Uma membrana celular animal é a barreira entre o interior da célula e o ambiente externo, semelhante a como a pele atua como uma barreira para os corpos dos vertebrados. O estrutura da membrana celular é um mosaico fluido feito de três tipos de moléculas orgânicas: lipídios, proteínas e carboidratos. A membrana celular controla o movimento de substâncias como nutrientes e resíduos através da membrana, para dentro e para fora da célula.
Bicamada Fosfolipídica
Os blocos básicos de construção de uma membrana celular são fosfolipídios. Os fosfolipídios contêm uma extremidade hidrofóbica (insolúvel em água) composta por duas cadeias de ácidos graxos de moléculas não polares, como carbonos e hidrogênios. A outra extremidade é hidrofílica (solúvel em água) e contém moléculas de fosfato polares. Esses fosfolipídios são dispostos em uma camada dupla com seu grupo terminal hidrofílico exposto à água em cada lado da membrana e as moléculas não polares hidrofóbicas protegidas dentro da camada dupla. A camada lipídica compreende aproximadamente metade de toda a massa da membrana, dependendo do tipo de membrana. O colesterol é outro tipo de lipídio dentro da membrana celular. As moléculas de colesterol são posicionadas dentro da bicamada para ligar as moléculas de ácido graxo e estabilizar e fortalecer a membrana.
Proteínas Embutidas
As proteínas constituem entre 25% e 75% da massa da membrana celular, dependendo do tipo de membrana. As proteínas da membrana são inseridas na bicamada fosfolipídica nas superfícies expostas e desempenham as várias funções da célula. As proteínas são consideradas integrais ou periféricas, dependendo de sua associação com a membrana. As proteínas periféricas situam-se em um lado da superfície da membrana e se associam indiretamente por meio de interações proteína-proteína. Proteínas integrais, ou transmembranas, estão embutidas na membrana, expostas ao ambiente em ambos os lados.
Glicoproteínas e Glicolipídeos
Os carboidratos constituem apenas uma pequena porcentagem da membrana celular, mas têm funções importantes. As moléculas de carboidratos são geralmente cadeias curtas e ramificadas de unidades de açúcar simples e são ligadas covalentemente na superfície da membrana celular para a maioria das proteínas integrais da membrana e, ocasionalmente, para a bicamada lipídica em si. Quando os carboidratos estão ligados às proteínas ou lipídios, eles são chamados de glicoproteínas e glicolipídios. Os carboidratos na superfície de uma membrana celular variam significativamente entre células individuais, tipos de células, indivíduos da mesma espécie e espécie para espécie. Essa diversidade permite que os carboidratos para funcionar como marcadores para diferenciar uma célula da outra.
Funções e Interações
A principal função da bicamada de fosfolipídios é proteger e manter a estrutura celular. A bicamada permite fluidez e movimento das proteínas associadas para as interações de proteínas necessárias. As interações de proteínas são essenciais para a função celular.
Proteínas periféricas atuam como receptores de substâncias químicas como hormônios e permitem a sinalização ou reconhecimento celular. Na superfície interna da célula, eles se ligam ao citoesqueleto, ajudando a manter a forma ou catalisar reações no citoplasma. As proteínas integrais transportam moléculas através da superfície da membrana, e aquelas que estão ligadas aos carboidratos como glicoproteínas estão envolvidas no reconhecimento célula a célula.
Sem os diversos marcadores de carboidratos na superfície da membrana extracelular, as células não seriam capazes de classificar e diferenciar células durante o desenvolvimento embrionário, por exemplo, ou permitir que o sistema imunológico reconheça células.
