Membrana plasmatică Caracteristici, funcții și structură

plasma membrana,mebrana celulară, plasmalemma sau membrana citoplasmică, este o structură de natură lipidică care înconjoară și delimitează celulele, fiind o componentă indispensabilă a arhitecturii sale. Biomembrele au proprietatea de a închide o anumită structură cu exterior. Funcția sa principală este de a servi ca o barieră.

În plus, controlează tranzitul de particule care pot intra și ieși. Proteinele cu membrană acționează ca "ușile moleculare" cu poartați destul de pretențioși. Compoziția membranei are, de asemenea, un rol în recunoașterea celulară.

Din punct de vedere structural, acestea sunt bistratificate formate de fosfolipidele naturale, proteinele și carbohidrații. În mod analog, un fosfolipid reprezintă un fosfor cu cap și coadă. Coada este constituită din lanțuri carbonate insolubile în apă, acestea fiind grupate spre interior.

În schimb, capetele sunt polare și dau mediul celular apos. Membranele sunt structuri extrem de stabile. Forțele care le mențin sunt cele ale lui van der Waals, printre fosfolipidele care le compun; acest lucru le permite să înconjoară ferm marginea celulelor.

Cu toate acestea, ele sunt, de asemenea, destul de dinamice și fluide. Proprietățile membranelor variază în funcție de tipul celular analizat. De exemplu, celulele roșii din sânge trebuie să fie elastice pentru a se deplasa prin vasele de sânge.

În schimb, în ​​neuroni, membrana (teaca mielinei) are structura necesară pentru a permite în mod eficient conducerea impulsului nervos.

index

• 1 Caracteristici generale
  • 1.1 Fluiditatea membranei
  • 1.2 Curbura
  • 1.3 Distribuția lipidelor
• 2 Funcții
• 3 Structura și compoziția
  • 3.1 Modelul mozaicelor fluide
  • 3.2 Tipuri de lipide
  • 3.3 Plăci lipidice
  • 3.4 Proteine ​​membranare
• 4 Referințe

Caracteristici generale

Membranele sunt structuri destul de dinamice care variază în funcție de tipul celulei și de compoziția lipidelor. Membranele sunt modificate în funcție de aceste caracteristici în modul următor:

Fluiditatea membranei

Membrana nu este o entitate statică, se comportă ca un fluid. Gradul de fluiditate al structurii depinde de mai mulți factori, incluzând compoziția lipidică și temperatura la care sunt expuse membranele.

Când toate legăturile care există în lanțurile de carbon sunt saturate, membrana tinde să se comporte ca un gel și interacțiunile van der Waals sunt stabile. În schimb, atunci când există duble legături, interacțiunile sunt mai mici și crește fluiditatea

În plus, există un efect al lungimii lanțului de carbon. Cu cat este mai lunga, cu intelegerile sale apar mai multe interactiuni, crescand astfel fluenta. Pe măsură ce crește temperatura, crește și fluiditatea membranei.

Colesterolul are un rol indispensabil în reglarea fluidității și depinde de concentrațiile de colesterol. Când cozile sunt lungi, colesterolul acționează ca un imobilizator al acestora, scăzând fluiditatea. Acest fenomen apare la niveluri normale de colesterol.

Efectul se modifică atunci când concentrațiile de colesterol sunt mai mici. Atunci când interacționează cu cozile lipidelor, efectul care provoacă este separarea acestora, reducând fluiditatea.

curbură

Ca fluiditate, curbura membranei este determinată de lipidele care formează fiecare membrană în particular.

Curbura depinde de dimensiunea capului lipidelor și coada. Cei cu cozi lungi și capete mari sunt plati; cei cu capete relativ mai mici tind să curbe mult mai mult decât grupul anterior.

Această proprietate este importantă în fenomenele de evaginație a membranei, formarea de vezicule, microvilli, printre altele.

Distribuția lipidelor

Cele două "coli" care alcătuiesc fiecare membrană - ne amintim că este o bilaterală - nu au aceeași compoziție de lipide în interiorul acesteia; prin urmare, se spune că distribuția este asimetrică. Acest fapt are consecințe funcționale importante.

Un exemplu specific este compoziția membranei plasmatice a eritrocitelor. În aceste celule sanguine, sfingomielina și fosfatidilcolina (care formează membrane cu o fluiditate relativă mai mare) se găsesc prin orientarea spre exterior a celulei.

Lipidele care tind să formeze mai multe structuri fluide se confruntă cu citozolul. Acest model nu este urmat de colesterol, care este distribuit mai mult sau mai puțin omogen în ambele straturi.

funcții

Funcția membranei fiecărui tip de celulă este strâns legată de structura sa. Cu toate acestea, ele îndeplinesc funcțiile de bază.

Biomembranele sunt responsabile de delimitarea mediului celular. În mod similar, în celulă există compartimente membranoase.

De exemplu, mitocondriile și cloroplastele sunt înconjurate de membrane și aceste structuri sunt implicate în reacțiile biochimice care apar în aceste organele.

Membranele reglează trecerea materialelor în celulă.Datorită acestei barieri, materialele necesare pot intra, fie pasiv, fie activ (cu nevoia de ATP). De asemenea, materialele nedorite sau toxice nu intră.

Membranele mențin compoziția ionică a celulei la nivele adecvate, prin procesele de osmoză și difuzie. Apa poate călători liber în funcție de gradientul de concentrație. Sărurile și metaboliții au transportori specifici și reglează, de asemenea, pH-ul celular.

