ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA PLASMÀTICA


La membrana plasmàtica (MP) és un embolcall continu que envolta totes les cèl·lules i separa el seu contingut del medi extern.

La MP no és una barrera passiva sinó que regula l’intercanvi de substàncies: és un filtre altament selectiu que manté una concentració desigual de substàncies entre l’interior i l’exterior cel·lular i, a més, permet que els nutrients entrin i els productes de rebuig surtin de la cèl·lula.

Totes les membranes biològiques, incloent-hi la plasmàtica i les membranes internes de les cèl·lules, tenen una estructura general comuna: lípids i proteïnes associats per unions no covalents. En general, a una MP normal, hi ha un 50% de proteïnes i un 50% de lípids, tot i que aquestes proporcions poden variar molt: les beines de mielina (que aïllen les fibres nervioses) tenen tan sols un 25% de proteïnes mentre que les membranes de cloroplasts i mitocondris, molt actives, en tenen un 75% i tan sols el 25% són lípids.
L’estructura de la membrana té les següents característiques:
  • Els lípids formen una bicapa dins la qual s’integren les proteïnes formant un mosaic de molècules.
  • Els lípids i les proteïnes poden desplaçar-se en el pla de la bicapa ja que les membranes són fluïdes.
  • Les membranes són asimètriques: la composició de lípids de la monocapa interna i la externa i la distribució de proteïnes són diferents; a més, a la cara externa de la MP trobem oligosacàrids units als lípids i a les proteïnes.

Esquema de la membrana plasmàtica

Cell_membrane_detailed_diagram_ca.png




Lípids de membrana


Els tres tipus de lípids més abundants a la MP són:
  • Fosfolípids
  • Glicolípids
  • Colesterol
Tots tres tenen una característica comuna: són molècules amfipàtiques, és a dir, molècules que tenen un extrem hidrofòbic (que “fuig” de l’aigua) i un extrem hidrofílic (que se “sent” atret per l’aigua). Quan les molècules amfipàtiques es troben dins un entorn aquós tendeixen a agregar-se, amaguen la seva part hidrofòbica i deixen exposada a l’aigua la part hidrofílica. Això ho poden fer de dues maneres: formant micel·les esfèriques amb les cues cap a l’interior o formant bicapes amb les cues amagades entre dues capes de caps hidrofílics.

Aquests lípids són capaços de formar bicapes espontàniament quan es troben dins un ambient aquós.

micella_bicapa.png


(Imatge a partir de http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Lipid_bilayer_and_micelle.png)

Una característica important de les bicapes lipídiques és que són fluïdes, és a dir, que es comporten com si fossin líquids: les molècules no ocupen posicions fixes sinó que poden desplaçar-se. Els moviments que les molècules de lípid poden realitzar són:
  • Rotació
  • Difusió lateral
  • Flexió de les cues hidrofòbiques

Aquests tres moviments són molt freqüents, però és molt rar que un lípid d’una monocapa passi a l’altra (per fer-ho el seu cap hidrofílic hauria de travessar l’interior hidrofòbic de la membrana, la qual cosa resulta molt difícil).

Les cèl·lules regulen la fluïdesa de les seves membranes tot alterant la composició dels lípid:
  • Com més àcids grassos insaturats tinguin els lípids, més fluïda resultarà la membrana.
  • El colesterol, amb una cadena més curta que els altres tipus de lípids, actua impedint que les cues hidrofòbiques s’ajuntin i cristal·litzin, de manera que la membrana resulta també més fluïda. A més, dóna estabilitat mecànica a les membranes: la MP de cèl·lules mutants que no poden sintetitzar colesterol es trenca amb molta facilitat).

Proteïnes de membrana


Tot i que l’estructura de les membranes està determinada per la bicapa lipídica, la major part de les funcions que les membranes realitzen estan a càrrec de les proteïnes. Les proteïnes de membrana s’associen amb els lípids de la bicapa de diferents maneres que vénen determinades per les regions hidrofòbiques que tinguin a la seva superfície:
  • Hi ha proteïnes que s’introdueixen a la bicapa, sobresortint per un o pels dos costats. S’anomenen proteïnes integrals i són insolubles en aigua ja que tota la part de la proteïna que es troba a l’interior de la bicapa és hidrofòbica. Les proteïnes transmembrana són aquelles que sobresurten per ambdós costats.
  • Les proteïnes perifèriques són solubles en aigua i estan associades a una banda o a l’altra de la bicapa però sense penetrar al seu interior. Algunes estan només associades amb proteïnes integrals o transmembrana per unions no covalents, raó per la qual és fàcil separar-les de la membrana, mentre que d’altres estan unides covalentment al cap polar de lípids de la bicapa.
Les proteïnes també poden desplaçar-se lateralment per la bicapa lipídica, tot i que en ser més grans que els lípids els seus moviments resulten més lents.

Oligosacàrids de membrana


Totes les cèl·lules eucariotes tenen glúcids, la major part d’ells en forma de cadenes d’oligosacàrids unides covalentment a les proteïnes de membrana (glicoproteïnes) o, en menor proporció, als glicolípids. Aquests oligosacàrids es troben només a la cara no citoplasmàtica de la MP, és a dir, a la part exterior, constituint el glicocàlix o matriu extracel·lular.




  1. Biologia cel·lular
  2. Tipus d'organització cel·lular
  3. Organització cel·lular eucariòtica
  4. Organització cel·lular procariòtica
  5. Els virus
  6. Estructura de la membrana plasmàtica