Es una estructura vital de tan solo unos 8nm de espesor que constituye la barrera que separa el interior de las células (el citoplasma) del exterior.
Composición química de las membranas
La estructura general de la mayoría de las membranas biológicas es una bicapa lipídica. Los fosfolípidos, poseen tanto regiones relativamente hidrofóbicas (por la parte de ácidos grasos) como regiones relativamente hidrofílicas (por el glicerol), y pueden presentarse en múltiples formas químicas distintas debido a la variación en la composición de ácidos grasos y de los compuestos fosforilados que se unen al esqueleto de glicerol.
La unidad de membrana, como se denomina, consta de una bicapa de fosfolípidos en la que existen embebidas proteínas. Las principales proteínas de membrana poseen una región altamente hidrofóbica que interacciona con las zonas apolares de los ácidos grasos y atraviesan las membranas presentando regiones superficiales tanto en el exterior como en el interior de la célula.
La estructura global de la membrana citoplásmica se estabiliza mediante puentes de hidrógeno e interacciones hidrofóbicas.
Otras características de la membrana citoplásmica
Por capa externa se hace referencia a la parte de la membrana que queda en el espacio extracelular, mientras que con cara interna se hace referencia a la cara de la membrana que queda en el citosol.
La capa externa, en algunas bacterias, contacta con una variedad de proteínas implicadas en la unión de sustratos y el procesamiento de grandes moléculas para su transporte al interior de la célula. La cara interna interacciona con proteínas involucradas en reacciones de obtención de energía y otras importantes funciones celulares.
- Periplasma
- Región situada entre la membrana interna y la membrana externa de las bacterias Gram negativas.
Algunas proteínas situadas en el periplasma y algunas de las localizadas en la cara interna de la membrana se asocian firmemente a ésta, comportándose como proteínas unidas a membrana. Aunque en realidad no son proteínas integrales de membrana, estas proteínas interaccionan directamente con las de la membrana para llevar a cabo determinados procesos celulares. Se ha visto que algunas de estas proteínas periféricas de membrana, son lipoproteínas y contienen una cola lipídica en el extremo aminoterminal que permite su anclaje a la membrana.
Las medidas de viscosidad de las membranas demuestran que su viscosidad es semejante a la de los aceites de bajo grado, por lo tanto, pueden ser consideradas como un mosaico fluido en el que existen proteínas globulares con orientaciones específicas que atraviesan la bicapa lipídica, que presenta a la vez una estricta organización y una elevada movilidad.
Agentes que refuerzan las membranas
Una de las diferencias más significativas entre las membranas de procariotas y eucariotas es que las de estos últimos poseen esteroles. Los esteroles están ausentes de las membranas de casi todos los procariotas. Dependiendo del tipo celular, los esteroles pueden suponer del 5 al 25% del total de los lípidos de membrana de los eucariontes. La asociación de los esteroles con las membranas favorece su estabilización, pero las hace menos flexibles.
Los hopanoides son sustancias similares a los esteroles, que están presentes en muchas especies del dominio Bacteria y es posible que desempeñen un papel parecido al de los esteroles en lasmembranas de los eucariotas. El hopanoide denominado diplopteno tiene 30 átomos de carbono y está ampliamente distribuido.
Membranas de Archea
Los lípidos en Archea son únicos desde el punto de vista químico. A diferencia de lo que sucede en Bacteria o Eukarya, donde los enlaces éster son los responsables de unión entre el glicerol y los ácidos grasos, los lípidos en Archea, poseen enlaces éter entre el glicerol y las cadenas laterales hidrofóbicas. Además carecen de ácidos grasos y en su lugar tienen cadenas laterales compuestas de unidades repetitivas de isopreno, una molécula hidrocarbonada de 5 átomos de carbono.
Los diéteres y tetraéteres de glicerol son los principales tipos de lípidos presentes en las Archea. Las cadenas laterales de fitano (compuesto por cuatro unidades ligadas de isopreno) en las moléculas de un tetraéter se unen covalentemente entre sí. Esto hace que se produzca una monocapa en vez de una bicapa lipídica.