sábado, 28 de septiembre de 2013

Estructura y Composición de la Membrana Plasmática




Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado y que sea básicamente diferente del exterior. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una estructura limitante, la membrana plasmática. La membrana plasmática es una estructura  que funciona como una cubierta celular.


Su principal función consiste en  que por medio de ella se puede regular el contenido de la célula. Puede hacer esto porque tanto los alimentos, los nutrientes, así como los desechos que la misma produce deben atravesar la membrana. La membrana, permite el paso de ciertas sustancias hacia la la célula pero impide el paso de otras.  Adicionalmente, las células eucariotas tienen membranas internas ( además de la membrana plasmática ) que forman y delimitan compartimentos.  Estos compartimentos  permiten que se llevan a cabo las actividades bioquímicas de la célula. Las restantes membranas también constituyen barreras selectivas para el pasaje de sustancias.  Estas estructuras membranosas reciben el nombre de Organelas.  Solamente las células eucariotas poseen organelas.

Para REGULAR el paso de sustancias la membrana se basa principalmente en su estructura química así como como la solubilidad de las partículas que la atraviesan en lípidos, la carga eléctrica de la partícula, principalmente.


Charles Ernest Overton, en 1895, descubrió que las sustancias liposolubles penetraban en las células más fácilmente que las que no lo eran. Además que la membrana presentaba gran resistencia al paso de la corriente eléctrica. Estos descubrimientos llevaron a que dedujera la existencia de una membrana formada por lípidos.   

Charles Ernest Overton (1865–1933)

En 1897, Irving Langmuir ( premio noble de química 1932 ) estudio el comportamiento de los fosfolípidos en agua y observó que los grupos polares se disponen perpendicularmente a ella.


Irving Langmuir ( 1881 – 1957 )

En el 1925, E. Gorter y F. Grendel extrajeron  los lípidos de la membrana del eritrocito, y al extenderlos sobre agua notaron que estos ocupaban una superficie dos veces mayor a la superficie del eritrocito, deduciendo de esta forma que la membrana estaba formada por una bicapa lipídica.




Kenneth Stewart Cole, en 1932, estudio la tensión superficial de las membranas de óvulos de erizo de mar y notó que era más pequeña que la tensión superficial teórica de la capa lipídica. En realidad es mayor pero se confundieron al hacer los cálculos, aunque su interpretación fue correcta concluyeron que la membrana plasmática tenía que estar formada por otros componentes además de los lípidos.

Kenneth Stewart Cole ( 1900 – 1984)

Para el año 1935,  Hugh Davson (1909 – 1996)  y James Frederic Danielli (1911 - 1984) , propusieron una estructura de la membrana en forma de emparedado en la que los fosfolípidos estarían en el centro formando una bicapa y estarían rodeados por proteínas y para que había habido intercambio propusieron poros en la membrana plasmática. Años después ( en 1959 ) Jammes David Robertson, formuló el concepto de unidad de membrana, que sugiere que todas las membranas son iguales, tanto las plasmáticas como las internas. Sin embargo hay componentes singulares en las diferentes membranas.


Jammes David Robertson ( 1923 - 1995)

Seymour Jonathan Singer & Garth Nicolson,  en 1972 propusieron el modelo de mosaico fluido de membrana, en  este modelo las proteínas, lípidos e hidratos de carbono se sitúan en una configuración estable. Los lípidos forman la bicapa lipídica y las proteínas adoptan una configuración en la membrana según la interacción de sus partes con las moléculas que las rodea.


Nicholson & Singer

Composición Química de la Membrana

La membrana plasmática se encuentra constituida principalmente por dos capas de Fosfolípidos, moléculas de Colesterol y diversos tipos de proteínas ( tanto proteínas simples como proteínas conjugadas )

Cuando se observa la membrana plasmática a través de micrografías, es posible observar una estructura densa – clara - densa. Básicamente, todas las células existentes parecen mostrar esta estructura de tres capas.




Propiedades de los componentes de membrana

Los fosfilópidos se disponen en una bicapa, la separación de la bicapa produce una capa externa capa E y una capa interna capa P, en principio ambas capas están formadas por los mismos tipos de fosfolípidos sin embargo la abundancia de los mismos varía según la capa


Los fosolípidos son moléculas que poseen la cualidad de poseer dos regiones distintas respecto a sus propiedades, la cabeza del fosfolípido es de naturaleza Hidrófila ( afin al agua ) y se encuentra formada por una molécula de glicerol, un grupo fosfato y una sustancia nitrogenada.  Esta estructura es de naturaleza polar  por lo que resulta soluble en agua.  

La otra región del fosfolípido se encuentra formada por dos cadenas de ácidos grasos y se representan como las “ patas “ de los fosfolípidos, esta región es más de naturaleza lipídica por lo que resulta insoluble en agua.  Por tanto los fosfolípidos presentan la capacidad de tener dos regiuones distintas en cuanto a su solubilidad.  Característica que les permite al disponerse en una bicapa, representar una barrera química para el agua ( y las sustancias solubles en ella ).


El colesterol

El nombre de «colesterol» procede del griego kole (bilis) y stereos (sólido), por haberse identificado por primera vez en los cálculos de la vesícula biliar por Chevreul quien le dio el nombre de «colesterina», término que solamente se conservó en el alemán (Cholesterin).   Es un lípido esteroide, constituida por cuatro anillos de carbono denominados A, B, C y D.  En la molécula de colesterol se puede distinguir una cabeza polar constituida por el grupo hidroxilo y una cola o porción no polar formada por los anillos y los sustituyentes alifáticos unidos a estos.


En las membranas las moléculas de colesterol se encuentran intercaladas entre los fosfolípidos, y su función principal es la de regular la fluidez de la bicapa inmovilizando las colas hidrofóbicas próximas a la regiones polares.


Proteínas de membrana

Las proteínas que se pueden encontrar en la membrana son principalmente de dos tipos:

1. Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la bicapa. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas ( unidas a carbohidratos ), en donde este carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula

2. Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma



La naturaleza de las proteínas de membrana determina su función:

Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula

Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos (

Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando.

Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana

Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.

Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células provenientes de otro organismo. Por ejemplo, las células sanguíneas tienen unos marcadores ABO que hacen que en una transfusión sólo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos forma una especie de cubierta denominada glicocalix

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MEMBRANA PLASMATICA



Membrana Celular ( en inglés )



Fluid Mosaic Model


Para Leer Más

Membrana Plasmática
http://fisicoquimexp.blogspot.com/2009/07/membrana-plasmatica.html

Biología 1M
http://biol1medio.blogspot.com/