez de membrana
La membrana está compuesta básicamente por fosfolípidos, colesterol y glucolípidos, que constituyen el 40% de la membrana.
Fosfolípidos: son los componentes más abundantes y tienen básicamente una función estructural. Debido a su carácter anfipático se autoensamblan, formando dos capas. Presentan una alta movilidad lateral y de giro sobre sí mismos, produciendo una gran fluidez en la membrana.
Glucolípidos: son mucho menos abundantes. Tienen también un carácter anfipático. Su componente glúcido, siempre orientado en la cara externa de la membrana, interviene en procesos de reconocimiento y señales entre células.
Colesterol: se asocia a los lípidos disminuyendo la fluidez de la monocapa y manteniendo la estabilidad de la bicapa.
La fluidez es la capacidad de una molécula que forma parte de una membrana para desplazarse por ella. Esta fluidez depende de la insaturación de los fosfolípidos, la cantidad de colesterol y la temperatura. Las membranas son fluidas, prácticamente son láminas de grasa, donde las moléculas se encuentran en un estado de líquido viscoso. Esto implica que, en teoría, las moléculas podrían difundir y desplazarse por ella sin restricciones. Un glicerofosfolípido que está situado en la membrana plasmática en su monocapa externa tendría dos posibilidades de movimiento: uno lateral donde se desplazaría entre las moléculas contiguas, y otro en el que saltaría a la monocapa interna, movimiento denominado ‘’flip-flop’’. Los saltos entre monocapas son muy infrecuentes, se estima que la posibilidad de que le ocurra a un lípido es de una vez al mes debido a que las cabezas polares de los lípidos se encuentran con la barrera de las cadenas de ácidos grasos. El colesterol posee, sin embargo, la capacidad de hacer movimientos ‘’flip-flop’’ con relativa facilidad.
La fluidez de la membrana puede variar con la composición química de sus componentes. Así, generalmente, la menor longitud o la mayor cantidad de enlaces insaturados de las cadenas de ácidos grasos, así como el aumento de la concentración de colesterol, hacen que las membranas sean más fluidas.
Proteínas de membrana
Aunque la estructura básica de las membranas biológicas está determinada por la bicapa lipídica, la mayoría de sus funciones específicas están desempeñadas por proteínas. Por consiguiente, la cantidad y el tipo de proteínas de una membrana son muy variables. La membrana plasmática contiene aproximadamente un 50% de su masa total en proteínas. Debido a que las moléculas lipídicas son pequeñas en comparación con las proteínas, en todos los casos hay más moléculas lipídicas que proteicas- alrededor de 50 moléculas de lípidos por cada molécula de proteína en una membrana que contenga un 50% de proteína en masa. Como los lípidos de membrana, es común que las proteínas de membrana lleven adosadas cadenas de oligosacáridos. Así, la superficie externa posee una gran cantidad de carbohidratos, lo que forma un glucocáliz.
Asimetría del plasmalema
La distribución de los lípidos entre las dos capas es asimétrica. Esfingolípidos, fosfatidilcolinas y glucolípidos son más abundantes en la cara externa de la bicapa, mientras que las fosfatidiletanolaminas y la fosfatidilserina son más abundantes en la cara interna.
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