Membranas celulares

En la década de 1950 se observaron por primera vez al microscopio electrónico las membranas de organismos unicelulares y pluricelulares, así como de vegetales y animales.

Químicamente están constituidas por una doble capa de lípidos, carbohidratos y proteínas. Para explicar su estructura, los biólogos S.J. Singer y G.L. Nicholson, en 1972, elaboraron un modelo llamado mosaico fluido, en el cual la doble capa de fosfolípidos constituía el armazón fluido y viscoso para el mosaico donde se deslizan las diferentes proteínas lentamente dentro de la bicapa.

Lo importante de este modelo es que denota la calidad dinámica de la membrana celular.

Algunas moléculas como los gases pueden atravesar la membrana debido a que son solubles en los lípidos de ésta y finalmente, la carga eléctrica de los iones determina en un momento dado qué tipo de moléculas atraviesan la membrana.

Los lípidos más abundantes en la membrana son los fosfolípidos; el tipo menos abundante de lípidos lo constituyen los esfingolípidos. En ciertas membranas también existe colesterol, sustancia que en ciertas células animales puede constituir hasta 50%. Las membranas de la mayor parte de los vegetales y de las bacterias no contienen colesterol. Los grupos polares de cada capa de fosfolípidos se orientan hacia el exterior de la bicapa y pueden interactuar con las moléculas de agua que los rodean, las cadenas hidrofóbicas del fosfolípido se encuentran orientadas hacia el interior de la bicapa. Esta bicapa de lípidos tiene consecuencias en la estructura y funcionamiento de las células. Debido a la cohesión y formación espontánea de las bicapas nunca se observan membranas con bordes libres; siempre son estructuras íntegras continuas. Gracias a la flexibilidad de la bicapa de lípidos, las membranas son deformables y pueden cambiar toda su forma como ocurre durante la locomoción o la división celular.

La composición de carbohidratos de la membrana depende del tipo de célula, y la cantidad de éstos varía entre 2 y 10% del peso total. Se encuentran unidos a los lípidos y las proteínas en forma de glucolípidos y glucoproteínas, respectivamente.

Las proteínas de la membrana varían desde una docena hasta 50 tipos diferentes.

Cada una se encuentra localizada y dirigida en una posición particular de la bicapa de lípidos. Pueden ser proteínas integrales, que penetran en la bicapa de lípidos; la mayoría atraviesan completamente la bicapa y tienen regiones que sobresalen en ambos lados de la membrana hacia
el espacio extracelular y el citoplásmico. Otro tipo de proteínas son la periféricas, que se localizan por completo fuera de la bicapa de lípidos, pero ancladas por grupos de ácidos grasos o por otras proteínas a la superficie extracelular o citoplásmica.