Membrana celular

La membrana celular, también conocida como membrana plasmática, es una doble capa de lípidos y proteínas que rodea una célula. Separa el citoplasma (el contenido de la célula) del entorno externo. Es una característica de todas las células, tanto procariotas como eucariotas.

Membrana celular
un diagrama 3D de la membrana celular

Función de la membrana celular

La membrana celular le da a la célula su estructura y regula los materiales que entran y salen de la célula. Es una barrera selectivamente permeable, lo que significa que permite que algunas sustancias crucen, pero no otras. Como un puente levadizo destinado a proteger un castillo y mantener alejados a los enemigos, la membrana celular solo permite que ciertas moléculas entren o salgan.

Cruzando la membrana

Las moléculas pequeñas, como el oxígeno, que las células necesitan para llevar a cabo funciones metabólicas como la respiración celular, y el dióxido de carbono, un subproducto de estas funciones, pueden entrar y salir fácilmente a través de la membrana. El agua también puede atravesar libremente la membrana, aunque lo hace a un ritmo más lento.

Sin embargo, las moléculas muy cargadas, como los iones, no pueden atravesarlas directamente, ni las macromoléculas grandes como los carbohidratos o los aminoácidos. En cambio, estas moléculas deben atravesar proteínas que están incrustadas en la membrana. De esta forma, la célula puede controlar la velocidad de difusión de estas sustancias.

Otra forma en que la membrana celular puede llevar moléculas al citoplasma es a través de la endocitosis. El proceso inverso, en el que la célula entrega el contenido fuera de la barrera de la membrana, se denomina exocitosis.

La endocitosis incluye fagocitosis (“comer células”) y pinocitosis (“beber células”). Durante estos procesos, la membrana celular forma una depresión, rodeando la partícula que está envolviendo. A continuación, se “pellizca” para formar una pequeña esfera de membrana llamada vesícula que contiene la molécula y la transporta a cualquier lugar de la célula que se utilice.

Endocitosis
Se pueden introducir moléculas grandes en la célula mediante el proceso de endocitosis.

Las células también pueden transportar sustancias a través de la membrana celular al entorno externo a través de la exocitosis, que es lo opuesto a la endocitosis. Durante la exocitosis, se forman vesículas en el citoplasma y se mueven hacia la superficie de la membrana celular. Aquí, se fusionan con la membrana y liberan su contenido al exterior de la célula. La exocitosis elimina los productos de desecho de la célula, que son las partes de las moléculas que no utiliza la célula, incluidos los orgánulos viejos.

Señalización en la membrana celular

La membrana celular también juega un papel importante en la señalización y comunicación celular. La membrana contiene varias proteínas incrustadas que pueden unirse a moléculas que se encuentran fuera de la célula y transmitir mensajes al interior de la célula.

Es importante destacar que estas proteínas receptoras en la membrana celular pueden unirse a sustancias producidas por otras áreas del cuerpo, como las hormonas. Cuando una molécula se une a su receptor objetivo en la membrana, inicia una vía de transducción de señales dentro de la célula que transmite la señal a las moléculas apropiadas.

Como resultado de estas vías de señalización, a menudo complejas, la célula puede realizar la acción especificada por la molécula de señalización, como producir o detener la producción de una determinada proteína.

¿Cómo le permite la estructura de la membrana celular realizar estas funciones?

Estructura de la membrana celular

Bicapa de fosfolípidos

La membrana celular está formada por una bicapa de fosfolípidos. Los fosfolípidos son moléculas de lípidos formadas por una cabeza de grupo fosfato y dos colas de ácidos grasos. Es importante destacar que las propiedades de las moléculas de fosfolípidos les permiten formar espontáneamente una membrana de doble capa.

La cabeza del grupo fosfato de un fosfolípido es hidrófila, mientras que la cola de fosfolípido es hidrófoba. Esto significa que el grupo fosfato es atraído por el agua, mientras que la cola es repelida por el agua.

Cuando estén en agua o en una solución acuosa (incluso dentro del cuerpo), las cabezas hidrófobas de fosfolípidos se orientarán hacia el interior, lo más lejos posible del agua. Por el contrario, las cabezas hidrofílicas estarán en el exterior, haciendo contacto con el agua. El resultado es que se forma una doble capa de fosfolípidos, con las cabezas hidrófobas agrupadas en el centro y las colas hidrófilas formando el exterior de la estructura. El término técnico para esta doble capa de fosfolípidos que forma la membrana celular es una bicapa de fosfolípidos.

Estructura de la membrana celular y sus componentes asociados.
Estructura de la membrana celular y sus componentes asociados.

Factores asociados a la membrana

Además de la bicapa de fosfolípidos, la membrana celular también contiene moléculas de lípidos, particularmente glicolípidos y esteroles. Un esterol importante es el colesterol, que regula la fluidez de la membrana celular en las células animales. Cuando hay menos colesterol, las membranas se vuelven más fluidas, pero también más permeables a las moléculas. La cantidad de colesterol en la membrana ayuda a mantener su permeabilidad para que la cantidad correcta de moléculas pueda ingresar a la célula a la vez.

La membrana celular también contiene muchas proteínas diferentes. Las proteínas constituyen aproximadamente la mitad de la membrana celular. Muchas de estas proteínas son proteínas transmembrana, que están incrustadas en la membrana pero sobresalen por ambos lados (es decir, se extienden por toda la bicapa lipídica).

Algunas de estas proteínas son receptores que se unen a moléculas de señal. Otros son canales de iones, que son el único medio de permitir que los iones entren o salgan de la célula. Los científicos utilizan el modelo de mosaico fluido para describir la estructura de la membrana celular. La membrana celular tiene una consistencia fluida debido a que está formada en gran parte por fosfolípidos, por lo que las proteínas se mueven libremente por su superficie. La multitud de proteínas y lípidos diferentes en la membrana celular le da el aspecto de un mosaico.

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