Membrana celular

La membrana celular es un importante elemento estructural del bloque de construcción de la vida: la célula. Su función principal es definir lo que está dentro (el espacio intracelular) y lo que está fuera (el espacio extracelular).

También regula lo que entra o sale de la célula, lo que se llama permeabilidad selectiva. La membrana celular está formada básicamente por una bicapa de moléculas de fosfolípidos.

Los fosfolípidos son moléculas anfifílicas, que significa "preferencia por ambos". Los fosfolípidos tienen tres partes: la cabeza (formada por fosfato cargado negativamente), la cola (formada por dos ácidos grasos) y el esqueleto (formado por glicerol, que une todo).

La "cabeza" es hidrófila, es decir, le atrae el agua. Mientras que la "cola" es lipófila, es decir, le atraen las grasas.

Estas partes lipófilas también repelen el agua, por lo que no solo son lipófilas, sino también hidrófobas. En el agua, los fosfolípidos forman una bicapa en la que las colas hidrófobas están orientadas hacia dentro, donde no hay moléculas de agua, y las cabezas hidrófilas están orientadas hacia fuera, en contacto con las moléculas de agua.

Así, la membrana plasmática forma una pared con agua a ambos lados. La membrana celular también es semipermeable.

Esto significa que la membrana permite el paso de algunas moléculas, pero no de otras, y esto depende principalmente del tamaño, la polaridad y la carga de la molécula.

Hay aproximadamente cinco categorías. Las moléculas pequeñas y no polares, como el oxígeno o el dióxido de carbono, se difundirán rápidamente a través de la membran Las moléculas pequeñas y polares, como el agua, podrán pasar, pero lo hacen con relativa l entitu Esto se debe a que, aunque el centro de la bicapa de fosfolípidos es hidrófobo, las moléculas de agua pueden pasar porque son muy pequeñas Las moléculas grandes y no polares, como el retinol (también conocido como vitamina A1) también pueden atravesar la membrana celular gracias a que no son polares, pero lo hacen muy despacio porque son muy grand Como se puede deducir, es poco probable que las moléculas grandes y polares, como la glucosa, crucen la membrana celular por sí solas.

Los iones muy polares y cargados, como el Na+, el K+ y el Cl-, o las moléculas que poseen una carga, como los aminoácidos, no pueden atravesar la membrana celular.

Además de las bicapas de fosfolípidos, las membranas también contienen colesterol Sin colesterol, a bajas temperaturas, los fosfolípidos se agrupan fuertemente y se vuelven menos fluidos, lo que hace que la membrana sea frágil.

Sin colesterol, a altas temperaturas, los fosfolípidos se separan unos de otros y la membrana se vuelve permeable y débil Así que la función del colesterol es doble.

A bajas temperaturas, se introduce entre las moléculas de fosfolípidos y evita que se junten demasiado para mantener la membrana más fluida Y a altas temperaturas, el colesterol atrae a las moléculas de fosfolípidos y disminuye el espacio entre ellas Así, el colesterol hace que la membrana celular sea fluida y duradera, sin importar el tiempo.

Esto es especialmente importante para las células como los eritrocitos, cuyas membranas se desgastan mucho con el tiempo y se exponen a diferentes temperaturas.

De hecho, por eso los eritrocitos tienen membranas con cantidades de colesterol aún más altas de lo norma Las membranas celulares tienen varias proteínas de membrana incorporadas en ellas.

Hay proteínas integrales, que abarcan la bicapa de la membrana celular, proteínas periféricas, que se encuentran en el borde interior o exterior de la membrana, y proteínas unidas a lípidos, que pueden encontrarse suspendidas entre las capas de fosfolípidos.

Algunas de estas proteínas de membrana son proteínas de transporte, y son ejemplos de proteínas integrales porque abarcan toda la membrana.

Las proteínas transportadoras ayudan a mover las moléculas que no pueden difundirse libremente a través de la membrana, para que entren y salgan de la célula.

Existen dos tipos de proteínas transportadoras: los canales y los transportadores. Las proteínas de los canales se abren para formar una especie de túnel a través de la membrana, por el que pueden pasar el agua y los ione Un ejemplo sería un canal de acuaporina, que se abre y se cierra para dejar que entre el agua.

En cambio, los transportadores son muy específicos: tienen sitios de unión especiales que solo permiten que se unan a ellos determinadas moléculas, y también tienen puertas en ambos extremos, que se abren secuencialmente.

Un ejemplo de proteína transportadora es el transportador de glucosa llamado GLUT4. Por defecto, el transportador está abierto al exterior, esperando que pase una molécula de glucosa.

