MEMBRANA

PLASMATICA

BICAPA LIPIDICA QUE DELIMITA TODAS LAS

CELULAS.

ES UNA ESTRUCTURA FORMADA POR

FOSDOLIPÌDOS, GLICOLIPIDOS Y

PROTEINAS.

TIENE UN GROSOR APROXIMADO DE 7,5

NM

LA PRINCIPAL CARACTERÍSTICA DE ESTA BARRERA

ES SU PERMEABILIDAD SELECTIVA, LO QUE LE

PERMITE SELECCIONAR LAS MOLÉCULAS QUE

DEBEN ENTRAR Y SALIR DE LA CÉLULA.

DE ESTA FORMA SE MANTIENE ESTABLE EL MEDIO

INTRACELULAR, REGULANDO EL PASO DE

AGUA, IONES Y METABOLITOS, A LA VEZ QUE

MANTIENE EL POTENCIAL ELECTROQUÍMICO

-LA FUNCIÓN PRINCIPAL DE LA MEMBRANA

ENDOPLASMÁTICA ES MANTENER EL MEDIO

INTRACELULAR DIFERENCIADO DEL ENTORNO.

ESTO ES POSIBLE GRACIAS A LA NATURALEZA

AISLANTE EN MEDIO ACUOSO DE LA BICAPA

FOSFOLIPÍDICA Y A LAS FUNCIONES DE

TRANSPORTE QUE DESEMPEÑAN LAS

PROTEÍNAS.

-AYUDA A MENTENER EL EQUILIBRIO ENTRE EL

MEDIO INTERNO Y EL MEDIO EXTERNO DE LA

CELULA.

-REGULA LA ENTRADA Y SALIDA DE CIERTAS

SUSTANCIAS ENTRE EL CENTRO DE LA CELULA Y

EL MEDIO EXTRA-CELULAR

-DEFINEN LA EXTENSIÓN DE LA CÉLULA Y ESTABLECEN

SUS LÍMITES.

-CONSTITUYEN BARRERAS SELECTIVAMENTE

PERMEABLES, DADO QUE IMPIDEN EL INTERCAMBIO

INDISCRIMINADO DE SUSTANCIAS ENTRE EL CITOPLASMA

Y EL MEDIO EXTRACELULAR. LA MEMBRANA

PLASMÁTICA, GRACIAS A SUS PROPIEDADES

FISICOQUÍMICAS, ESTÁ CAPACITADA PARA TRANSPORTAR

DE UN LADO A OTRO DE LA MISMA DETERMINADOS

SOLUTOS, MACROMOLÉCULAS Y COMPLEJOS

MACROMOLECULARES.

PERMITE A LA CÉLULA DIVIDIR EN

SECCIONES LOS DISTINTOS ORGÁNULOS Y

ASÍ PROTEGER LAS REACCIONES

QUÍMICAS QUE OCURREN EN CADA UNO.

-CREA UNA BARRERA SELECTIVAMENTE

PERMEABLE EN DONDE SOLO ENTRAN O

SALEN LAS SUSTANCIAS ESTRICTAMENTE

NECESARIAS.

propusieron en 1972 un

modelo estructural para las

membranas al cual

denominaron modelo del

mosaico fluido

DE ACUERDO AL MISMO LAS MEMBRANAS SON

“DISOLUCIONES BIDIMENSIONALES DE LÍPIDOS

Y PROTEÍNAS.” SEGÚN ESTE MODELO, LA

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA SERÍA UNA

DELGADA LAMINA FORMADA POR DOS CAPAS

SUPERPUESTAS DE LÍPIDOS (TAMBIÉN

LLAMADAS HEMIMEMBRANAS), CON LA

FLUIDEZ PROPIA DE LOS ACEITES, EN LA CUAL

SE ENCUENTRAN INSERTADAS PROTEÍNAS.

ESTO LE CONFIERE EL ASPECTO DE UN

“MOSAICO”.

