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La membrana plasmática es la estructura que recubre todas las células. Además, en células eucariotas, hay una serie de membranas internas (endomembranas) que envuelven los compartimentos intercelulares (membrana de las mitocondrias, ribosomas, aparato de Golgi, etc.).
Estas membranas internas están construidas siguiendo los mismos principios que la membrana plasmática.
Overton, en 1895, descubre que las sustancias liposolubles penetran en las células más fácilmente que las que no lo son. Además la membrana presenta gran resistencia al paso de la corriente eléctrica. Estos descubrimientos llevaron a que dedujera la existencia de una membrana formada por lípidos.
En 1897, Langmuir estudio el comportamiento de los fosfolípidos en agua y observó que los grupos polares se disponen perpendicularmente a ella.
En el 1925, Gorter y Grendel sacaron los lípidos de la membrana de los eritrocitos y al extendelos sobre agua vieron que ocupaban una superficie dos veces mayor a la superficie del eritrocito, deduciendo que la membrana estaba formada por una bicapa lipídica.
Cole, en 1932, estudio la tensión superficial de las membranas de óvulos de erizo de mar y vio que era más pequeña que la tensión superficial teórica de la capa lipídica. En realidad es mayor pero se confundieron al hacer los cálculos, aunque su interpretación fue correcta concluyeron que la membrana plasmática tenía que estar formada por otros componentes a parte de los lípidos.
Danielli y Dauson, 1935, propusieron una estructura de la membrana en forma de sandwich en la que los fosfolípidos estarían en el centro formando una bicapa y estarían rodeados por proteínas y para que había habido intercambio propusieron poros en la membrana plasmática.
Robertson, en 1959, formuló el concepto de unidad de membrana, que sugiere que todas las membranas son iguale, tanto las plasmáticas como las citoplasmáticas. Sin embargo hay componentes singulares en las diferentes membranas.

Singer & Nicolson en 1972 propusieron el modelo de mosaico fluido de membrana. Las proteínas, lípidos e hidratos de carbono se sitúan en una configuración estable. Los lípidos forman la bicapa lipídica y las proteínas adoptan una configuración en la membrana segun la interacción de sus partes con las moléculas que las rodea.
Estas proteínas pueden ser de dos tipos:
Proteínas integrales: atraviesan por completo la membrana. También conocidas como transmembrana.
Proteínas periféricas: no atraviesan la membrana y sobresalen en una de las hemimembranas. También se consideran periféricas las proteínas que están unidas de manera indirecta a un lado u otro de la membrana mediante interacciones con otras proteínas o lípidos de la membrana. Las proteínas tienen propiedades hidrofílicas y hidrofóbicas, a cuyo objeto se consideran anfipáticas. Los grupos polares de la proteína quedan en la superficie de la membrana mientras que los residuos no polares permanecen en contacto con las cadenas hidrofóbicas de los fosfolípidos. Los hidratos de carbono quedan en el lado externo de la membrana formando el glucocálix. Que se diga que la membrana es fluida se debe la que va a haber cierto grado de movimiento. Los lípidos van a tener desplazamientos de difusión simple, rotación. Las proteínas también pueden realizar desplazamientos de rotación y traslación.

Membrana citoplasmatica Wikipedia

Esquema de una membrana celular. Según el modelo del mosaico fluido, las proteínas (en rojo y naranja) serían como "icebergs" que navegarían en un mar de lípidos (en azul). Nótese además que las cadenas de oligosacáridos (en verde) se hallan siempre en la cara externa, pero no en la interna. (Wikipedia)

Componentes de la membrana plasmática.
Los eritrocitos de rata tienen un 60% de proteína y un 40% de lípidos en la membrana plasmática. La membrana plasmática de los hepatocitos de rata tienen un 58% de proteínas y un 42% de lípidos. Las membranas citoplasmáticas, además de ser más delgadas que la membrana plasmática, difieren en la proporción proteína-lípidos.
Dentro de los lípidos de la membrana tenemos:
Fosfolípidos: son los principales componentes lipídicos de las membranas. Contienen un extremo hidrofílico unido al resto de la molécula por un grupo fosfato y un extremo hidrófobo unido con dos ácidos grasos.
Los principales fosfolípidos son los unidos a: colina (fosfatidilcolina); serina (fosfatidilserina); etanolamina (fosfatidiletanolamina); inositol (fosfatidilinositol ) o glicerol, unido la otra molécula de glicerol (fosfatidilglicerol ).

