Membrana de plasma: definición, estructura y función (con diagrama)

La membrana plasmática es una barrera protectora que rodea el interior de la célula. También llamada membrana celular, esta estructura es semiporosa y permite que ciertas moléculas entren y salgan de la célula. sirve como límite al mantener el contenido de la celda dentro y evitar que se derrame.

tanto las células procariotas como las eucariotas tienen membranas plasmáticas, pero las membranas varían entre los diferentes organismos. En general, las membranas plasmáticas están formadas por fosfolípidos y proteínas.

Los fosfolípidos forman la base de la membrana plasmática. La estructura básica de un fosfolípido incluye una cola hidrófoba (temerosa del agua) y una cabeza hidrófila (amante del agua). el fosfolípido consiste en un glicerol más un grupo de fosfato con carga negativa, que forman la cabeza, y dos ácidos grasos que no llevan carga.

Aunque hay dos ácidos grasos conectados a la cabeza, se agrupan como una "cola". estos extremos hidrófilos e hidrófobos permiten que se forme una bicapa en la membrana plasmática. La bicapa tiene dos capas de fosfolípidos dispuestas con sus colas en el interior y sus cabezas en el exterior.

El modelo de mosaico fluido explica la función y la estructura de una membrana celular. Primero, la membrana parece un mosaico porque tiene diferentes moléculas en su interior, como los fosfolípidos y las proteínas. segundo, la membrana es fluida porque las moléculas pueden moverse. El modelo completo muestra que la membrana no es rígida y es capaz de cambiar. La membrana celular es dinámica y sus moléculas pueden moverse rápidamente. Las células pueden controlar la fluidez de sus membranas al aumentar o disminuir el número de moléculas de ciertas sustancias.

Es importante tener en cuenta que los diferentes ácidos grasos pueden formar fosfolípidos. Los dos tipos principales son los ácidos grasos saturados e insaturados . Los ácidos grasos saturados no tienen dobles enlaces y, en cambio, tienen el número máximo de enlaces de hidrógeno con el carbono. la presencia de enlaces únicos en los ácidos grasos saturados hace que sea fácil empaquetar los fosfolípidos juntos.

por otro lado, los ácidos grasos insaturados tienen algunos enlaces dobles entre los carbonos, por lo que es más difícil empaquetarlos juntos. sus dobles enlaces hacen que las cadenas se doblen y afectan la fluidez de la membrana plasmática. Los dobles enlaces crean más espacio entre los fosfolípidos en la membrana, por lo que algunas moléculas pueden pasar más fácilmente.

Las grasas saturadas tienen más probabilidades de ser sólidas a temperatura ambiente, mientras que los ácidos grasos insaturados son líquidos a temperatura ambiente. Un ejemplo común de una grasa saturada que puede tener en la cocina es la mantequilla. Un ejemplo de una grasa insaturada es el aceite líquido. La hidrogenación es una reacción química que puede hacer que el aceite líquido se convierta en un sólido como la margarina. La hidrogenación parcial convierte algunas de las moléculas de aceite en grasas saturadas.

puede dividir las grasas insaturadas en dos categorías más: grasas insaturadas cis y grasas insaturadas trans. Las grasas cis-insaturadas tienen dos hidrógenos en el mismo lado de un doble enlace. sin embargo, las grasas trans-insaturadas tienen dos hidrógenos en los lados opuestos de un doble enlace. Esto tiene un gran impacto en la forma de la molécula. Las grasas cis-insaturadas y las grasas saturadas se producen naturalmente, pero las grasas trans-insaturadas se crean en el laboratorio.

Es posible que haya escuchado sobre problemas de salud relacionados con el consumo de grasas trans en los últimos años. También llamadas grasas trans-insaturadas, los fabricantes de alimentos crean grasas trans a través de la hidrogenación parcial. la investigación no ha demostrado que las personas tengan las enzimas necesarias para metabolizar las grasas trans, por lo que comerlas puede aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares y diabetes.

