LA MEMBRANA PLASMÁTICA. CONCEPTO
Es una fina membrana que limita y relaciona el interior de la célula, el protoplasma,
con el exterior. Como toda membrana biológica está constituida sobre todo por
lípidos y proteí nas. En la membrana plasmática encontramos muchas proteínas
diferentes, hasta 50 clases diferentes. También hay oligosacáridos asociados a las
proteínas y a los lípi dos.
Esquema de una membrana celular
La estructura actualmente aceptada es el propuesto por Singer, conocido como mosaico fluido, donde los fosfolípidos juegan un papel importante. Al poseer una cabeza polar y cola hidrófoba debido a interacciones hidrofobias, la estructura de una bicapa es la estructura mas estable, en términos termodinámicos. Es esa cola hidrófoba, la que constituye una barrera para aquellas sustancias polares, disueltas en el agua, que intentan cruzarla. Esto explica porque existen proteínas que permiten a los solutos polares entrar a la célula.
Inmersas entre los fosfolípidos encontramos otras moléculas orgánicas:
§ Proteínas, a su vez se clasifican en:
§ Integrales, que atraviesan a uno y otro lado de la membrana.
§ Periféricas, que solo se hallan de un lado de la membrana.
§ Azúcares, principalmente unidos a proteínas aunque también se les halla unidos a ciertos lípidos.
§ Lípidos, más frecuentemente como glicolípidos.
§ Moléculas de colesterol, cuya principal función es mantener la integridad de la membrana, regulando su resistencia y fluidez.
Funciones de la membrana plasmática
La membrana plasmática, tiene un doble papel fisiológico en la célula, por una parte aísla y por lo tanto diferencia el medio interno celular del ambiente exterior pero a su vez media la interacción entre la célula y su entorno exterior al permitir intercambio selectivo de materia y energía e información (diferentes tipos de señales físicas y químicas) entre ambos, intercambio que es necesario para mantener una adecuada homeostasis del medio interno, clave en el mantenimiento de la vida celular. Esta doble función de la membrana plasmática es posible por una parte gracias a la naturaleza aislante que en medio acuoso proporciona la bicapa lipídica hidrofóbica y por otra en las funciones de transporte que desempeñan las proteínas embebidas en la membrana. Es la actividad específica transportadora de dichas proteínas la que determina permeabilidad selectiva de las biomembranas y de ese modo desempeñan un papel crucial en la función de la membrana.
La membrana plasmática es una barrera selectivamente permeable que permite el paso de unas sustancias pero no de otras. Determina pues que sustancias entran o salen de la célula. El interior hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos es una de las razones por las que la membrana es selectivamente permeable. Así, la bicapa lipídica tiene un papel fisicoquímico dual pues sirve por una parte como un solvente de las proteínas de la membrana y por otra actúa como una barrera a la permeabilidad. Mientras que las moléculas hidrofóbicas, que son solubles en lípidos (e.g etanol) pueden pasar fácilmente la membrana, moléculas pequeñas como el oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), Nitrógeno (N2) pueden difundir entre los fosfolípidos de membrana, pero moléculas hidrofílicas pequeñas como agua, nutrientes como la glucosa e iónes [Na+, K+, protones (H+), etc…] no pueden pasar directamente a través de los fosfolípidos de la membrana plasmática. Estos compuestos deben pasar a través de proteínas de transporte específico situadas en la membrana.
Las proteínas embebidas en la membrana realizan varios tipos de funciones algunas de las cuales están relacionadas con el mantenimiento de la hemostasia celular (e.g. transporte, enzimas) y otras que son básicas para integrar una célula en un tejido (receptores, funciones de anclaje, de conexión y reconocimiento intercelular)
ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
La membrana plasmática es extraordinariamente
delgada, teniendo un espesor medio de aproximadamente 10 nm (100Å), por lo
que sólo se ve con el microscopio electrónico.
