Solo una barrera muy delgada y flexible separa el contenido de una celda de su entorno. Esta barrera, llamada membrana celular (o membrana plasmática), selectivamente permite el intercambio y el paso de ciertas moléculas mientras se mantienen las sustancias no deseadas. La membrana también permite que la célula se comunique con otras células y el entorno que la rodea. Tanto las plantas como los animales poseen membranas celulares, pero las plantas, las levaduras y las bacterias también tienen una pared celular rígida fuera de la membrana para soporte y estructura adicionales. Las funciones únicas de la membrana celular dictan su estructura y propiedades.
Componente fosfolípido
Una estructura de dos capas de moléculas lipídicas especiales, llamadas fosfolípidos, constituye la membrana celular. Cada fosfolípido tiene dos cadenas de ácidos grasos unidas a una cabeza de fosfato-glicerol. Los ácidos grasos son hidrofóbicos (que odian el agua) mientras que la cabeza de fosfato es hidrófila (amante del agua). Las dos capas de fosfolípidos se posicionan de tal manera que los ácidos grasos se encuentran dentro de las capas o folíolos. Según "Carnegie-Mellon: la estructura y función de la membrana celular", cuando la membrana bicapa entra en contacto con el agua, las moléculas de fosfolípidos se reorganizan para mantener las colas de ácidos grasos alejadas del agua.
Componente de proteínas
Dos tipos de proteínas se encuentran dispersas por toda la membrana celular: proteínas integrales y proteínas periféricas. Las proteínas integrales, hechas de largas cadenas de aminoácidos, atraviesan toda la membrana. Algunas partes de la proteína interactúan con el entorno exterior y otras partes interactúan con el interior de la célula. Por lo tanto, las proteínas integrales también se denominan proteínas transmembrana. Las proteínas integrales tienen dos funciones principales. Actúan como poros que permiten ciertos "iones o nutrientes en la célula" y "transmiten señales dentro y fuera de la célula", según James Burnette III en el artículo de Carnegie-Mellon.
Por el contrario, periféricos las proteínas se adhieren solo a la superficie de la membrana y sirven como anclajes para el citoesqueleto o las fibras extracelulares.
Carbohidratos y colesteroles
Una capa de carbohidratos conocida como glicocalix cubre la superficie de la célula. El glicocalix está hecho de oligosacáridos cortos unidos a ciertos tipos de proteínas transmembrana. De acuerdo con "La célula: estructura de la membrana plasmática", el glicocalix proporciona la identidad de una célula. Básicamente proporciona un conjunto de marcadores que pueden distinguir entre células idénticas y células extranjeras o invasoras. El glucocalyx también sirve para proteger la superficie celular.
Los colesteroles son otro tipo de lípidos que se encuentran en la membrana celular. Dispersos en todo el interior de ácidos grasos, los colesteroles evitan que las colas se empaqueten demasiado y ayudan a mantener el fluido de la membrana.
Propiedad de mosaico
Primero propuesto por Singer y Nicolson ("Ciencia", 18 de febrero) 1972) como el Modelo de Mosaico de Fluidos, la membrana celular tiene dos características esenciales que le permiten realizar sus funciones. Primero, la membrana celular es una estructura de mosaico de diferentes moléculas. Cada tipo de célula en organismos multicelulares y unicelulares tendrá una colección única y combinación de proteínas, carbohidratos y lípidos. Como ejemplo, Burnette de Carnegie-Mellon menciona que la membrana de los glóbulos rojos tiene más de 50 tipos de proteínas.
Propiedad fluida
La segunda propiedad de la membrana celular es su fluidez. Los fosfolípidos se mueven libremente y se reorganizan dentro de cada capa de la membrana, pero raramente cruzan la región hidrofóbica y se transfieren a la capa opuesta, según Burnette. Las cabezas hidrofílicas están siempre en la periferia externa y las colas hidrófobas permanecen en el núcleo de la bicapa.
La propiedad fluida de la membrana da como resultado bicapas asimétricas. Burnette describe que, en respuesta a ambientes cambiantes o diferentes temperaturas dentro y fuera de la célula, puede haber más proteínas o moléculas de carbohidratos en cada capa al mismo tiempo, lo que permite el paso selectivo de moléculas e iones a través de la membrana.
Una ilustración de las propiedades del mosaico fluido de la membrana celular se presenta en "Carnegie-Mellon: la estructura y la función de la membrana celular".
