FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Funciones:

a)        Reconocimiento y fijación de sustancias que van a entrar a la célula por endocitosis.

b)        Intervienen en el reconocimiento entre células.

c)        Propiedades inmunitarias (Ej. Grupo sanguíneo).

La fluidez de la membrana también dado por la estructura de los ácidos grasos: si las colas de los ácidos grasos es más fluída, la presencia de dobles enlaces también hace que la membrana sea más fluída. La temperatura también afecta a la fluidez de la membrana, a temperaturas altas disminuye la fluidez de la membrana, pero a temperaturas bajas facilita la fluidez de la misma.

La membrana plasmática es asimétrica, va a tener dos caras: externa (E) e interna (P) (citosólica). La presencia de glúcidos fuera de la membrana y de proteínas también se encuentran de forma asimétrica.

  - Modelo en balsas: la arquitectura de la membrana es un mosaico fluido pero tiene unos microdominios particulares. Hay mayor proporción de colesterol y de esfingolípidos, también en ése microdominio las colas de los fosfolípidos son las largas y más gruesas. Ésas zonas para lo que sirven es para unirse con más facilidad a otras proteínas, en ésas regiones se unirían de una forma mejor a otras proteínas o a otras sustancias lo que facilitaría la función de la membrana..

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA

   1.- Es límite celular.

   2.- Controla el paso de sustancias entre el medio exterior e interior (transporte).

3.- Realiza comunicación entre células adyacentes.

   4.- Sirve para la adhesión a otras células con matriz extracelular.

   5.- Transmite señales bioeléctricas : 

DIFERENCIACIONES: Las que interviene en los procesos de reconocimiento y en la comunicación entre células.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

-          Gases: O2 CO2, N2.

-          Moléculas hidrofóbicas: benceno, glicerol.

-          Moléculas polares de pequeño tamaño que no se encuentran cargadas: agua, etanol, urea.

-          Moléculas polares grandes: no pueden pasar a través de la membrana (glucosa, galactosa, lactosa).

-          Moléculas cargadas pequeñas: iones (Na+, K+, Ca+2, Cl-).

-          Moléculas cargadas grandes: aminoácidos.

   4.- Sirve para la adhesión a otras células con matriz extracelular.

   5.- Transmite señales bioeléctricas : 

DIFERENCIACIONES: Las que interviene en los procesos de reconocimiento y en la comunicación entre células.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

-          Gases: O2 CO2, N2.

-          Moléculas hidrofóbicas: benceno, glicerol.

-          Moléculas polares de pequeño tamaño que no se encuentran cargadas: agua, etanol, urea.

-          Moléculas polares grandes: no pueden pasar a través de la membrana (glucosa, galactosa, lactosa).

-          Moléculas cargadas pequeñas: iones (Na+, K+, Ca+2, Cl-).

-          Moléculas cargadas grandes: aminoácidos.

La membrana plasmática es semipermeable y todas las membranas biológicas también. El transporte a través de la membrana viene dado por la concentración de las sustancias a transportar y teniendo en cuenta los gradientes eléctricos (gradiente electro-químico). Aunque también muchas sustancias se van a mover en contra del gradiente.

TIPOS DE TRANSPORTE

-          Transporte de moléculas pequeñas: se puede clasificar dependiendo de si el transporte lleva un consumo de energía o en función de las moléculas que transporta.

1-        Transporte pasivo: no conlleva gasto de energía, siempre se realiza a favor de gradiente electroquímico. Las sustancias se transportan en el sentido de mayor concentración a donde hay menor concentración. De esta manera se transportan gases, moléculas hidrofóbicas, moléculas no cargadas de pequeño tamaño.

a)        Difusión simple: la molécula difunde. Atraviesan las moléculas sin nada.

b)        Difusión facilitada: para el paso a favor de gradiente esa molécula se puede ayudar de proteínas que se encuentran en la membrana citoplasmática, en ese caso no hay gasto de energía pero necesitan la ayuda de esas proteínas (canales y transportadores), llamándose entonces difusión facilitada.

-          Canales: los canales son proteínas que se encuentran en la membrana citoplasmática y que en su interior tienen un agujero, pero ese canal puede o no estar abierto. Cuando está cerrado no permite el paso de sustancias y cuando está abierto permite el paso libre de sustancias. Los canales están regulados por las sustancias que van a unirse, pueden estar regulados también por voltaje (por diferencias de cargas) de tal manera que cuando haya diferencia de cargas se abra el canal o también por un estímulo mecánico. Los más comunes son los canales de: Na+, K+, Ca+2, Cl-. En todas las membranas de los compartimentos celulares también hay canales. La alteración de un canal es grave en los humanos. La fibrosis quística se debe a la alteración de un canal de la membrana plasmática.

-          Transportadores: cambian de conformación dejando expuestos los sitios de unión de la molécula transportada y en el momento en que se une la sustancia a transportar cambia la morfología de la proteína permitiendo que esa molécula pase al interior de la célula. Con ayuda de transportadores pasan los azúcares y los aminoácidos sin que se produzca un gasto energético. En las células procariotas hay un tipo de proteínas llamadas Ionóforos, que son pequeñas moléculas hidrofóbicas que tienen una capacidad muy alta para dejar pasar iones, por lo tanto esas células pueden modificar la concentración de iones con gran rapidez.

