La membrana plasmática es una barrera protectora que rodea el interior de la célula. También llamado membrana celular, esta estructura es semiporosa y permite que ciertas moléculas entren y salgan de la célula. Sirve como un límite al mantener el contenido de la celda dentro y evitar que se derrame.
Ambas cosas células procariotas y eucariotas tienen membranas plasmáticas, pero las membranas varían entre diferentes organismos. En general, las membranas plasmáticas están formadas por fosfolípidos y proteínas.
Fosfolípidos y membrana plasmática
Fosfolípidos forman la base de la membrana plasmática. La estructura básica de un fosfolípido incluye un hidrofóbico (temerosa del agua) cola y una hidrofílico (amante del agua) cabeza. El fosfolípido consiste en un glicerol más un grupo fosfato cargado negativamente, que forman la cabeza, y dos ácidos grasos que no tienen carga.
Aunque hay dos ácidos grasos conectados a la cabeza, se agrupan en una "cola". Estos extremos hidrófilos e hidrófobos permiten una
bicapa formarse en la membrana plasmática. La bicapa tiene dos capas de fosfolípidos dispuestas con sus colas por dentro y sus cabezas por fuera.Estructura de la membrana plasmática: lípidos y fluidez de la membrana plasmática
La Modelo de mosaico fluido explica la función y estructura de una membrana celular.
Primero, la membrana parece un mosaico porque tiene diferentes moléculas en su interior, como fosfolípidos y proteínas. En segundo lugar, la membrana es fluida porque las moléculas pueden moverse. Todo el modelo muestra que la membrana no es rígida y es capaz de cambiar.
La membrana celular es dinámica y sus moléculas pueden moverse rápidamente. Células pueden controlar la fluidez de sus membranas aumentando o disminuyendo el número de moléculas de determinadas sustancias.
Ácidos grasos saturados e insaturados
Es importante señalar que diferentes ácidos grasos pueden formar fosfolípidos. Los dos tipos principales son saturado y insaturado ácidos grasos.
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 solo enlaces simples en los ácidos grasos saturados hace que sea fácil empaquetar los fosfolípidos de manera apretada.
Por otro lado, los ácidos grasos insaturados tienen algunos enlaces dobles entre los carbonos, por lo que es más difícil empaquetarlos. 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.
Es más probable que las grasas saturadas sean 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 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.
•••Dana Chen | Ciencia
Grasas trans
Puede dividir las grasas insaturadas en dos categorías más: grasas insaturadas cis y grasas insaturadas trans. Las grasas insaturadas cis tienen dos hidrógenos en el mismo lado de un doble enlace.
Sin embargo, grasas transinsaturadas tienen dos hidrógenos en lados opuestos de un doble enlace. Esto tiene un gran impacto en la forma de la molécula. Las grasas insaturadas cis y las grasas saturadas se producen de forma natural, pero las grasas insaturadas trans 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 transinsaturadas, los fabricantes de alimentos crean grasas trans mediante hidrogenación parcial. La investigación no ha demostrado que las personas tengan enzimas necesarios para metabolizar las grasas trans, por lo que ingerirlas puede aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares y diabetes.
Colesterol y membrana plasmática
El colesterol es otra molécula importante que afecta la fluidez en la membrana plasmática.
El colesterol es un esteroide que ocurre naturalmente en la membrana. Tiene cuatro anillos de carbono enlazados y una cola corta, y se distribuye aleatoriamente por toda la membrana plasmática. La función principal de esta molécula es ayudar a mantener unidos los fosfolípidos para que no se alejen demasiado unos de otros.
Al mismo tiempo, el colesterol proporciona un espacio necesario entre los fosfolípidos y evita que se apiñen tanto que los gases importantes no puedan pasar. Esencialmente, el colesterol puede ayudar a regular lo que sale y entra en la célula.
Acidos grasos esenciales
Los ácidos grasos esenciales, como los omega-3, forman parte de la membrana plasmática y también pueden afectar la fluidez. Se encuentra en alimentos como pescados grasos, omega-3. ácidos grasos son una parte esencial de su dieta. Después de comerlos, su cuerpo puede agregar omega-3 a la membrana celular incorporándolos a la fosfolípido bicapa.
Los ácidos grasos omega-3 pueden influir en la actividad de las proteínas en la membrana y modificar la expresión génica.
Proteínas y membrana plasmática
La membrana plasmática tiene diferentes tipos de proteínas. Algunos están en la superficie de esta barrera, mientras que otros están incrustados en el interior. Las proteínas pueden actuar como canales o receptores de la célula.
Proteínas integrales de 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 apolares similares a las que se encuentran en los fosfolípidos. Por otro lado, las proteínas periféricas se localizan en la superficie de la bicapa de fosfolípidos. A veces se unen a proteínas integrales.
Citoesqueleto y Proteínas
Las células tienen redes de filamentos llamados citoesqueleto que proporcionan estructura. La citoesqueleto generalmente existe justo debajo de la membrana celular e interactúa con ella. También hay proteínas en el citoesqueleto que sostienen la membrana plasmática.
Por ejemplo, las células animales tienen filamentos de actina que actúan como una red. Estos filamentos están unidos a la membrana plasmática a través de proteínas conectoras. Las células necesitan el citoesqueleto como soporte estructural y para prevenir daños.