ESTÁN FORMADAS POR UN CONJUNTO DE

MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS E HIDROFÍLICAS QUE

SE MANTIENEN UNIDAS POR ENLACES, EN

GENERAL, NO COVALENTES. UNA DE LAS

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS

MEMBRANAS BIOLÓGICAS ES SU ALTO GRADO DE

FLUIDEZ. ESTO IMPLICA QUE SUS LÍPIDOS Y

PROTEÍNAS PUEDEN DESPLAZARSE LIBREMENTE EN

TODAS LAS DIRECCIONES, PERO SIEMPRE SOBRE

EL PLANO DE LA MEMBRANA. DE ALLÍ ENTONCES LA

DENOMINACIÓN DE “MOSAICO FLUIDO”; A ESTA

PROPIEDAD TAMBIÉN SE LA CONOCE COMO

DIFUSIÓN LATERAL.

TODAS LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS DE LOS

SERES VIVOS, TANTO LA MEMBRANA

PLASMÁTICA,, ESTÁN FORMADAS POR:

A. LÍPIDOS

B. PROTEÍNAS

C. GLÚCIDOS

LIPIDOS

LA VARIEDAD DE LÍPIDOS PRESENTES EN LAS

MEMBRANAS ES MUY AMPLIA; SIN EMBARGO, TODOS

POSEEN UNA CARACTERÍSTICA EN COMÚN: SON

MOLÉCULAS ANFIPÁTICAS. ESTO SIGNIFICA QUE SUS

MOLÉCULAS CONTIENEN UNA ZONA HIDROFÍLICA O

POLAR Y UNA HIDROFÓBICA O NO POLAR.

LOS FOSFOLÍPIDOS SON LOS LÍPIDOS MÁS

ABUNDANTES EN LAS MEMBRANAS. DEBIDO A SU

CARÁCTER ANFIPÁTICO, LOS FOSFOLÍPIDOS, EN UN

MEDIO ACUOSO SE ORGANIZAN ESPONTÁN

EAMENTE CONFORMANDO LA DENOMINADA BICAPA

LIPÍDICA.

LA BICAPA DE FOSFOLÍPIDOS

FUNCIONA PRINCIPALMENTE COMO

ARMAZÓN ESTRUCTURAL DE LA

MEMBRANA Y COMO BARRERA QUE

IMPIDE EL PASAJE DE SUSTANCIAS

HIDROSOLUBLES A TRAVÉS DE LA

MISMA; ESTO ÚLTIMO ES DEBIDO AL

CARÁCTER FUERTEMENTE

HIDROFÓBICO DE LA MATRIZ DE LA

MEMBRANA.

LOS FOSFOLÍPIDOS MÁS

FRECUENTES DE LAS MEMBRANAS

SON LA FOSFATIDILETANOLAMINA,

LA FOSFATIDILCOLINA, LA

FOSFATIDILSERINA Y LA

ESFINGOMIELINA. LOS

FOSFOLÍPIDOS DE LAS

MEMBRANAS SON

DIACILGLICERIDOS.

EL COLESTEROL ES UN ESTEROIDE QUE SE

ENCUENTRA EN UN ALTO PORCENTAJE EN

LA MEMBRANA PLASMÁTICA DE LAS

CÉLULAS ANIMALES. SU CONCENTRACIÓN

VARÍA MUCHO DE UN TIPO DE MEMBRANA A

OTRO; EN ANIMALES HAY MEMBRANAS

DONDE EL COLESTEROL CONSTITUYE

HASTA EL 50% DEL TOTAL DE LOS LÍPIDOS.

CONTRARIAMENTE, LA MAYORÍA DE LAS

CÉLULAS VEGETALES Y BACTERIANAS

CARECEN DE COLESTEROL.

PROTEINAS

MIENTRAS QUE LOS LÍPIDOS EJERCEN

PRINCIPALMENTE UNA FUNCIÓN

ESTRUCTURAL, LAS PROTEÍNAS NO SÓLO

DESEMPEÑAN UN ROL ESTRUCTURAL SINO

QUE ADEMÁS SON LAS RESPONSABLES DE

LAS FUNCIONES ESPECÍFICAS DE LAS

MEMBRANAS BIOLÓGICAS. ESTAS SEGÚN

SU FUNCIÓN PUEDEN AGRUPARSE EN:

ENZIMÁTICAS, DE

TRANSPORTE, RECEPTORAS Y DE

RECONOCIMIENTO

EN OTRAS PALABRAS, SON

JUSTAMENTE LAS PROTEÍNAS LAS QUE

LE OTORGAN DISTINTAS FUNCIONES A

LAS MEMBRANAS. ESTAS EN SU

MAYORÍA SON PROTEÍNAS

GLOBULARES

LAS PROTEINAS

SE DIVIDEN EN:

PROTEÍNAS INTRÍNSECAS, INTEGRALES O

TRANSMEMBRANA: PUEDEN ATRAVESAR

TOTAL O PARCIALMENTE LA

BICAPA, ASOMANDO A UNA O AMBAS

SUPERFICIES DE LA MISMA.