2– Transporte activo: en condiciones fisiológicas normales la concentración de los principales iones es muy distinta en el exterior y en el interior celular y hay que mantener esas diferencias de concentración para que la célula funciones correctamente. Si hay transporte en contra de gradientes se pueden mantener esas diferencias de concentración. La mayor parte de este transporte se lleva a cabo a través de las bombas iónicas. La bomba de ATPasa Na+/K+ consume el 25% del total del ATP que tiene la célula ya que se encuentra funcionando constantemente.

Otra bomba es la de calcio, Ca+2, saca calcio de la célula, sería un transporte uniporte, con un gasto de energía (ATP). En los compartimentos celulares son muy corrientes las bombas de protones para mantener pH particulares dentro de esos compartimentos. El transporte activo también puede hacerse iones es muy distinta en el exterior y en el interior celular y hay que mantener esas diferencias de concentración para que la célula funciones correctamente. 

Si hay transporte en contra de gradientes se pueden mantener esas diferencias de concentración. La mayor parte de este transporte se lleva a cabo a través de las bombas iónicas. La bomba de ATPasa Na+/K+ consume el 25% del total del ATP que tiene la célula ya que se encuentra funcionando constantemente.

Otra bomba es la de calcio, Ca+2, saca calcio de la célula, sería un transporte uniporte, con un gasto de energía (ATP). En los compartimentos celulares son muy corrientes las bombas de protones para mantener pH particulares dentro de esos compartimentos. El transporte activo también puede hacerse por transportadores, a diferencia de la difusión facilitada con gasto de energía. A través de transportadores se realizan los siguientes transportes.

-          Transporte de moléculas grandes: se encuentra mediada por la formación de vesículas.

1-        Endocitosis:

a)        Fagocitosis: ingestión de partículas de un diámetro mayor de 250 nm. (Bacterias, patógenos). Para llevarla a cabo, ese cuerpo extraño tiene que ser reconocido por la célula, en la membrana hay unos receptores para identificar a ese cuerpo extraño.

(proteínas, glicoproteínas), la partícula es reconocida y se pega a la membrana citoplasmática a través de esos receptores. Se reorganiza el citoesqueleto de tal forma que la célula emite unas prolongaciones llamadas pseudópodos para englobar a dicha partícula. Se fusionan las dos prolongaciones y queda la partícula en el interior rodeada de una membrana, quedando una vesícula denominada fagosoma.

b)        Pinocitosis (Endocitosis): es un proceso común a todas las células eucariotas. Ingestión de partículas de pequeño tamaño, menor de 150 nm. Este término se utiliza sólo cuando nos referimos a partículas liquidas.

                 1.- Endocitosis mediada por receptor-clatrina:

Reconocimiento de las partículas por los receptores que se encuentran en la membrana de la célula. Cada sustancia se une a su correspondiente receptor. Si no estuvieran en a misma zona de la membrana se produce el agrupamiento de receptores en algunos puntos de la membrana. En la zona de membrana donde están los receptores unidos a sus ligandos, esos receptores tienen un recubrimiento, ese recubrimiento es la clatrina, esa clatrina es al responsable de que la membrana se invagine para formar una vesícula. Se forma una depresión en la membrana. LA clatrina es una proteína

constituída por seis cadenas, varias de esas caltrinas se unen y forman lo denominado Trisquelión. Cada trisquelión está constituido por las tres clatrinas pesadas y por las tres clatrinas ligeras, forman hexágonos y pentágonos de tal manera que pueden cerrar la vesícula. Esa clatrina se une a los receptores que se encuentran en la membrana mediante otras proteínas que son las adaptinas. Inmediatamente después de formarse la vesícula, se pierde la clatrina. 

La clatrina para polimerizar necesita energía (ATP). Cuando se pierde la clatrina también es un proceso dependiente del ATP. Normalmente esa vesícula de endocitosis se une al endosoma temprano, que está cerca de la superficie de la célula, para algunos autores; pero para otros autores la fusión de estas vesículas de endocitosis daría lugar a la formación del endosoma. Los receptores quedan en la membrana del endosoma y el contenido en el interior. Esos receptores se reciclan, a partir del endosoma. El contenido de esas vacuolas puede que se quede en el interior celular o que se expulse al exterior y lo que se formaría sería una vacuola de exocitosis, formándose el reciclaje de los receptores y parte del contenido puede volver al exterior. Es un proceso continuo.

                  2.- Endocitosis medida por receptor-caveolina: los receptores se encuentran  agrupados en zonas de la membrana se denominan caveolos. Parece que esas regiones de caveolas coinciden con esos microdominios de la membrana plasmática.

                 3.- Macropinocitosis: se forman vesículas de mayor tamaño llenos de líquido.

                   2.- Exocitosis:

La salida de macromoléculas desde la célula hacia el exterior. Vesículas que se forman dentro del citoplasma y que se van a fusionar con la membrana plasmática. Las vesículas pueden proceder del Aparato de Golgi o del endosoma. Esa exocitosis implica una serie de procesos. El primer paso es el reconocimiento específico de la membrana de la vesícula con la membrana citoplasmática. El siguiente paso es la fusión entre ambas membranas, para que se produzca la fusión se necesita un aumento de la concentración de calcio intracelular y esas vesículas se liberan del citoesqueleto y quedan libres para que se produzca la fusión entre ambas membranas. Actúan como intermediarios unas proteínas que son las anexinas.

                   3.- Transcitosis: entrada de sustancias por un lado de la célula y salen por otro. Este proceso ocurre en los vasos sanguíneos.