Bicapa lipídica
Definición de bicapa lipídica
Una bicapa lipídica es una membrana biológica que consta de dos capas de moléculas lipídicas. Cada molécula de lípido, o fosfolípido, contiene una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. Las regiones de la cola, repelidas por el agua y ligeramente atraídas entre sí, se juntan. Esto expone las regiones de la cabeza al exterior, creando una barrera entre dos cuerpos de agua. Una bicapa lipídica es la parte fundamental de todas las membranas celulares, típicamente completada con proteínas integrales específicas de la especie y otros aspectos funcionales.
Una bicapa lipídica funciona a través de las acciones de polaridad. El interior de la bicapa lipídica no es polar, mientras que las cabezas son moléculas polares y crean enlaces de hidrógeno con otras moléculas polares. Esto también significa que las moléculas polares como el agua y los iones no pueden atravesar fácilmente la región de la cola no polar de la bicapa lipídica. Las membranas celulares de la mayoría de los organismos se crean con bicapa lipídica, así como la membrana nuclear y varios orgánulos.membranas. Las diversas funciones de estas membranas se especifican luego con una variedad de proteínas que permiten o impiden que ciertas sustancias atraviesen la membrana. Al hacerlo, las células y los orgánulos individuales pueden crear un entorno ideal para que se produzcan reacciones bioquímicas, lo que les permite permanecer en homeostasis.
Estructura de la bicapa lipídica
Una bicapa lipídica consta de dos láminas de fosfolípidos anfifílicos, como se ve en la imagen de abajo. Anfifílico describe una molécula que es en parte hidrofóbica y en parte hidrofílica. A menudo hay átomos de fósforo en las cabezas de las moléculas, lo que les da polaridad. Las colas de las moléculas son apolares e hidrófobas. En la imagen de abajo, las partes polares de las moléculas están marcadas en rojo.
Como se ve en la animación, las moléculas no están pegadas rígidamente en su lugar. En una sola hoja, las moléculas se mueven activamente una y otra vez. De hecho, una mejor analogía es la de las personas apiñadas en un ascensor. En su mayoría permanecen quietos, pero pueden deslizarse uno al lado del otro si alguien necesita salir del ascensor y está parado en la parte de atrás. Ponga dos de estas capas juntas y tendrá una bicapa lipídica.
En los sistemas vivos, una bicapa lipídica nunca es por sí misma. Está asociado con una serie de proteínas integrales y de superficie, así como con elementos extracelulares e intracelulares que tienen funciones específicas en la célula. Un modelo que abarca toda la membrana celular es el modelo de mosaico fluido, que asume que las proteínas dentro de la bicapa lipídica actúan como icebergs dentro del mar, flotando pero sin unirse a nada. Las propiedades específicas de la proteína y de la bicapa lipídica las mantienen unidas dentro de las capas, pero no estacionarias. Esto se puede ver en la imagen de abajo.
Función de la bicapa lipídica
Una bicapa lipídica cumple muchas funciones tanto en el organismo unicelular como en los organismos multicelulares. Independientemente de si una célula vive libremente en el agua de un estanque o está confinada en su cuerpo cumpliendo una función, necesita mantener diferentes condiciones para las diversas reacciones que necesita llevar a cabo para sobrevivir. En todas las aplicaciones, la bicapa lipídica actúa como filtro entre el interior y el exterior. Sin embargo, dependiendo de las condiciones, las funciones exactas de la bicapa lipídica pueden cambiar.
Imagínese dos celdas, una en el océano y otra en un estanque. El agua del estanque es dulce, mientras que el agua del océano contiene muchas sales disueltas. En el estanque, el agua querrá pasar a la célula más hipertónica o más salada. En el océano, las sales del agua extraerán agua de la celda. Estas dos situaciones diferentes muestran la importancia de las proteínas en una bicapa lipídica. Si bien cada bicapa detiene los iones y ralentiza el movimiento del agua, solo puede contener una cierta presión. El agua se filtrará continuamente hacia adentro o hacia afuera de la celda. Los diferentes tipos de organismos tienen diferentes estrategias para lidiar con la pérdida de agua, la mayoría dependiendo de las proteínas dentro de la bicapa lipídica o de las estructuras de soporte extracelular (paredes celulares) para ayudar a mitigar el agua y los iones de manera adecuada.
De estas proteínas de membrana, bombas de iones, canales de iones y acuaporinas. Las bombas de iones se basan en fuentes de energía celular (por ejemplo, ATP ) para mover activamente iones no deseados a través de una bicapa lipídica. Los canales de iones, por otro lado, responden a una señal (eléctrica o química) y se abren en consecuencia. Las acuaporinas son un tipo de canal iónico que permite que grandes cantidades de agua pasen a través de la membrana en el momento adecuado.
La bicapa lipídica y sus proteínas asociadas proporcionan otra función a las células, en forma de señalización celular. Pueden participar de varias formas. En la transducción de señales, una señal pasa a través de la bicapa lipídica utilizando una serie de proteínas integrales y de superficie, creando una reacción internamente. Las bicapas lipídicas también participan directamente en la transmisión de los impulsos nerviosos. Cuando un impulso nervioso llega al final de un nervio, llamado sinapsis, envía una señal para que las vesículas especiales se fusionen con la bicapa lipídica de la membrana celular. Las vesículas, llenas de moléculas de neurotransmisores, liberan su contenido al fusionarse. Esto envía el neurotransmisor a través delhendidura sináptica, donde la siguiente célula nerviosa puede recibirla. En esta célula nerviosa, la unión del neurotransmisor a proteínas especiales provoca la formación de un potencial de acción eléctrico, que se mueve como una onda eléctrica por la bicapa lipídica.
Otra función de la bicapa lipídica es la rigidez y el soporte celular. La composición de la bicapa lipídica es tal que, a diferentes temperaturas y composiciones, actúa de manera diferente. Según la especie y el entorno en el que viva (caliente, frío, etc.), la bicapa lipídica estará compuesta por diferentes tipos y tipos de lípidos. Por ejemplo, los seres humanos producen un lípido llamado colesterol, que influye en la rigidez de la membrana celular. Con más colesterol entre las otras moléculas de lípidos en la bicapa, toda la estructura se vuelve más rígida. Esto se convierte en un problema cuando hay demasiado colesterol, ya que las células ya no pueden doblarse y flexionarse como deberían. En humanos y otros animales, esto conduce a desgarros en las paredes de las arterias, que están bajo una inmensa presión del corazón. Si estas arterias se rompen, puede sangrar internamente.
Finalmente, en varias especies, la bicapa lipídica está involucrada en los procesos de endocitosis y exocitosis. Ingerir alimentos y excretar sustancias, respectivamente, son las definiciones simples de estos términos. Durante estos eventos, la bicapa lipídica se pliega (o desdobla) para absorber (o excretar) sustancias. Si bien existen varios tipos de endocitosis, la fagocitosis es el acto de envolver una presa o un alimento doblando la bicapa lipídica a su alrededor y formando una vesícula interna en la que se puede digerir el artículo. Este método es practicado por varias especies unicelulares en la alimentación.
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