La membrana de una célula animal es la barrera entre el interior de la célula y el entorno externo, similar a cómo la piel actúa como barrera para los cuerpos de los vertebrados. La estructura de la membrana celular es un mosaico fluido formado por tres tipos de moléculas orgánicas: lípidos proteínas y carbohidratos. La membrana celular controla el movimiento de sustancias como nutrientes y desechos a través de la membrana, dentro y fuera de la célula.
Bicapa de fosfolípidos
Los bloques de construcción básicos de una membrana celular son fosfolípidos. Los fosfolípidos contienen un extremo hidrófobo (insoluble en agua) formado por dos cadenas de ácidos grasos de moléculas apolares como los carbonos y los hidrógenos. El otro extremo es hidrófilo (soluble en agua) y contiene moléculas de fosfato polares. Estos fosfolípidos están dispuestos en una bicapa con su grupo terminal hidrófilo expuesto al agua en cada lado de la membrana y las moléculas hidrófobas no polares protegidas dentro de la doble capa. La capa de lípidos comprende aproximadamente la mitad de la masa total de la membrana, dependiendo del tipo de membrana. El colesterol es otro tipo de lípido dentro de la membrana celular. Las moléculas de colesterol se colocan dentro de la bicapa para unir las moléculas de ácidos grasos y estabilizar y fortalecer la membrana.
Proteínas incrustadas
Las proteínas constituyen entre el 25 y el 75 por ciento de la masa de la membrana celular, según el tipo de membrana. Las proteínas de membrana se insertan en la bicapa de fosfolípidos en las superficies expuestas y realizan las diversas funciones de la célula. Las proteínas se consideran integrales o periféricas, según su asociación con la membrana. Las proteínas periféricas se asientan en un lado de la superficie de la membrana y se asocian indirectamente a través de interacciones proteína a proteína. Las proteínas integrales o transmembrana están incrustadas dentro de la membrana, expuestas al medio ambiente en ambos lados.
Glicoproteínas y glicolípidos
Los carbohidratos comprenden solo un pequeño porcentaje de la membrana celular, pero tienen funciones importantes. Las moléculas de carbohidratos son generalmente cadenas cortas y ramificadas de unidades de azúcar simples y están unidas covalentemente. en la superficie de la membrana celular a la mayoría de las proteínas integrales de la membrana y ocasionalmente a la bicapa lipídica sí mismo. Cuando los carbohidratos se unen a las proteínas o lípidos, se denominan glicoproteínas y glicolípidos. Los carbohidratos en la superficie de una membrana celular varían significativamente entre células individuales, tipos de células, individuos de la misma especie y especie a especie. Esta diversidad permite que los carbohidratos para funcionar como marcadores para diferenciar una célula de otra.
Funciones e interacciones
La función principal de la bicapa de fosfolípidos es proteger y mantener la estructura celular. La bicapa permite fluidez y movimiento de las proteínas asociadas para las interacciones proteicas necesarias. Las interacciones proteicas son esenciales para la función celular.
Las proteínas periféricas actúan como receptores de sustancias químicas como las hormonas y permiten la señalización o el reconocimiento celular. En la superficie interna de la celda, se adhieren a la citoesqueleto, ayudando a mantener la forma o catalizar reacciones en el citoplasma. Las proteínas integrales transportan moléculas a través de la superficie de la membrana, y las que están unidas a los carbohidratos como glicoproteínas participan en el reconocimiento de célula a célula.
Sin los diversos marcadores de carbohidratos en la superficie de la membrana extracelular, las células no podrían clasificar y diferenciar las células durante el desarrollo del embrión, por ejemplo, o permitir que el sistema inmunológico reconozca células.