Funciones
La membrana en su composición química presenta: Lípidos, Glúcidos y Proteínas.
Las moléculas lipídicas son las más abundantes, mientras que las proteínas son más escasas y de gran tamaño, en general, por cada molécula de proteínas existen aproximadamente cincuenta moléculas de lípidos. Los hidratos de carbono son el componente minoritario y se encuentran asociados a lípidos y proteínas, principalmente en la membrana plasmática.
Revisa el siguiente fichero para conocer más sobre los componentes de la membrana:
Los lípidos de la membrana se encuentran dispuestos formando la bicapa en un 98%. Esta bicapa lipídica es la estructura básica de la membrana y sirve de barrera impermeable al flujo de la mayoría de las moléculas solubles en agua.
Los lípidos principales y más abundantes que forman la membrana son: los fosfolípidos, el colesterol y los glucolípidos, todos ellos de naturaleza anfipática, es decir su molécula presenta un extremo hidrofílico o polar (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico o no polar (que repele el agua). Las moléculas de fosfolípidos están formadas de una cabeza polar hidrofílica y dos colas hidrocarbonadas hidrofóbicas.
Existen también grasas neutras que son lípidos no anfipáticos, pero sólo representan un 2% del total de lípidos de membrana. En todas las células, los lípidos más abundantes son los fosfolípidos y los esfingolípidos. En las células eucariotas también se encuentran los glucolípidos, así como esteroides (sobre todo colesterol), que no existen o son escasos en las membranas plasmáticas de las células procariotas.
Todas las células tienen una cubierta que rodea a la membrana plasmática, misma que está formada por carbohidratos unidos de modo covalente a las proteínas para producir glucoproteínas (glucocalix), en conjunto con los lípidos (glucolípidos).
Los glúcidos representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática y pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se localizan en la cara exterior de la membrana formando el glucocalix o cubierta celular. Sus funciones principales son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).
Representan el componente fundamental de las membranas biológicas, ya que son responsables de sus funciones dinámicas y además,determinan sus funciones específicas. También desempeñan diversas funciones como: transportadoras, (transportan moléculas específicas fuera y dentro de la célula), conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior) y receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión), mientras que otras son enzimas que catalizan reacciones asociadas a la membrana.
Según su grado de asociación a la membrana las proteínas se clasifican en:
- Integrales o intrínsecas: presentan regiones hidrófobas, por las que se pueden asociar al interior de la membrana y regiones hidrófilas que se sitúan hacia el exterior, por consiguiente, son anfipáticas. Sólo se pueden separar de la bicapa si ésta es destruida (por ejemplo con un detergente neutro). Algunas de éstas presentan carbohidratos unidos a ellas covalentemente (glucoproteínas).
- Periféricas o Extrínsecas: No presentan regiones hidrófobas, de modo que no pueden entrar al interior de la membrana, se encuentran en su cara interna (en el interior celular). Se separan y unen a ésta con facilidad por enlaces de tipo iónico.
Ahora da clic en cada imagen para relacionar los componentes de la membrana con las diferentes partes del proceso.
Transporte
¿Cuáles son las razones por las que la membrana plasmática requiere de tantas proteínas distintas? La diversidad de proteínas en una membrana refleja el número de funciones que se llevan a cabo en ella. Por lo general una proteína asociada a la bicapa lipídica es un indicativo de la función que va a desempeñar. Todo este conjunto de proteínas de la membrana, propicia el intercambio de materiales en ambos sentidos, por lo que realizan funciones como: transportadoras, conectoras (conectan la membrana con la matriz extracelular o con el interior), receptoras (encargadas del reconocimiento celular y adhesión) y enzimas.
Clatrina
Comunicación
La función principal de la comunicación celular es la de adaptarse a los cambios que existen en el medio que les rodea para poder sobrevivir, esto ocurre gracias al fenómeno de la homeostasis.
Las células necesitan comunicarse e interactuar con el medio circundante, los procesos de comunicación son diferentes en los organismos unicelulares y pluricelulares. En el caso de los organismos unicelulares, una sola célula debe ser capaz de percibir las características del entorno, procesar la información, elaborar y producir las respuestas adecuadas en cada situación (por ejemplo, un paramecio puede localizar y capturar su alimento o puede enquistarse o huir a otro lugar si las condiciones son desfavorables). Por su parte, en los organismos pluricelulares las funciones de relación del organismo se reparten entre diversas células especializadas en distintas tareas como: captar estímulos, transmitir señales, ejecutar respuestas (por ejemplo, la especie humana, que cuenta aproximadamente con 80 billones de células que deben comunicarse entre sí, constituye un organismo pluricelular).
En las células animales se pueden diferenciar básicamente tres modalidades de comunicación: comunicación por unión directa entre células contiguas, comunicación a través de moléculas unidas a membranas y comunicación a distancia por medio de moléculas segregadas. Las células vegetales, además de la membrana celular, tienen una pared celular que le sirve de soporte, es por esto que en el proceso de comunicación entre las células vegetales hacen su aparición los plasmodesmos, puentes de membrana que atraviesan las gruesas paredes vegetales que separan las células de las plantas. Una célula vegetal suele tener miles de plasmodesmos.
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Reconocimiento celular
Algunas de las proteínas que se encuentran en las membranas son denominadas como receptoras porque reconocen determinadas moléculas-mensajes (hormona, neurotransmisor, factor químico, etc.), posibilitando que las células respondan a estímulos o señales externas.
Los receptores son moléculas complejas que interaccionan con sustancias del medio (por ejemplo, las hormonas), por lo que sufren una alteración en su estructura tridimensional, provocando cambios en la concentración de ciertas moléculas en el interior de las células (segundos mensajeros).
Óvulo y espermatozoide
Las células pueden ser reconocidas mediante otras células o moléculas, a partir de la composición diferencial que presentan los distintos tipos celulares en su glucocálix.
Algunos ejemplos de reconocimiento celular ocurren entre: óvulo y espermatozoide de la misma especie, virus o bacterias y células a las que infectan, células de un mismo tejido, antígenos y células inmunitarias.