Estructura y componentes de la membrana plamática.

Antiguamente se creía que la membrana plasmática era un conjunto estático formado por las siguientes capas: proteínas/lípidos/lípidos/proteínas. Hoy en día se concibe como una estructura dinámica. El modelo estructural aceptado en la actualidad se conoce como "mosaico fluido". Consiste en una bicapa lipídica complementada con diversos tipos de proteínas. La estructura básica se mantiene unida mediante uniones no covalentes.

1. Estructura de la membrana:

· Bicapa lipidica: El orden de las cabezas hidrofílicas y las colas hidrofóbicas de la bicapa lipídica impide que los

solutos polares, como aminoácidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, proteínas e iones, difundan a través de la membrana, pero generalmente permite la difusión pasiva de las moléculas hidrofóbicas. Esto permite a la célula controlar el movimiento de estas sustancias vía complejos de proteína transmembranal tales como poros y caminos, que permiten el paso de glucosa e iones específicos como el sodio y el potasio.

Las cuatro capas de moléculas fosfolípidas forman un "sandwich" con las colas de ácido graso dispuestos hacia el centro de la membrana plasmática y las cabezas de fosfolípidos hacia los medios acuosos que se encuentran dentro y fuera de la célula.

2. Componentes de la membrana:

El 98% de los lípidos presentes en las membranas celulares son anfipáticos, es decir que presentan un extremo hidrófilo (que tiene afinidad e interacciona con el agua) y un extremo hidrofóbico (que repele el agua). Los más abundantes son:

-Fosfoglicéridos. Tienen una molécula de glicerol con la que se esterifica un ácido fosforico y dos ácidos grasos de cadena larga; los principales fosfoglicéridos de membrana son la cefalina y lecitina.

-Esfingolípidos. Son lípidos de membrana constituidos por ceramida (esfingosina + ácido graso); solo la familia de la esfingomielina posee fósforo; el resto poseen glúcidos y se denominan por ello glucoesfingoípidos o, simplemente glucolípidos. Los cerebrósidos poseen principalmente glucosa, galactosa y sus derivados.

Colesterol. El colesterol representa un 23% de los lípidos de membrana. Sus moléculas son pequeñas y más anfipáticas en comparación con otros lípidos. Se enlaza con el grupo hidroxilo hacia el exterior de la célula (ya que ese hidroxilo interactúa con el agua). El colesterol es un factor importante en la fluidez y permeabilidad de la membrana ya que ocupa los huecos dejados por otras moléculas. A mayor cantidad de colesterol, menos permeable y fluida es la membrana. Se ha postulado que los lípidos de membrana se podrían encontrar en dos formas: como un líquido bidimensional, y de una forma más estructurada, en particular cuando están unidos a algunas proteínas formando las llamadas balsas lipidicas. Se cree que el colesterol podría tener un papel importante en la organización de estas últimas. Su función en la membrana plasmática es evitar que se adhieran las colas de ácido graso de la bicapa, mejorando la fluidez de la membrana.

Proteinas:

Las proteínas son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tienen una dotación muy específica de proteínas. En la membrana las proteínas desempeña diversas funciones: transportadoras, conectoras, receptoras y enzimas. Las proteínas de la membrana plasmática se pueden clasificar según cómo se dispongan en la bicapa lipídica:

- Proteínas integrales. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o un glúcido de la membrana. Su aislamiento requiere la ruptura de la bicapa.

- Proteínas periféricas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa, sin provocar su ruptura.

En el componente proteico reside la mayor parte de la funcionalidad de la membrana; las diferentes proteínas realizan funciones específicas:

-Proteínas estructurales: estas proteínas hacen de "eslabón clave" uniéndose al citoesqueleto y la matriz extracelular.

- Receptores de membrana: que se encargan de la recepción y transducción de señales químicas, transportandolas a través de membrana: mantienen un gradiente electroquimico mediante el transporte de membrana de diversos iones. Estas a su vez pueden ser:

Proteínas transportadoras: Son enzimas con centros de reacción que sufren cambios conformacionales.

Proteínas de canal: Dejan un canal hidrofílico por donde pasan los iones.

Glúcidos

Están en la membrana unidos covalentemente a las proteínas o a los lípidos. Pueden ser polisacáridos u oligosacáridos. Se encuentran en el exterior de la membrana formando el glicocalix. Representan el 8% del peso seco de la membrana plasmática. Sus funciones principales son dar soporte a la membrana y el reconocimiento celular (colaboran en la identificación de las señales químicas de la célula).

3. Curiosidades:

1. La presión osmótica de nuestras células está entre 7 y 8 atm, que se corresponde con la que ejercería una disolución conteniendo 9,596 g/l de NaCl. En nuestro organismo existe un órgano especializado en regular la presión osmótica, se trata del riñón. Su misión, entre otras, es la de extraer agua y sales del plasma sanguíneo para mantener estable la concentración de solutos y por lo tanto la presión osmótica. La presión osmótica interviene en muchos otros procesos biológicos; por ejemplo en los que determinan la absorción y transporte de la savia en los vegetales o en el movimiento en ciertos animales.

2. Ciertos organismos unicelulares de las aguas dulces, por ejemplo, el paramecio, al vivir en agua dulce, su citoplasma es hipertónico con respecto al exterior, por lo que se produce una entrada continua de agua. No obstante disponen de ciertos orgánulos, las vacuolas pulsátiles, que extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior.


3. La ruptura prematura de membranas (RPM) es un trastorno que se produce en el embarazo cuando el saco amniótico se rompe más de una hora antes del inicio del trabajo de parto. La ruptura prematura de membranas suele ser causada por una infección bacteriana, por el tabaquismo o por un defecto en la estructura del saco amniótico, el útero o cérvix y, también, por las relaciones sexuales y la presencia de dispositivos Intrauterinos (DIU). En algunos casos, la ruptura se puede curar espontáneamente.


4. Perturbación de membrana por compuesto anfipaticos.
Los compuestos antipáticos tienen distintas cadenas laterales polares y no polares. Estos compuestos incluyen numerosos anestéricos y tranquilizantes. Las actividades farmacológicas de estos compuestos dependen de su capacidad para interactuar con las membranas y alterar su estructura. También son antipáticos diversos antibióticos y productos naturales (sales biliares). Aunque son efectivos a concentraciones terapéuticas, a concentraciones moderadas o altas, algunos de estos fármacos muestran una acción tipo detergente y rompen la estructura de doble capa, lo que causa fugas por la membrana.

http://www.youtube.com/watch?v=5eAXQqj5peg&feature=PlayList&p=683F5BD5D9710124&playnext=1&playnext_from=PL&index=4

5. Un liposoma es una vesícula esférica con una membrana compuesta de un fosfolípido y un colesterol bicapa. Los liposomas pueden estar compuestos de fosfolípidos derivados en la naturaleza con cadenas de lípidos mezclados o de componentes tensoactivos. Actualmente, se utilizan como transportadores de diversas sustancias entre el exterior y el interior de la célula. Algunas de estas sustancias son medicamentos o cósmeticos, e incluso se utilizan en biotecnología, en algunos casos de terapia genética, para introducir genes de un organismo en otro diferente.