DENTRO DE LAS PROTEÍNAS INTEGRALES

ENCONTRAMOS:

PROTEÍNAS MONOPASO: LA PROTEÍNA

“ATRAVIESA” UNA SOLA VEZ LA MEMBRANA.

PROTEÍNAS MULTIPASO: LA CADENA

POLIPEPTÍDICA ATRAVIESA DOS O MÁS VECES

LA BICAPA LIPÍDICA. POR LO TANTO, ESTA

POSEE VARIAS REGIONES HIDROFÓBICAS

INSERTADAS EN LA MATRIZ DE LA MEMBRANA

ALTERNADAS CON SECTORES HIDROFÍLICOS

QUE SE EXPONEN HACIA LOS MEDIOS

ACUOSOS.

PROTEÍNAS EXTRÍNSECAS O PERIFÉRICAS:

SE ENCUENTRAN SOBRE LA CARA EXTERNA

O TAMBIÉN INTERNA DE LA MEMBRANA Y

PUEDEN ESTAR LIGADAS TANTO A LAS

PROTEÍNAS INTEGRALES COMO A LOS

FOSFOLÍPIDOS POR UNIONES DÉBILES..

CUANDO ESTAS SE UBICAN DEL LADO

CITOPLASMÁTICO DE LA MEMBRANA

SUELEN INTERACTUAR CON EL

CITOESQUELETO.

FLUIDEZ

DE LA

MEMBRANA

COMO YA SE MENCIONÓ, LAS MEMBRANAS

SON ESTRUCTURAS DINÁMICAS DONDE LOS

COMPONENTES PUEDEN DESPLAZARSE EN

TODAS LAS DIRECCIONES SOBRE EL PLANO DE

LA BICAPA. DE AHÍ QUE EL MODELO RECIBA EL

NOMBRE DE MOSAICO FLUIDO.

MOVILIDAD DE LOS COMPONENTES

DE LAS MEMBRANAS

EXISTEN TRES TIPOS DE MOVIMIENTOS POSIBLES EN LAS

MEMBRANAS:

ROTACIÓN (SOBRE SU PROPIO EJE)

TRASLACIÓN (O DIFUSIÓN LATERAL) SOBRE EL PLANO DE LA

MEMBRANA.

FLIP-FLOP

EL MOVIMIENTO DE FLIP-FLOP ES EL INTERCAMBIO DE

FOSFOLÍPIDOS DE UNA MONOCAPA (O HEMIMEMBRANA) A LA

OTRA; ESTA SUMAMENTE RESTRINGIDO, DEBIDO A LA

DIFICULTAD QUE POSEE LA CABEZA POLAR PARA ATRAVESAR EL

MEDIO HIDROFÓBICO DE LA MATRIZ DE LA MEMBRANA. DE ALLÍ

QUE NO SEA UN MOVIMIENTO QUE OCURRA DE MANERA

ESPONTÁNEA SINO QUE ESTÁ MEDIADO POR ENZIMAS

DENOMINADAS FLIPASAS.

PERMEABILIDAD

DE LAS

MEMBRANAS

COMO YA SE HA MENCIONADO LA

MEMBRANA PLASMÁTICA ES UNA BARRERA

CON PERMEABILIDAD SELECTIVA QUE

REGULA EL INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS

ENTRE EL CITOPLASMA Y EL MEDIO

EXTRACELULAR. SUS PROPIEDADES

ASEGURAN QUE LAS SUSTANCIAS

ESENCIALES, COMO LA GLUCOSA, LOS

AMINOÁCIDOS Y LOS LÍPIDOS ENTREN A LA

CÉLULA FÁCILMENTE, QUE LOS

INTERMEDIARIOS METABÓLICOS

PERMANEZCAN EN LA CÉLULA Y QUE LOS

PRODUCTOS DE DESECHO, COMO LA UREA,

ABANDONEN LA MISMA.