La estructura de la membrana plasmática es
la misma que la de cualquier membrana biológica. Está formada por una doble capa
lipídica con proteínas integrales y periféricas que se encuentran dispuestas formando una
estructura en mosaico fluido. En su cara externa presenta una estructura fibrosa, que
no se encuentra en las membranas de los orgánulos celulares: el glicocálix, constituido
por oligosacáridos. Los oligosacáridos del glicocálix están unidos tanto a los lípidos,
glicolípidos, como a las proteínas, glicoproteínas. En la cara interna las proteínas
están asociadas a microtúbulos, a microfilamentos y a otras proteínas con función
esquelética.
MECANISMOS DE FUSIÓN DE MEMBRANAS
La fluidez de los componentes de la membrana plasmática permite su crecimiento por
fusión con membranas provenientes de otros orgánulos celulares, como las llamadas
vesículas de exocitosis. Éstas van a poder fusionarse con la membrana. De esta manera
las sustancias que puedan contener las vesículas pasan al exterior y al mismo
tiempo los componentes de la membrana de la vesícu la se integran en la membrana
plasmática haciéndola crecer.
CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS.
Ciertos lípidos, y en particular los fosfolípidos, tienen una parte de la molécula que es
polar: hidrófila y otra (la correspondiente a las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos
grasos) que es no polar: hidrófoba. Las moléculas que presentan estas características
reciben el nombre de antipáticas. A partir de ahora representaremos la parte polar (hidrófila) y la no polar (hidrófoba) de los lípidos antipáticos como se indica en la figura
FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS
Si se dispersa por una superficie acuosa una pequeña cantidad de un lípido
anfipático, se puede formar una capa de una molécula de espesor: monocapa. Esto es
debido a que las partes hidrófilas se disponen hacia el interior y los grupos hidrófobos
hacia el exterior de la superficie acuosa.
Pueden también formarse bicapas, en particular entre dos compartimentos acuosos.
Entonces, las partes hidrófobas se disponen enfrentadas y las partes hidrófilas se colocan
hacia la solución acuosa. Los lípidos antipáticos forman este tipo de estructuras
Espontáneamente. Las bicapas pueden formar compartimentos cerrados denominados
Liposomas. Las bicapas lipídicas poseen características similares a las de las membranas
Celulares: son permeables al agua pero impermeables a los cationes y aniones
y a las grandes moléculas polares. En realidad, las membranas celulares son,
Esencialmente, bicapas lipídicas.
ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
La membrana plasmática es extraordinariamente delgada, teniendo un espesor medio
de aproximadamente 10 nm (100Å), por lo que sólo se ve con el microscopio
electrónico.
La estructura de la membrana plasmática es la misma que la de cualquier membrana
biológica. Está formada por una doble capa lipídica con proteínas integrales y periféricas
que se encuentran dispuestas formando una estructura en mosaico fluido. En su cara
externa presenta una estructura fibrosa, que no se encuentra en las membranas de los
orgánulos celulares: el glicocálix, constituido por oligosacáridos. Los oligosacáridos del glicocálix están unidos tanto a los lípidos, glicolípidos, como a las proteínas, glicoproteínas. En la cara interna las proteínas están asociadas a microtúbulos, a microfilamentos y a otras proteínas con función esquelética.
Esquema tridimensional de la
membrana plasmática. 1) Doble capa
lipídica. 2) Oligosacáricos del glicocálix; 3)
proteína integral; 4) glicoproteína; 5)
microtúbulo; 6) microfilamento.
CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Las moléculas que constituyen las membranas se encuentran libres entre sí pudiendo
desplazarse en el seno de ella, girar o incluso rotar, aunque esto último más raramente.
La membrana mantiene su estructura por uniones muy débiles: Fuerzas de Van der
Waals e interacciones hidrofóbicas. Esto le da a la membrana su característica fluidez.
Todos estos movimientos se realizan sin
consumo de energía. Los lípidos pueden presentar una mayor o menor movilidad en
función de factores internos: cantidad de colesterol o de ácidos grasos insaturados, o
externos: temperatura, composición de moléculas en el exterior, etc. Así, una
mayor cantidad de ácidos grasos insaturados o de cadena corta hace que la membrana sea más fluida y sus componentes tengan una mayor movilidad; una mayor temperatura hace también que la membrana sea más fluida. Por el contrario, el colesterol endurece la membrana y le da una mayor estabilidad y por lo tanto una menor fluidez.