Esfingolípidos: son derivados de la esfingosina. Esta, unida a un ácido graso forma la ceramida. La ceramida con fosfato y colina forma la esfingomielina. La ceramida unida a los carbohidratos forma glucolípidos complejos que pueden ser cerebróxidos (si el carbohidrato es un monosacárido) o ganglióxidos (si el carbohidrato es un oligosacárido).

Esteroles: el más común es el colesterol que presenta una pequeña cabeza polar, una sortija esteroide y una cadena hidrocarbonada apolar. El colesterol es una estructura rígida por lo que las membranas que tenían mucho colesterol son menos fluidos.

La membrana plasmática es asimétrica. Los glucolípidos y glucoproteínas sí van a estar en el exterior de la membrana y los distintos tipos de fosfolípidos van a aparecer en la parte interna o externa de la membrana dependiendo del radical que se una al fosfato.

Proteínas de membrana.
En la mayoría de las células las proteínas de la membrana realizan muchas funciones. Unas sirven de receptores que detectan señales químicas y los transmiten al interior de la célula. Otras son enzimas que catalizan reacciones específicas y otras son proteínas estructurales que conectan macromoléculas a la membrana plasmática. Las proteínas transmembrana pueden atravesar la bicapa lipídica una o varias veces. Las zonas que atraviesan la membrana tienen estructura en hélice y la zona inicial o terminal no tiene estructura de hélice ni tampoco los segmentos de unión entre los fragmentos que atraviesan la bicapa lipídica. La hélice es la forma más común por la que una cadena polipeptídica cruza la bicapa lipídica, pero algunas proteínas transmembrana pueden cruzarla en estructura de lámina, formando un cilindro en forma de barril que se abre o se cierra. Estas proteínas transmembrana que atraviesan varias veces la capa, mediante estructuras en hélice o lámina forman poros acuosos que permiten el paso a través de la membrana de moléculas solubles en agua. Las proteínas también se asocian a la bicapa lipídica uniéndose covalentemente a la molécula de lípidos o uniéndose por interacciones no covalentes con otras proteínas de membrana. Las proteínas de membrana mas estudiadas son las de los eritrocitos y comprenden las siguientes proteínas: glucoforina (es una glucoproteína transmembrana de paso único); proteína banda 3 (también es transmembrana y forma múltiples hélices transmembrana proporcionando un canal hidrófilo); anquirina (proteína que conecta la proteína banda 3 de la membrana plasmática con la proteína esquelética espectrina ). Proteínas esqueléticas: proteína banda 4.1; espectrina; actina y tropomiosina. Están situadas bajo la membrana plasmática. La espectrina forma una red bajo la membrana plasmática asociándose por sus colas. En estas colas se encuentran filamentos cortos de actina unidos a tropomiosina y a las tres moléculas de proteína banda 4.1.

Glucocálix.
Los hidratos de carbono están presentes en la membrana plasmática unidos covalentemente a la proteínas o lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos. Sólo se encuentran en el lado externo de la membrana y son oligosacáridos y en algunas membranas polisacáridos. De esta forma la célula queda envuelta de material hidrocarbonado denominado glucocálix. En esta capa, la parte de hidratos de carbono, se pueden encontrar algunas proteínas. Los oligosacáridos pueden estar unidos a lípidos o proteínas, mientras que los polisacáridos sólo se unen a las proteínas. El grado de desarrollo del glucocálix es muy variable, en la mayoría de las células forma una capa muy delicada. Sin embargo, en las células epiteliales suele estar muy desarrollado.

Funciones del glucocálix:
1- Selectividad en la incorporación de sustancias de bajo peso molecular a la célula.
2- Reconocimiento específico de células entre sí.
3- Uniones intercelulares y de las células con la matriz extracelular mediante glucoproteínas transmembrana cómo: integrinas y catherinas.
4- Propiedades inmunitarias.
5- Anclaxe de enzimas.
6 - Cambios en la carga eléctrica en medio extracelular.

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