Al igual que los fosfolípidos, las proteínas tienen regiones hidrófilas e hidrófobas que predicen su ubicación en la membrana celular.
Por ejemplo, las proteínas transmembrana tienen partes que son hidrófilas e hidrófobas, por lo que la Las partes hidrofóbicas pueden atravesar la membrana e interactuar con las colas hidrofóbicas del fosfolípidos.
Carbohidratos en la membrana plasmática
La membrana plasmática tiene algunos carbohidratos. Glicoproteínas, que son un tipo de proteína con un carbohidrato adherido, existen en la membrana. Por lo general, las glicoproteínas son proteínas integrales de membrana. Los carbohidratos de las glicoproteínas ayudan con el reconocimiento celular.
Glucolípidos son lípidos (grasas) con carbohidratos adheridos y también forman parte de la membrana plasmática. Tienen colas de lípidos hidrófobos y cabezas de carbohidratos hidrófilos. 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.
Identificación celular y carbohidratos
Una de las características importantes de estos carbohidratos es que actúan como etiquetas de identificación en la membrana celular, y esto juega un papel en la inmunidad. Los carbohidratos de las glicoproteínas y los glicolípidos forman el glicocáliz alrededor de la célula que es importante para el sistema inmunológico. El glicocáliz, también llamado matriz pericelular, es un recubrimiento que tiene una apariencia borrosa.
Muchas células, incluidas las humanas y bacterianas, tienen este tipo de recubrimiento. En los seres humanos, el glucocáliz es único en cada persona debido a genes, por lo que el sistema inmunológico puede utilizar el recubrimiento como sistema de identificación. Sus células inmunes pueden reconocer el recubrimiento que le pertenece y no atacarán sus propias células.
Otras propiedades de la membrana plasmática
La membrana plasmática tiene otras funciones, como ayudar a la transporte de moléculas y comunicación de célula a célula. La membrana permite azúcares, iones, aminoácidos, agua, gases y otras moléculas para entrar o salir 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, no polar Las moléculas pueden atravesar la bicapa de fosfolípidos directamente, pero polar hay que utilizar los canales de proteínas para pasar. El oxígeno, que no es polar, puede moverse a través de la bicapa, mientras que los azúcares deben utilizar los canales. Esto crea un transporte selectivo de materiales dentro y fuera de la celda.
La permeabilidad selectiva de las membranas plasmáticas da a las células un mayor control. El movimiento de moléculas a través de esta barrera se divide en dos categorías: transporte pasivo y transporte activo. El transporte pasivo no requiere que la célula use energía para mover moléculas, pero el transporte activo usa energía de trifosfato de adenosina (ATP).
Transporte pasivo
Difusión y ósmosis son ejemplos de transporte pasivo. En difusión facilitada, las proteínas de la membrana plasmática ayudan a las moléculas a moverse. Generalmente, el transporte pasivo implica el movimiento de sustancias desde una concentración alta a una concentración baja.
Por ejemplo, si una célula está rodeada por una alta concentración de oxígeno, entonces el oxígeno puede moverse libremente a través de la bicapa hasta una concentración más baja dentro de la célula.
Transporte activo
Transporte activo ocurre a través de la membrana celular y generalmente involucra a 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.
Comunicación y membrana plasmática
La membrana plasmática también ayuda a la comunicación de célula a célula. Esto puede involucrar a los carbohidratos de la membrana que sobresalen de la superficie. Tienen sitios de unión que permiten señal telefónica. Los carbohidratos de la membrana de una célula pueden interactuar con los carbohidratos de otra célula.
Las proteínas de la membrana plasmática también pueden ayudar con la comunicación. Las proteínas transmembrana actúan como receptores y pueden unirse a 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 respuestas. Esto sucede cuando la proteína cambia debido a interacciones con la molécula señal y comienza una cadena de reacciones.
Receptores de membrana plasmática y de salud
En algunos casos, los receptores de membrana de una célula se utilizan contra el organismo para infectarlo. Por ejemplo, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) puede usar los propios receptores de la célula para ingresar e infectar la célula.
VIH tiene proyecciones de glicoproteínas en su exterior que se ajustan a los receptores en la superficie celular. El virus puede unirse a estos receptores y entrar.
Otro ejemplo de la importancia de las proteínas marcadoras en la superficie celular se ve en humanos. las células rojas de la sangre. Ayudan a determinar si tiene A, B, AB u O tipo de sangre. Estos marcadores se denominan antígenos y ayudan a su cuerpo a reconocer sus propias células sanguíneas.
La importancia de la membrana plasmática
Eucariotas no tienen paredes celulares, por lo que la membrana plasmática es lo único que evita que las sustancias entren o salgan de la célula. Sin embargo, procariotas y las plantas tienen ambos paredes celulares y membranas plasmáticas. La presencia de solo una membrana plasmática permite que las células eucariotas sean más flexibles.
La membrana plasmática o membrana celular actúa como un capa protectora 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 base de la membrana celular. También puede encontrar colesterol y proteínas en la membrana. Los carbohidratos tienden a unirse 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 al mismo tiempo que ayuda con la señalización y el transporte celular.