La membrana plasmática

De Wikillerato

Todas las células están rodeadas y separadas de su ambiente exterior por una membrana con una permeabilidad selectiva llamada membrana plasmática, que define los límites de la célula, su perímetro celular, actuando como una barrera que separa su contenido interno (el citoplasma y núcleo) del medio externo.

Estructura

El modelo actual que describe la organización estructural de la membrana plasmática fue propuesto en 1972 por los científicos Garth Nicholson y S. Jonathan Singer. Este modelo describe la membrana plasmática como un mosaico fluido conteniendo diversas proteínas embebidas en una matriz de fosfolípidos. Los fosfolípidos en la membrana forman una bicapa lipídica con las cabezas polares dirigidas hacia el exterior y las colas hidrofóbicas hacia el interior de la bicapa. Esta tiene un grosor aproximado de 75 Å (ángstrom) o 7.5 nanómetros (nm), por ello no es posible visualizarla al microscopio óptico pero si con el microscopio electrónico, este ofrece imágenes de la membrana plasmática en la que se pueden observar dos líneas oscuras laterales y una central más clara, imagen que recuerda a las “vías del tren”.

La bicapa de fofolípidos de la membrana plasmática aparece como una “vía de tren” en las imágenes de microscopia electrónica.

Desde los fosfolípidos a la bicapa lipídica. La imagen muestra los distintos niveles de organización membrana biológica (biomembrana) típica que se ensambla con fosfolípidos (fosfogliceridos, esfingolipidos) y esteroides (principalmente colesterol). Aunque todos los lípidos de membrana tienen su carácter antipático en común (con cabezas polares-hidrofílicas y colas apolares-hidrofóbicas) difieren en su estructura química, abundancia y funciones en las membranas biológicas. La formación de una bicapa lipídica es un proceso espontáneo en el que fuerzas intermoleculares como interacciones de van der Waals, e interacciones hidrofobicas (mediada por el efecto hidrofóbico) favorecen que las colas de los lípidos se autoasocien y autoensamblen espontáneamente en una bicapa lipídica con las capaces polares orientadas hacia el agua, y las colas hidrofóbicas hacia el interior. Así, cuando los fosolípidos se “disuelven” en agua forman espontáneamente una micela o una bicapa lipídica en forma de liposomas.

Micela

Unidades con forma de cuña (cabeza más grande que la cadena)

Bicapa

Unidades con forma de cilindro (cabeza de igual tamaño que la cadena)

Liposoma

Desde los fosfolípidos a la bicapa lipídica. La imagen muestra los distintos niveles de organización membrana biológica (biomembrana) típica que se ensambla con fosfolípidos (fosfogliceridos, esfingolipidos) y esteroides (principalmente colesterol). Aunque todos los lípidos de membrana tienen su carácter antipático en común (con cabezas polares-hidrofílicas y colas apolares-hidrofóbicas) difieren en su estructura química, abundancia y funciones en las membranas biológicas. La formación de una bicapa lipídica es un proceso espontáneo en el que fuerzas intermoleculares como interacciones de van der Waals, e interacciones hidrofobicas (mediada por el efecto hidrofóbico) favorecen que las colas de los lípidos se autoasocien y autoensamblen espontáneamente en una bicapa lipídica con las capaces polares orientadas hacia el agua, y las colas hidrofóbicas hacia el interior. Así, cuando los fosolípidos se “disuelven” en agua forman espontáneamente una micela o una bicapa lipídica en forma de liposomas.

Estructura de la fosfatidilcolina

Estructura de la fosfatidilcolina unos de los fosfolípidos (fosfoglicerido) más comunes en las membranas biológicas.

Estructura química y representación de modelos de bolas de su estructura atómica, que da una idea aproximada de la forma de la molécula.

Representación abreviada típica de la estructura anfipática de los fosfolípidos, con una cabeza polar hidrofílica y una cola apolar hidrofóbica

Todas las membranas biológicas son entidades dinámicas, estructuras fluidas, pues la mayoría de sus lípidos y proteínas son capaces de moverse en el plano de la membrana, además de sufrir un continuo recambio de componentes. Al igual que un mosaico, la membrana plasmática es una estructura compleja construida de diferentes elementos, proteínas, fosfolípidos y esteroides. Cuatro fosfolipidos principales fosfatidilcolina, fosfatidiletalonamina, fosfatidilserina (fosfogliceridos) y esfingomielina constituyen más del 50 % de los fosfolípidos de la mayoría de las biomembranas. Los esteroides, como el colesterol, tienen un importante papel en la regulación de las propiedades físico-químicas de la membrana biológicas regulando su resistencia y fluidez. La cantidad relativa de estos componentes varían de membrana en membrana, y los tipos de lípidos en la membrana también pueden variar.