El colesterol es otra molécula importante que afecta la fluidez en la membrana plasmática. El colesterol es un esteroide que se produce naturalmente en la membrana. tiene cuatro anillos de carbono unidos y una cola corta, y se extiende al azar por toda la membrana plasmática. La función principal de esta molécula es ayudar a mantener los fosfolípidos juntos para que no se alejen demasiado entre sí.

al mismo tiempo, el colesterol proporciona el espacio necesario entre los fosfolípidos y evita que se vuelvan tan compactos que los gases importantes no puedan pasar. Básicamente, el colesterol puede ayudar a regular lo que sale y entra en la célula.

Los ácidos grasos esenciales, como los omega-3, forman parte de la membrana plasmática y también pueden afectar la fluidez. Los ácidos grasos omega 3, que se encuentran en alimentos como el pescado graso, son una parte esencial de su dieta. después de comerlos, su cuerpo puede agregar omega-3 a la membrana celular incorporándolos en la bicapa de fosfolípidos. Los ácidos grasos omega-3 pueden influir en la actividad de la proteína en la membrana y modificar la expresión génica.

La membrana plasmática tiene diferentes tipos de proteínas. algunos están en la superficie de esta barrera, mientras que otros están incrustados dentro. Las proteínas pueden actuar como canales o receptores para la célula.

Las proteínas integrales de la membrana se encuentran dentro de la bicapa de fosfolípidos. la mayoría de ellas son proteínas transmembrana, lo que significa que partes de ellas son visibles en ambos lados de la bicapa porque sobresalen. En general, las proteínas integrales ayudan a transportar moléculas más grandes como la glucosa. Otras proteínas integrales actúan como canales para los iones.

estas proteínas tienen regiones polares y no polares similares a las encontradas en los fosfolípidos. Por otro lado, las proteínas periféricas están ubicadas en la superficie de la bicapa de fosfolípidos. A veces se unen a proteínas integrales.

Las células tienen redes de filamentos llamadas citoesqueleto que proporcionan estructura. El citoesqueleto generalmente existe justo debajo de la membrana celular e interactúa con él. También hay proteínas en el citoesqueleto que soportan la membrana plasmática. por ejemplo, las células animales tienen filamentos de actina que actúan como una red. estos filamentos se unen a la membrana plasmática a través de proteínas conectoras. Las células necesitan el citoesqueleto para soporte estructural y para prevenir daños.

Al igual que los fosfolípidos, las proteínas tienen regiones hidrófilas e hidrófobas que predicen su colocación en la membrana celular. por ejemplo, las proteínas transmembrana tienen partes que son hidrófilas e hidrófobas, por lo que las partes hidrófobas pueden pasar a través de la membrana e interactuar con las colas hidrófobas de los fosfolípidos.

La membrana plasmática tiene algunos carbohidratos. Las glicoproteínas , que son un tipo de proteína con un carbohidrato unido, existen en la membrana. Normalmente, las glicoproteínas son proteínas integrales de membrana. Los carbohidratos en las glicoproteínas ayudan con el reconocimiento celular.

Los glicolípidos son lípidos (grasas) con carbohidratos unidos y también forman parte de la membrana plasmática. Tienen colas lipídicas hidrófobas y cabezas de hidratos de carbono hidrófilas. esto les permite interactuar y unirse a la bicapa de fosfolípidos. en general, ayudan a estabilizar la membrana y pueden ayudar con la comunicación celular actuando como receptores o reguladores.

Una de las características importantes de estos carbohidratos es que actúan como etiquetas de identificación en la membrana celular, y esto desempeña un papel en la inmunidad. los carbohidratos de las glucoproteínas y los glicolípidos forman el glicocalix alrededor de la célula que es importante para el sistema inmunológico. El glicocalix, también llamado matriz pericelular, es un recubrimiento que tiene un aspecto borroso.

Muchas células, incluidas las células humanas y bacterianas, tienen este tipo de recubrimiento. En los seres humanos, el glicocalix es único en cada persona debido a los genes, por lo que el sistema inmunológico puede usar el recubrimiento como un sistema de identificación. sus células inmunitarias pueden reconocer el recubrimiento que le pertenece y no atacarán sus propias células.