TODO ESTO PERMITE A LA CÉLULA MANTENER

EL MEDIO INTERNO RELATIVAMENTE

CONSTANTE. LA MEMBRANA, DEBIDO A SUS

CARACTERÍSTICAS HIDROFÓBICAS, ES

IMPERMEABLE A LA MAYOR PARTE DE LAS

MOLÉCULAS HIDROSOLUBLES, COMO LA

GLUCOSA, LOS AMINOÁCIDOS Y LOS IONES

EN GENERAL. EN CAMBIO, LAS MOLÉCULAS

HIDROFÓBICAS, SIEMPRE Y CUANDO SU

TAMAÑO NO SEA DEMASIADO GRANDE,

PUEDEN ATRAVESARLA FÁCILMENTE.

PODEMOS OBSERVAR EN LA FIGURA 4.15, QUE

ÚNICAMENTE ATRAVESARÁN LA MEMBRANA LAS

MOLÉCULAS NO POLARES Y PEQUEÑAS COMO EL

O2, CO2, N2 E INCLUSO EL CO (TÓXICO),

COMPUESTOS LIPOSOLUBLES COMO LOS ÁCIDOS

GRASOS Y ESTEROIDES Y, ADEMÁS, A PESAR DE

SER MOLÉCULAS POLARES, EL GLICEROL, LA

UREA Y EL AGUA. EL RESTO DE LAS MOLÉCULAS

SE TRANSFIERE DE UN LADO A OTRO DE LA

MEMBRANA GRACIAS A PROTEÍNAS INTEGRALES

QUE ACTÚAN COMO TRANSPORTADORES; SIN

ESTOS TRANSPORTADORES DICHAS MOLÉCULAS

NO PUEDEN DIFUNDIR A TRAVÉS DE LAS

MEMBRANAS.

DIFUSIÓN COMO EL MOVIMIENTO DE

MOLÉCULAS DESDE UNA ZONA DE MAYOR

CONCENTRACIÓN HACIA UNA DE MENOR

CONCENTRACIÓN. A LA DIFERENCIA DE

CONCENTRACIÓN QUE EXISTE ENTRE UNA

ZONA Y OTRA SE LA DENOMINA GRADIENTE.

TRANSPORTE

DIFUSION SIMPLE

CUANDO LA DIFUSIÓN SE REALIZA ENTRE

COMPARTIMIENTOS SEPARADOS POR UNA

MEMBRANA PERMEABLE A ESE SOLUTO, SE

DENOMINA DIFUSIÓN SIMPLE Y, COMO YA SE

DIJO, NO REQUIERE DE OTRA ENERGÍA ADICIONAL

QUE NO SEA EL MOVIMIENTO DE LAS

MOLÉCULAS, DESPLAZÁNDOSE ÉSTAS A FAVOR DE

SU GRADIENTE DE CONCENTRACIÓN. EN OTRAS

PALABRAS, LA DIFUSIÓN SIMPLE NO REQUIERE

GASTO DE ATP, YA QUE ES UN FENÓMENO

ESPONTÁNEO.

DIFUSIÓN FACILITADA

AQUELLAS MOLÉCULAS QUE NO PUEDEN ATRAVESAR

FÁCILMENTE LAS MEMBRANAS POR DIFUSIÓN SIMPLE

DEBIDO A SU POLARIDAD Y/O A SU TAMAÑO (POR EJ.

GLUCOSA, AMINOÁCIDOS, IONES, ETC.), PODRÁN

HACERLO SI ESTÁN PRESENTES SUS RESPECTIVOS

TRANSPORTADORES. DICHOS TRANSPORTADORES SON

PROTEÍNAS INTEGRALES DE MEMBRANA Y SE LOS PUEDE

AGRUPAR DEL SIGUIENTE MODO:

· PROTEÍNAS CANAL O CANALES IÓNICOS

· PROTEÍNAS “CARRIER” O PERMEASAS

LA DIFUSIÓN FACILITADA OCURRE SIEMPRE A FAVOR DEL

GRADIENTE, POR LO TANTO NO REQUIERE GASTO DE

ENERGÍA ADICIONAL.