Datorită prezenței proteinelor și a canalelor de pe suprafața membranei, celulele vecine pot interacționa și pot schimba materiale. În acest fel, celulele se reunesc și se formează țesuturile.

În cele din urmă, membranele conțin un număr semnificativ de proteine ​​de semnalizare și permit interacțiunea cu hormoni, neurotransmițători, printre altele.

Structura și compoziția

Componenta de bază a membranelor sunt fosfolipidele. Aceste molecule sunt amfipatice, au o zonă polară și apolară. Polar le permite să interacționeze cu apa, în timp ce coada este un lanț de carbon hidrofob.

Asocierea acestor molecule are loc în mod spontan în bimetal, cozile hidrofobe interacționând una cu cealaltă și capetele care se îndreaptă spre exterior.

Într-o celulă mică de animale găsim un număr incredibil de mare de lipide, de ordinul a 10⁹ molecule. Membranele au o grosime de aproximativ 7 nm. Miezul interior hidrofob, în ​​aproape toate membranele, ocupă o grosime de 3 până la 4 nm.

Model de mozaic fluid

Modelul care este gestionat în prezent de biomemembre este cunoscut sub numele de "mozaic fluid", formulat în anii 70 de cercetători Singer și Nicolson. Modelul propune ca membranele să fie formate nu numai din lipide, ci și din carbohidrați și proteine. Termenul mozaic se referă la respectivul amestec.

Fața membranei care se află în fața celulei este numită fața exoplasmică. Dimpotrivă, partea interioară este citosolică.

Același nomenclator se aplică biomembranelor care alcătuiesc organele, cu excepția faptului că fața exoplasmică, în acest caz, indică interiorul celulei și nu la exterior.

Lipidele care alcătuiesc membranele nu sunt statice. Acestea au capacitatea de a se deplasa, cu un anumit grad de libertate în anumite regiuni, prin structură.

Membranele sunt compuse din trei tipuri fundamentale de lipide: fosfogliceride, sfingolipide și steroizi; toate sunt molecule amfipatice. În continuare vom descrie în detaliu fiecare grup:

Tipuri de lipide

Primul grup, compus din fosfogliceride, provine din glicerol-3-fosfat. Coada, cu caracter hidrofob, este compusă din două lanțuri de acizi grași. Lungimea lanțurilor este variabilă: pot avea 16 până la 18 atomi de carbon. Acestea pot avea legături simple sau duble între atomii de carbon.

Subclasificarea acestui grup este dată de tipul capului pe care îl prezintă. Fosfatidilcolinele sunt cele mai abundente și capul conține colină. În alte tipuri, molecule diferite cum ar fi etanolamină sau serină interacționează cu grupul fosfat.

Un alt grup de fosfogliceride sunt plasmalogenii. Lanțul lipidic este legat la glicerol printr-o legătură esterică; La rândul său, există un lanț de carbon legat de glicerol prin intermediul unei legături eterice. Ele sunt destul de abundente în inimă și în creier.

Sphingolipidele provin din sfingozină. Sphingomyelinul este un sfingolipid abundent. Glicolipidele sunt constituite din capete formate din zaharuri.

A treia și ultima clasă de lipide care alcătuiesc membranele sunt steroizii. Ele sunt inele formate din carbon, unite în grupuri de patru. Colesterolul este un steroid prezent în membrane și în special abundent la mamifere și bacterii.

Vasele lipidice

Există zone specifice ale membranelor organismelor eucariote, în care concentrația colesterolului și a sfingolipidelor este concentrată. Aceste domenii sunt, de asemenea, cunoscute sub numele de ponton Lipid.

În aceste regiuni, aceștia dețin și proteine ​​diferite, ale căror funcții sunt semnalizarea celulară. Se crede că componentele lipidice modulează componentele proteice din plute.

Proteine ​​membrane

În membrana plasmatică sunt ancorate o serie de proteine. Acestea pot fi integrale, ancorate la lipide sau situate în periferie.

Integalele intră prin membrană. Prin urmare, ei trebuie să dețină domenii de proteine ​​hidrofile și hidrofobe pentru a putea interacționa cu toate componentele.

În proteinele ancorate la lipide, lanțul de carbon este ancorat într-unul din straturile membranei. Proteina nu intră cu adevărat în membrană.

În cele din urmă, cele periferice nu interacționează direct cu zona hidrofobă a membranei. Dimpotrivă, ele pot fi unite prin intermediul unei proteine ​​integrale sau prin capetele polare. Acestea pot fi amplasate pe ambele părți ale membranei.

Procentul de proteine ​​din fiecare membrană variază foarte mult: de la 20% în neuroni la 70% în membrana mitocondrială, deoarece are nevoie de o cantitate mare de elemente proteice pentru a efectua reacțiile metabolice care apar acolo.

referințe

1. Kraft, M. L. (2013). Plasarea și funcționarea membranei de plasmă: deplasarea peste plutele lipidice. Biologia moleculară a celulei, 24(18), 2765-2768.
2. Lodish, H. (2002). Biologie moleculară a celulei. Ediția a 4-a. Garland Science
3. Lodish, H. (2005). Biologie celulară și moleculară. Ed. Panamericana Medical.
4. Lombard, J. (2014). O dată la un moment dat membranele celulare: 175 de ani de cercetare de frontieră celulară. Biologie directă, 9(1), 32.
5. Thibodeau, G.A., Patton, K.T., & Howard, K. (1998). Structura și funcția. Elsevier Spania.