Cuando una molécula de glucosa se une a un sitio especial dentro del transportador, la puerta exterior se cierra y la interior se abre.

La glucosa se desprende entonces y flota libremente en la célula, mientras que el transportador se reinicia, a la espera de la siguiente molécula de glucosa.

También hay una familia especial de proteínas de transporte, que son esencialmente enzimas. Estas proteínas transportadoras utilizan la energía de la adenosina trifosfato, o ATP, para bombear activamente varios iones hacia dentro o hacia fuera de la célula, en contra de su gradiente de concentración De ahí su nombre: ATPasas.

En otras palabras, estas ATPasas empujan los iones desde el lado con una baja concentración hacia el lado con una alta concentración.

Un ejemplo es la Na+/K+ ATPasa, que bombea 3 iones de sodio fuera de la célula a cambio de 2 iones de potasio hacia la célula, ambos en contra de su gradiente de concentración.

Las membranas celulares también contienen moléculas de adhesión celular, o CAM, que son proteínas transmembrana integrales que anclan la célula en su lugar uniéndola a otras células.

Estas moléculas de adhesión celular se unen y crean uniones, llamadas uniones adherentes o uniones estrechas Un ejemplo de moléculas de adhesión celular sería la cadherina, una proteína de membrana cuya función es mantenerse unida a las cadherinas de las células vecinas, en una unión de adherente Piense en ellos como en un velcro que une las dos células.

La unión hermética es aún más estrecha y crea un sello totalmente impermeable mediante la creación de complejos de proteínas (que se asemejan a los remaches que unen las placas de metal Las moléculas de adhesión celular y las uniones son esenciales para la integridad estructural de los tejidos multicelulares, son como el mortero y las células son como los ladrillos, juntos forman una sólida pared de ladrillos.

A continuación, están los receptores de la superficie celular, que reciben información del exterior y la transmiten al interior de la célula.

La información suele ser algo que producen otras células, como hormonas, citocinas o factores de crecimiento, por lo que los receptores de la superficie celular son como el buzón de las células, que reciben noticias del mundo.

Cuando una hormona se une a un receptor, este cambia de forma, y eso inicia una cadena de acontecimientos dentro de la célula.

Por ejemplo, cuando hay mucha glucosa en la sangre, el páncreas secreta insulina, que es una hormona peptídica que se une a los receptores de insulina de varias células.

Este receptor también actúa como una tirosina cinasa. Las cinasas son enzimas que añaden grupos fosfato, de modo que cuando la insulina se une al receptor de insulina, este se autofosforila, es decir, transfiere un grupo fosfato de una molécula de ATP al receptor.

El resultado final es que la célula moviliza los transportadores GLUT4 de reserva, que se encuentran en su mayoría en el interior de la célula en pequeñas burbujas de bicapa de fosfolípidos, llamadas vesículas La vesícula con los transportadores se desplaza entonces hacia la membrana y se fusiona con ella, permitiendo así que más transportadores GLUT4 hagan su trabajo, lo que acelera el consumo de glucosa.

Es como si la célula recibiera una carta de amor del páncreas, que dice "abre la puerta para conseguir un dulce". ¿No es genial?

Además del colesterol y las proteínas, las membranas celulares también contienen varios hidratos de carbono, que suelen estar unidos a proteínas, creando glucoproteínas, o unidos a lípidos, creando glucolípidos Estas glucoproteínas y glucolípidos son exclusivos de cada célula y ayudan a las células a reconocerse entre sí, como tarjetas de identificación.

De hecho, las células inmunitarias suelen distinguir las células normales de los patógenos invasores en función de las glucoproteínas y los glucolípidos de la superficie celular Las proteínas y el colesterol del interior de la bicapa no son estáticos, sino que flotan horizontalmente a través de los fosfolípidos De hecho, si se mira una membrana celular desde arriba, se parece un poco a un mosaico con partes que pueden moverse, por lo que a veces se hace referencia a la membrana celular como un modelo de mosaico fluido.

##Resumen Como breve resumen... La bicapa de fosfolípidos contiene colesterol, que la hace más duradera a todas las temperaturas, así como varias proteínas.

Las proteínas de transporte ayudan a mover las moléculas a través de la membrana, los receptores de la superficie celular reciben señales de otras células y las proteínas de adhesión mantienen la célula anclada a las células vecin Por último, la membrana celular contiene hidratos de carbono en forma de glucoproteínas y glucolípidos, que ayudan a las células a reconocerse entre s