CANALES IÓNICOS:LOS CANALES IÓNICOS SON “POROS” O “TÚNELES” FORMADOS

POR UNA O VARIAS PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA. EN

GENERAL, SON DE TIPO MULTIPASO, CON UN INTERIOR

HIDROFILICO. EXISTEN CANALES IÓNICOS EN TODAS LAS

CÉLULAS, TANTO EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA COMO EN LAS

MEMBRANAS DE LOS ORGANOIDES. SON ALTAMENTE

SELECTIVOS, PORQUE CADA CANAL SÓLO PUEDE

TRANSPORTAR UN TIPO DE ION (K+, NA+, ETC.). LOS IONES SE

MUEVEN A TRAVÉS DEL CANAL A UNA VELOCIDAD MUY ELEVADA

(108 IONES POR SEGUNDO).

EL TRANSPORTE DE UN ION ES IMPULSADO POR EL GRADIENTE

ELECTROQUÍMICO. O SEA QUE UN ION PUEDE DIFUNDIR DE UN

LADO A OTRO DE LA MEMBRANA, GRACIAS A LA DIFERENCIA DE

CONCENTRACIÓN COMO A LA DIFERENCIA DE CARGA

ELÉCTRICA A AMBOS LADOS DE LA MEMBRANA.

LA MAYORÍA DE LOS CANALES NO PERMANECEN

ABIERTOS PERMANENTEMENTE, SINO QUE SE

ABREN EN RESPUESTA A ESTÍMULOS. ESTOS

ESTÍMULOS PUEDEN SER TANTO LA PRESENCIA DE

UNA SUSTANCIA INDUCTORA COMO UNA

MODIFICACIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA DE LA

MEMBRANA (MODIFICACIÓN DEL POTENCIAL

ELÉCTRICO). LOS CANALES QUE SE ABREN O

CIERRAN EN PRESENCIA DE SUSTANCIAS

INDUCTORAS (LIGANDOS) SON LLAMADOS

DEPENDIENTES DE LIGANDO Y LOS OTROS,

DEPENDIENTES DE VOLTAJE.

CARRIERS O PERMEASAS:

AL IGUAL QUE LOS CANALES IÓNICOS, LAS

PERMEASAS ESTÁN FORMADAS POR

PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA MULTIPASO.

SUELEN TRANSPORTAR UNA GRAN

VARIEDAD DE IONES COMO EL HCO3- Y

OTRAS MOLÉCULAS POLARES SIN CARGA

COMO LA GLUCOSA.

ESTE TIPO DE TRANSPORTE ES SIEMPRE

SIN GASTO DE ENERGÍA Y A FAVOR DEL

GRADIENTE ELECTROQUÍMICO. LA

VELOCIDAD DE TRANSPORTE ES MUY

INFERIOR AL DE LOS CANALES IÓNICOS.

EXISTEN TRES TIPOS DE

PERMEASAS:

-MONOTRANSPORTADORA O UNIPORTE:

TRANSFIEREN UN SOLO TIPO DE SOLUTO DE UN

LADO AL OTRO DE LA MEMBRANA. (EJ.:

TRANSPORTE DE GLUCOSA EN LA MAYORÍA DE

LAS CÉLULAS ANIMALES, DESDE EL MEDIO

EXTRACELULAR, LA SANGRE, DONDE LA

CONCENTRACIÓN ES MAYOR, HACIA EL INTERIOR

DE LAS MISMAS DONDE ES MENOR)-

COTRANSPORTADORA O SIMPORTE:

TRANSFIEREN DOS TIPOS DE

SOLUTOS, AMBOS EN EL MISMO SENTIDO.

-CONTRATRANSPORTADORA O

ANTIPORTE: TRANSFIERE DOS TIPOS

DISTINTOS DE SOLUTOS EN SENTIDOS

CONTRARIOS. ES DECIR, UNO INGRESA AL

CITOPLASMA SI, Y SOLO

SI, SIMULTÁNEAMENTE EL OTRO SALE.