Una membrana de célula animal es la barrera entre el interior de la célula y el entorno externo, similar a la forma en que la piel actúa como barrera para los cuerpos de los vertebrados. La estructura de la membrana celular es un mosaico fluido hecho de tres tipos de moléculas orgánicas: lípidos, proteínas e hidratos de carbono. La membrana celular controla el movimiento de sustancias como nutrientes y desechos a través de la membrana, dentro y fuera de la célula.
Bicapa de fosfolípidos
Los componentes básicos de una membrana celular son los fosfolípidos. Los fosfolípidos contienen un extremo hidrofóbico (insoluble en agua) formado por dos cadenas de ácidos grasos de moléculas no polares tales como carbonos e hidrógenos. El otro extremo es hidrofílico (soluble en agua) y contiene moléculas de fosfato polares. Estos fosfolípidos están dispuestos en una bicapa con su grupo extremo hidrófilo expuesto al agua a cada lado de la membrana y las moléculas hidrófobas no polares protegidas dentro de la doble capa. La capa lipídica comprende aproximadamente la mitad de la masa completa de la membrana, dependiendo del tipo de membrana. El colesterol es otro tipo de lípido dentro de una membrana celular. Las moléculas de colesterol se colocan dentro de la bicapa para unir las moléculas de ácido graso y estabilizar y fortalecer la membrana.
Proteínas integradas
Las proteínas constituyen entre el 25 y el 75 por ciento de la masa de la membrana celular, dependiendo de el tipo de membrana. Las proteínas de membrana se insertan en la bicapa de fosfolípidos en las superficies expuestas y realizan las diversas funciones de la célula. Las proteínas se consideran integrales o periféricas, dependiendo de su asociación con la membrana. Las proteínas periféricas se sientan en un lado de la superficie de la membrana y se asocian indirectamente a través de interacciones proteína-proteína. Las proteínas integrales o transmembrana están incrustadas dentro de la membrana, expuestas al medio ambiente en ambos lados.
Glicoproteínas y glicolípidos
Los hidratos de carbono comprenden solo un pequeño porcentaje de la membrana celular pero tienen funciones importantes. Las moléculas de carbohidratos son generalmente cadenas cortas y ramificadas de unidades simples de azúcar, y se unen covalentemente en la superficie de la membrana celular a la mayoría de las proteínas integrales de la membrana y ocasionalmente a la bicapa lipídica misma. Cuando los carbohidratos están unidos a las proteínas o los lípidos, se llaman glicoproteínas y glicolípidos. Los carbohidratos en la superficie de una membrana celular varían significativamente entre las células individuales, los tipos de células, los individuos de la misma especie y las especies a las especies. Esta diversidad permite que los carbohidratos funcionen como marcadores para diferenciar una célula de otra.
Funciones e Interacciones
La función principal de la bicapa de fosfolípidos es proteger y mantener la estructura celular. La bicapa permite la fluidez y el movimiento de las proteínas asociadas a las interacciones proteicas necesarias. Las interacciones con proteínas son esenciales para la función celular.
Las proteínas periféricas actúan como receptores de sustancias químicas como las hormonas y permiten la señalización celular o el reconocimiento. En la superficie interna de la célula, se unen al citoesqueleto, ayudando a mantener la forma o catalizar reacciones en el citoplasma. Las proteínas integrales transportan moléculas a través de la superficie de la membrana, y aquellas que están unidas a carbohidratos como glicoproteínas están involucradas en el reconocimiento de célula a célula.
Sin los diversos marcadores de carbohidratos en la superficie de la membrana extracelular, las células no podrían para clasificar y diferenciar células durante el desarrollo del embrión, por ejemplo, o permitir que el sistema inmunitario reconozca células extrañas.
