| MEMBRANAS BIOLÓGICAS (MEMBRANA PLASMÁTICA) |
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♣ La célula como un sistema de membranas
Las membranas limitantes del núcleo y los orgámulos explica la compartimentación de la célula, que permite la especialización de los orgánulos.
Tipos de compartimentación de la célula eucariótica:
- Sistemas int. de membrana → retículo endoplasmático y el ap. de Golgi.
- Orgánulos membranosos → núcleo, mitocondrias, plastos, peroxisomas, lisosomas y vacuolas.
La evolución de estos sistemas de membranas se pudo realizar por dos vías:
(i) A partir de invaginaciones de la membrana celular (→ hipótesis autógena).
(ii) A partir de relaciones de simbiosis entre las primitivas células eucariotas (urcariotas) y bacterias que fueron endocitada. (→ teoría endosimbiótica).
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La comp. y estructura de todas las membranas biológicas es muy parecida (→ membrana unitaria). Las dif. se establecen al nivel de la función part. que tienen los distintos orgánulos formados por membranas; esta función va a depender de la comp. que tengan sus membranas.
♣ Composición química de la membrana plasmática (75 Å)
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• (i) Lípidos → fosfolípidos, glucolípidos y esteroles (→ colesterol)
Las membranas celulares son bicapas lipídicas (de fosfolípidos).
| Los fosfolípidos son sustancias anfipáticas: tienen una parte de la molécula polar (hidrófila) y otra (la correspondiente a las cadenas carbonadas), no polar (hidrófoba) → forman monocapas, micelas esféricas o bicapas, permeables al agua pero impermeables a los iones y a las grandes moléculas polares. Es debido a que las partes hidrófilas se disponen hacia el interior y los grupos hidrófobos hacia el exterior de la superficie acuosa. Las bicapas pueden formar compartimentos cerrados denominados liposomas. |
Se distribuyen de una manera asimétrica y heterogénea, y tienen posibilidad de mov. (sin consumo de E) (ya que la membrana mantiene su estructura mediante uniones débiles: fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas) → cierta fluidez o viscosidad.
| TIPOS DE MOVIMIENTOS DE LOS LÍPIDOS (ver fig.) |
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| Mov. de rotación | |
| Mov. de difusión lateral | |
| Flip-flop | Mov. de una monocapa a otra gracias a las flipasas. |
La fluidez depende de:
- La T.
- La nat. de los lípidos.
- El colesterol.
Las membranas poseen mecanismos de adaptación homeoviscosa para mantener la fluidez, ya que de ésta dependen el transporte, la adhesión celular, la función inmunitaria,...
La fluidez de los componentes de la membrana plasmática permite su crecimiento por fusión con membranas provenientes de otros orgánulos celulares, como las llamadas vesículas de exocitosis. Éstas van a poder fusionarse con la membrana. Así, las sust. que puedan contener las vesículas pasan al ext. Al mismo tiempo, los componentes de la vesícula se integran en la membrana plasmática haciéndola crecer.
• (ii) Proteínas
Confieren a la membrana sus funciones específicas. Son carac. de cada sp. Tb. poseen un mov. de difusión lateral → fluidez.
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| CLASES DE PROTEÍNAS DE MEMBRANA | |
| Proteínas transmembranales = intrínsecas = integrales |
Inmersas en las bicapas lipídicas, pueden atravesar la membrana y sobresalir a ambos lados (50-70 %). |
| Proteínas periféricas = extrínsecas |
Situadas tanto en el ext. como en el int., unidas a los lípidos (→ enlaces covalentes) o a las proteínas transmembranales (→ enlaces de H). Las partes hidrófilas quedan hacia el int. o hacia el ext. de la bicapa lipídica, y las partes lipófilas, en su seno. |
• (iii) Glúcidos
Oligosacáridos, unidos covalentem. a los dominios extracelulares de:
- las proteínas → glucoproteínas.
- los lípidos → glucolípidos.
Sólo están en la cara ext. formando una cubierta celular fibrosa → glucocálix.
Funciones:
- Protección frente a lesiones.
- Da viscosidad a la superf. celular, permitiendo el deslizamiento de células en mov.
- Interviene en el reconocimiento celular.
- Prop. inmunitarias (el glucocálix de los eritrocitos son los antígenos de los grupos sanguíneos).
- Contribuye al reconocimiento y fijación de sust. que la célula incorporará por fagocigosis o pinocitosis.
♣ Estructura la membrana plasmática. Modelo del mosaico fluido
| La membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la red cementante, con proteínas embebidas en ella. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralm. Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico. |  |
Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de los lípidos, proteínas y glúcidos. La asimetría de las proteínas (dif. en ambos lados) hace que ambas caras realicen funciones dif. En la cara int., las proteínas están asociadas a otras con función esquelética (→ microtúbulos, microfilamentos,...).
♣ Funciones de la membrana plasmática
(i) Receptores de membrana (→ células diana)
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Permiten la transducción de señales en rta. a estímulos ext. Reconocen de forma específica a una determinada molécula-mensaje (1er mensajero) (→ hormonas, neurotransmisores,...); al unirse el 1er mensajero al receptor, induce en éste un cambio de conformación que produce una señal de activación → 2º mensajero (→ AMPc, GMPc).
(i) Intercambios de sust. con el ext. Transporte a través de la membrana.
| Clases de membranas En general, las membranas pueden ser: permeables, impermeables y semipermeables. Las permeables permiten el paso del soluto y del disolvente, las impermeables impiden el paso de ambos y las semipermeables permiten pasar el disolvente pero impiden el paso de determinados solutos, debido a diferentes causas: pequeños poros, su composición (que permite el paso de las sustancias hidrófilas y no de las lipófilas, o a la inversa),... |
Las membranas biológicas son semipermeables, con permeabilidad selectiva a favor o en contra de grad. de concentracion, osmótico o eléctrico.
Las sust. serán transportadas a través de la membrana y por la propia membrana.