Otra característica de las membranas biológicas es su asimetría, debida a la
presencia de proteínas distintas en ambas caras. Por lo tanto, las dos caras de la
membrana realizarán funciones diferentes. Estas diferencias son de gran importancia a
la hora de interpretar correctamente las funciones de las estructuras constituidas por
membrana.
Propiedades de la membrana:
A-. Autoensamblaje y autosellado: cuando los fosfolípidos se encuentran en medio acuoso, y al ser hidrófobos en la parte de la cola, tienden a autoensamblarse y a cerrarse sobre sí mismos.
B-. Fluidez: la bicapa lipídica es fluida, ya que los fosfolípidos pueden moverse libremente y raramente pasar de una monocapa a otra. También pueden rotar sobre sí mismos.
C-. Asimetría: algunos fosfolípidos son distintos en la monocapa externa y en la interna, pero esta asimetría está producida mayormente por el glucocalix.
D-. Permeabilidad de la membrana
1) Permeabilidad de membrana:
- membranas permeables: permiten el pasaje de todo tipo de moléculas.
- membranas semipermeables: permiten el pasaje de un sólo tipo de molécula.
- membranas selectivamente permeables: poseen diferentes grados de permeabilidad a distintas moléculas.
2) Tonicidad de una solución:
- solución hipotónica: menor concentración de solutos con respecto al interior celular u otra solución. - solución isotónica: igual concentración de solutos con respecto al interior celular u otra solución. - solución hipertónica: mayor concentración de solutos con respecto al interior celular uotra solución.
3) Ósmosis:
Movimiento de agua en respuesta al gradiente de concentración de solutos. La fuerza quedirige este movimiento se conoce como presión osmótica. No todos los solutos ejercen el mismo efecto osmótico (concentraciones iguales de sales y moléculas no ionizables no ejercen la misma presión osmótica).
4) Osmolaridad:
Es una medida de concentración que indica la presión osmótica ejercida por una solución. Depende del número de partículas disueltas en la solución independientemente de su naturaleza. La concentración fisiológica del interior celular es 0,3 osmolar. Es de suma importancia considerar esta condición para la preparación de toda solución que interactúe con células vivas.
EVALUACIÓN DE SITIOS
http://es.wikibooks.org/wiki/Biolog%C3%ADa_celular/Estructura_y_Funci%C3%B3n_de_las_Membranas_Biol%C3%B3gicas
ESTE SITIO EN LO PERSONAL NO LO RECOMIENDO DEBIDO A QUE LA INFORMACIÓN ES MUY SOMERA Y FALTA MAS PROFUNDIDAD, ADEMAS ALGO MUY NEGATIVO ES QUE LA INFORMACIÓN ALLÍ EXPUESTA ES DE DOMINIO PUBLICO----- CABE RESALTAR QUE ES MUY FÁCIL DE ENTENDER LOS CONCEPTOS.
LA INFORMACIÓN NO ES CONFIABLE
ESTE SITIO FUE EL MEJOR QUE ENCONTRÉ ES UN ARTICULO PDF HECHO POR J. L. Sánchez Guillen QUIEN EXPONE DE MANERA ORDENADA Y MUY BIEN ESTRUCTURADA-- APLICANDO UNA PEDAGOGÍA MUY ACERTADA PARA EL BUEN USO DE LA INFORMACIÓN ALLÍ EXPUESTA. CONSIDERO QUE LA INFORMACIÓN ES MUY CONFIABLE CONSIDERO QUE ES MUY VALIDA LA INFORMACIÓN Y EXPOSICIÓN DEL TEMA
BIBLIOGRAFIA
http://bcelular.fcien.edu.uy/index_archivos/Membrana.pdf
http://www.nikolabatina.com.mx/publicaciones/MELINA_PAPEL_respyn.pdf
http://www.iespando.com/web/departamentos/biogeo/2BCH/PDFs/07Membranas.pdf
http://es.wikibooks.org/wiki/Biolog%C3%ADa_celular/Estructura_y_Funci%C3%B3n_de_las_Membranas_Biol%C3%B3gicas
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