Membrana plasmática
1. ¿Cuál es la estructura de la membrana plasmática?
Las membranas celulares consisten en una cara doble (bicapa) de moléculas de fosfolípidos anfipáticos; es decir, con una cabeza polar hidrófila (con apentencia por el agua) y una cola no polar hidrófoba (que repele el agua). Las cabezas polares proceden directamente del glicerol conjugado con un compuesto de nitrógeno como la colina, la etanolamina o la serina mediante un enlace de fosfato. EL grupo fosfato tiene carga negativa, mientras que la carga del grupo nitrogenado es positiva. La cola no polar de la molécula de fosfolípido consiste en dos ácidos grasos de cadena larga, cada uno de ellos unido mediante un enlace covalente al glicerol de la cabeza polar. En la mayoría de las células de los mamíferos, uno de los ácidos grasos es saturado y de cadena recta, mientras que el otro es insaturado y se halla plegado en la posición del enlace insaturado. Debido a su naturaleza anfipática cuando la membrana se encuentra en una solución acuosa, los fosfolípidos forman espontáneamente una bicapa, con las cabezas hidrófilas (polares) dirigidas hacia afuera y las colas hidrófobas reunidas hacia el interior.
2. ¿Qué le proporciona a la membrana plasmática su fluidez y flexibilidad?
La fluidez y flexibilidad de la membrana aumentan con la presencia de ácidos grasos insaturados que evitan el empaquetamiento dentro de las colas hidrófobas. En la bicapa existen también moléculas de colesterol en una proporción de casi 1:1 con los fosfolípidos. Estas moléculas de colesterol son asimismo anfipáticas y poseen una configuración espiralizada, lo que ayuda a evitar en empaquetamiento denso de las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos y al mismo tiempo hace que ocupen las lagunas existentes en los pliegues de las colas de ácidos grasos insaturados. Por tanto, las moléculas de colesterol estabilizan y regulan la fluidez de la bicapa de fosfolípidos.
3. ¿Qué tipos de proteínas se encuentran en la membrana plasmática?
Las moléculas de proteínas representan casi la mitad de la masa total de la membrana. Algunas se encuentran incorporadas a la membrana (proteínas intrínsecas o integrantes), mientras que otras se mantienen sobre la superficie externa o interna gracias a débiles fuerzas electrostáticas (proteínas extrínsecas o periféricas). Algunas proteínas intrínsecas ocupan todo el grosor de la membrana (proteínas transmembranosas) quedando expuestas en ambas superficies. Otras proteínas de la membrana se encuentran ancladas a estructuras citoplasmáticas a través del citoesqueleto.
4. ¿Cuál es el objetivo de que exista un transporte a través de la membrana plasmática y en qué consiste la difusión pasiva, difusión facilitada, transporte activo y transporte “masivo”?
A través de las membranas plasmáticas se hace el intercambio de materiales e información entre los ambientes internos y externos de la célula, lo que permite que ésta controle la calidad de su medio interno. El transporte de materiales a través de la membrana plasmática se hace mediante cuatro mecanismos principales: difusión pasiva, difusión facilitada, transporte activo y transporte “masivo”.
Difusión pasiva. Este tipo de transporte depende por completo de la existencia de un gradiente de concentración a través de la membrana plasmática. Los lípidos y las moléculas liposolubles como el etanol, pasan libremente a través de las membranas plasmáticas cuya oposición a la difusión de gases como el oxígeno y el anhídrido carbónico también es muy débil. En general, la membrana plasmática es impermeable a las moléculas hidrófilas.
Difusión facilitada. Este tipo de transporte también depende de la concentración e implica el movimiento de moléculas hidrófilas de mayor tamaño, como la glucosa o los aminoácidos, movimiento que puede producirse en ambas direcciones. Se trata de un proceso estrictamente pasivo pero que requiere la presencia de moléculas transportadoras de proteínas a las que se unen las moléculas de forma específica pero reversible. Por ejemplo, cuando la glucosa se une a la proteína transportadora, esta proteína transmembranosa modifica su forma haciendo que la molécula de glucosa penetre en el interior de la célula, donde puede separarse el transportador que, a su vez, recupera su forma original.
Transporte activo. Este tipo de transporte no sólo es independiente de los gradientes de concentración, sino que a meudo opera contra enormes gradientes de este tipo. El ejemplo clásico de esta modalidad de transporte es la salida continua de sodio de las células a través de la “bomba de sodio”, un complejo proteico transmembranoso (Na+-K+-ATPasa) que intercambia un ión de sodio por uno de potasio a través de la membrana para generar la energía necesaria para el proceso, el ATP se convierte en ADP.
Transporte “masivo”. El paso de grandes moléculas o de partículas pequeñas al interior de la célula, se produce gracias a diversos mecanismos que en conjunto, reciben el nombre de endocitosis, entre los que se encuentra la fagocitosis y la endocitosis mediada por receptores. La exocitosis recurre a mecanismos similares pero inversos, para secretar productos celulares hacia el medio externo. La pinocitosis consiste en la captación inespecífica de pequeños volúmenes de líquido extracelular. Los materiales captados por pinocitosis pueden ser transportados a través de la célula y excretados por otra cara de la misma; a este proceso se le denomina transcitosis.
5. ¿Qué es la transmisión sináptica y en qué consiste?
Se refiere a la propagación de los impulsos nerviosos de una célula hacia otra.
Se refiere a la propagación de los impulsos nerviosos de una célula hacia otra.
Los impulsos nerviosos son transmitidos en la brecha sináptica por la liberación de químicos denominados neurotransmisores. Cuando el impulso nervioso, o el potencial de acción llega al final del axón pre-sináptico, las moléculas del neurotransmisor son liberadas hacia la brecha sináptica. Los neurotransmisores son un grupo diverso de compuestos químicos, desde aminas simples como la dopamina y amino ácidos tales como el acido gamma-amino butírico (GABA), hasta polipéptidos como las encefalinas. Los mecanismos por los cuales se produce una respuesta en ambas neuronas pre-sinápticas y post-sinápticas son tan diversos como los mecanismos usados por el factor de crecimiento y los receptores de citocinas.
Bibliografía
- Young B. y Heath J. W. Wheather’s Histología Funcional, Texto y Atlas en Color. 2005. 4ª ed. Ed. Elsevier. p. p. 7-8.
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