La membrana plasmática tiene otras funciones, como ayudar al transporte de moléculas y la comunicación célula a célula. La membrana permite que los azúcares, iones, aminoácidos, agua, gases y otras moléculas entren o salgan de la célula. No solo controla el paso de estas sustancias, sino que también determina cuántas pueden moverse.

la polaridad de las moléculas ayuda a determinar si pueden entrar o salir de la célula. por ejemplo, las moléculas no polares pueden atravesar la bicapa de fosfolípidos directamente, pero las polares deben usar los canales de proteínas para pasar. El oxígeno, que no es polar, puede moverse a través de la bicapa, mientras que los azúcares deben usar los canales. esto crea un transporte selectivo de materiales dentro y fuera de la célula.

La permeabilidad selectiva de las membranas plasmáticas da a las células un mayor control. El movimiento de las moléculas a través de esta barrera se divide en dos categorías: transporte pasivo y transporte activo. el transporte pasivo no requiere que la célula utilice ninguna energía para mover las moléculas, pero el transporte activo utiliza energía del trifosfato de adenosina (atp).

La difusión y la ósmosis son ejemplos de transporte pasivo. En la difusión facilitada, las proteínas en la membrana plasmática ayudan a las moléculas a moverse. En general, el transporte pasivo implica el movimiento de sustancias desde una alta concentración a una baja concentración. por ejemplo, si una célula está rodeada por una alta concentración de oxígeno, entonces el oxígeno puede moverse libremente a través de la bicapa a una concentración más baja dentro de la célula.

El transporte activo ocurre a través de la membrana celular y generalmente involucra las proteínas incrustadas en esta capa. este tipo de transporte permite que las células trabajen contra el gradiente de concentración, lo que significa que pueden mover cosas de una concentración baja a una concentración alta. Requiere energía en forma de atp.

La membrana plasmática también ayuda a la comunicación célula a célula. Esto puede involucrar a los carbohidratos en la membrana que sobresalen de la superficie. Tienen sitios de unión que permiten la señalización celular . los carbohidratos de la membrana de una célula pueden interactuar con los carbohidratos en otra célula.

Las proteínas de la membrana plasmática también pueden ayudar con la comunicación. Las proteínas transmembrana actúan como receptores y pueden unirse a las moléculas de señalización. Dado que las moléculas de señalización tienden a ser demasiado grandes para entrar en la célula, sus interacciones con las proteínas ayudan a crear una vía de respuesta. esto sucede cuando la proteína cambia debido a las interacciones con la molécula de señal y comienza una cadena de reacciones.

en algunos casos, los receptores de membrana en una célula se utilizan contra el organismo para infectarlo. por ejemplo, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) puede utilizar los propios receptores de la célula para ingresar e infectar la célula. El VIH tiene proyecciones de glicoproteínas en su exterior que se ajustan a los receptores en las superficies celulares. El virus puede unirse a estos receptores y entrar.

Otro ejemplo de la importancia de las proteínas marcadoras en las superficies celulares se ve en los glóbulos rojos humanos . ayudan a determinar si usted tiene el tipo de sangre a, b, ab o o. Estos marcadores se llaman antígenos y ayudan a su cuerpo a reconocer sus propias células sanguíneas.

Los eucariotas no tienen paredes celulares, por lo que la membrana plasmática es lo único que impide que las sustancias entren o salgan de la célula. sin embargo, los procariotas y las plantas tienen paredes celulares y membranas de plasma. la presencia de solo una membrana plasmática permite que las células eucariotas sean más flexibles.

La membrana plasmática o membrana celular actúa como un recubrimiento protector para la célula en eucariotas y procariotas. Esta barrera tiene poros, por lo que algunas moléculas pueden entrar o salir de las células. La bicapa de fosfolípidos juega un papel importante como la base de la membrana celular. También puedes encontrar colesterol y proteínas en la membrana. Los carbohidratos tienden a estar unidos a proteínas o lípidos, pero juegan un papel crucial en la inmunidad y la comunicación celular.

La membrana celular es una estructura fluida que se mueve y cambia. parece un mosaico debido a las diferentes moléculas incrustadas. La membrana plasmática ofrece soporte para la célula mientras ayuda con la señalización y el transporte de la célula.