La membrana celular o plasmática, es la estructura molecular que delimita a la célula. De esta manera, marca su identidad respecto del exterior, y está presente en todas las células existentes, tanto procariotas como eucariotas. Además, las membranas celulares marcan los límites y forman parte de muchas estructuras intracelulares (organelas) en las células eucariotas.
Estructura de la membrana celular
La membrana plasmática se compone de una mezcla de lípidos (40 a 50%), proteínas (40 a 50%) y carbohidratos (2 a 10%).
Entre los lípidos, los fosfolípidos son los más representativos. Se trata de moléculas asimétricas que presentan una cabeza polar o hidrofílica (afín al agua), y una cola apolar o hidrofóbica (que repele el agua). Por esta razón, pertenecen al grupo de moléculas anfipáticas. Las cabezas polares están formadas por un glicerol que tiene unido un grupo fosfato en su tercer carbono. De los otros dos carbonos del glicerol se desprenden dos cadenas de ácidos grasos que forman la cola apolar.
El colesterol también es un lípido importante en la composición de la membrana. Es hidrofóbico y se ubica entre los fosfolípidos. Cuanta mayor proporción de colesterol haya, mayor será la rigidez de la membrana.
Funciones esenciales
Las proteínas integrales son proteínas que penetran en la membrana celular profundamente. Algunas de ellas, de hecho, la atraviesan completamente de lado a lado, denominándose ‘’transmembrana’’. Cumplen una gran variedad de funciones importantes para el metabolismo, la regulación y la integración de las células con su entorno. Entre ellas, podemos mencionar:
– Canales, bombas y proteínas transportadoras: Permiten el pasaje de sustancias de un lado a otro de la membrana bajo ciertas condiciones.
– Receptores: Son proteínas a las que se unen moléculas específicas, llamadas ligandos, implicadas en la señalización celular. Como ejemplos de algunos tipos de ligandos podemos mencionar a las hormonas, los anticuerpos y los neurotransmisores, que, al unirse a sus receptores específicos en la membrana celular, producen efectos característicos en la célula.
– Enzimas: Presentan infinidad de funciones y actúan como las enzimas libres, con la salvedad de que se encuentran ancladas en la membrana celular.
– Ligadoras: Son proteínas integrales implicadas en la fijación de la célula a la matriz extracelular que la rodea. Para esto, las proteínas ligadoras interactúan con las proteínas de la matriz. Como ejemplo podemos mencionar a la familia de las integrinas.
Las proteínas periféricas cumplen diversas funciones, y se diferencian de las proteínas integrales básicamente en que no penetran profundamente en la membrana, sino que están asociadas débilmente a la superficie de la misma, principalmente de lado citoplasmático.
Las glucoproteínas y glucolípidos son moléculas de la membrana celular formadas por la unión de carbohidratos a proteínas y lípidos, respectivamente. Los carbohidratos se suelen ubicar hacia la cara externa de la membrana, formado lo que se conoce como glucocálix, que tiene implicancias en el reconocimiento celular de sustancias y de otras células. Además, protegen a la célula y regulan el paso de moléculas hacia su interior.
Estructura de la membrana celular (modelo del mosaico fluido)
Según la teoría más aceptada, la del modelo del mosaico fluido, los fosfolípidos de la membrana celular se ubican formando una bicapa, con las cabezas polares hacia el medio acuoso del citoplasma y la matriz extracelular, y las colas apolares hacia adentro de la membrana. Las proteínas globulares (integrales y periféricas), se ubican interactuando con dichos fosfolípidos. De ahí el término ‘’mosaico’’, aludiendo a la composición irregular de la membrana.
El término ‘’fluido’’ hace alusión al hecho de que la membrana no es rígida, sino que las moléculas que la componen son libres para rotar y moverse lateralmente dentro de la misma. Además, con menos frecuencia, los lípidos pueden pasar de la capa interna a la externa, y viceversa, mediante un movimiento llamado ‘’flip-flop’’. Esta plasticidad de la membrana le permite reaccionar ante diferentes estímulos, y a su vez, repararse a sí misma ante cambios como los que se producen en los procesos de endocitosis y exocitosis.
La estructura de la membrana celular es asimétrica, ya que se presentan diferencias en su composición si comparamos la capa interna con la externa. Así, la capa interna presenta mayor proporción de proteínas periféricas, y la capa externa alberga al glucocálix mencionado en la sección anterior.
Importancia de la membrana celular
Además de constituir el límite físico entre la célula viva y su exterior, la importancia de la membrana celular radica en que, dada su compleja composición, permite que se produzcan interacciones selectivas entre la célula y su entorno.
Dado que presenta una permeabilidad selectiva, la membrana celular regula el paso de sustancias de un lado a otro. Por un lado, permite la entrada de nutrientes, agua y oxígeno, necesarios para el funcionamiento y vida de la célula. Por otro lado, permite la salida de sustancias de desecho metabólico impidiendo que se pierdan sustancias importantes.
A su vez, a través de sus proteínas receptoras, la membrana plasmática interactúa continuamente con las moléculas presentes en la matriz extracelular, recibiendo información del entorno y generando las señalizaciones intracelulares correspondientes para que se generen respuestas adecuadas.
La membrana celular de una célula determinada también permite la interacción con otras células contiguas, manteniendo relaciones químicas y estructurales con las membranas de las mismas. Este fenómeno es el que permite, básicamente, la formación de tejidos, que representa el nivel de organización superior al de las células individuales.
En el caso de las células eucariotas, que presentan organelas internas, las membranas celulares les otorgan identidad a dichas estructuras generando microambientes funcionales y estructurales dentro de las células. La composición de las membranas que forman cada una de las organelas es muy variada y depende de las funciones específicas de las mismas.
Explicación de la membrana celular en video
Referencias bibliográficas
• Alberts, B. y Cols. (2004). ‘’Biología Molecular de la Célula’’. Cuarta edición. Barcelona. Ediciones Omega.• Curtis, H. y Cols. (2008). ‘’Biología’’. Séptima edición. Buenos Aires: Médica Panamericana.
• Ross, M. H. & Pawlina, W. (2012). ''Histología''. Buenos Aires: Médica Panamericana.ites y forman parte de muchas estructuras intracelulares (organelas) en las células eucariotas.
Autora
Escrito por Tatiana Bengochea para la Edición #109 de Enciclopedia Asigna, en 03/2022. Tatiana es Lic. en Ciencias Biológicas y Prof. en Biología. Graduada en la UBA, Arg.