Membrana Citoplasmática o Plasmalema.

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Las proteínas de membrana pueden agruparse en tres clases distintas que se distinguen por su estrecha relación con la bicapa lipídica. Éstas son las siguientes:

1. Proteínas integrales que penetran la bicapa de lípidos. Las proteínas integrales son proteínas transmembranosas, esto es, que cruzan toda la bicapa de lípidos y tienen dominios que sobresalen por ambos lados de la membrana, extracelular y citoplásmico. Algunas proteínas integrales tienen sólo un segmento que abarca la membrana, mientras que otras la cruzan varias veces. Los estudios de secuencia del genoma sugieren que las proteínas integrales de la membrana constituyen de 20 a 30% de todas las proteínas codificadas.

2. Proteínas periféricas que se localizan en su totalidad fuera de la bicapa de lípidos, ya sea en el lado citoplásmico o extracelular, aunque se relacionan con la superficie de la membrana mediante enlaces no covalentes.

3. Proteínas fijadas con lípidos que se localizan fuera de la bicapa de lípidos, ya sea en la superficie extracelular o la citoplásmica, pero que tienen enlaces covalentes con una molécula de lípidos que se sitúa dentro de la bicapa.

Proteínas integrales de membrana

La mayoría de las proteínas integrales de membrana participan en las siguientes funciones: como receptores que se unen a sustancias específicas en la superficie de la membrana, como canales o transportadores implicados en el movimiento de iones y solutos a través de la membrana, o como agentes que transfieren electrones durante los procesos de fotosíntesis y respiración. Al igual que los fosfolípidos de la bicapa, las proteínas integrales de membrana también son anfipáticas y tienen porciones hidrófobas e hidrofílicas.

Proteínas periféricas de membrana

Las proteínas periféricas se relacionan con la membrana mediante enlaces electrostáticos débiles. Por lo general, las proteínas periféricas pueden solubilizarse mediante la extracción con soluciones salinas en altas concentraciones que debilitan los enlaces electrostáticos que mantienen las proteínas periféricas en una membrana. Las proteínas periféricas mejor estudiadas se localizan en la superficie interna (citosólica) de la membrana plasmática, donde forman una red fibrilar que actúa como “esqueleto” de la membrana. Estas proteínas brindan soporte mecánico a la membrana y funcionan como un ancla para las proteínas integrales. Otras proteínas periféricas en la superficie interna de la membrana plasmática funcionan como enzimas, cubiertas especializadas o factores que transmiten señales transmembranosas.

Proteínas de membrana fijadas a lípidos

Se pueden distinguir varios tipos de proteínas de membrana fijadas a lípidos. Muchas proteínas presentes en la superficie externa de la membrana plasmática están unidas a ésta mediante un pequeño oligosacárido complejo unido con una molécula de fosfatidilinositol que está incrustada en la hoja externa de la bicapa lipídica. Las proteínas periféricas de membrana que contienen este tipo de enlace glucosilfosfatidilinositol se llaman proteínas fijadas con GPI.

CLASES DE MEMBRANAS

En los medios orgánicos la difusión está dificultada por la existencia de membranas.

Las células están separadas del medio intercelular y de las otras células por la membrana plasmática y determinados orgánulos celulares están también separados del hialoplasma por membranas biológicas. En general, las membranas pueden ser:

- Permeables

- Impermeables

- Semi-Permeables.

Las membranas permeables permiten el paso del soluto y del disolvente, las impermeables impiden el paso de ambos y las semipermeables permiten pasar el disolvente pero impiden el paso de determinados solutos. Esto último puede ser debido a diferentes causas. Así, por ejemplo, muchas membranas tienen pequeños poros que permiten el paso de las pequeñas moléculas y no de las que son mayores; otras, debido a su composición, permiten el paso de las sustancias hidrófilas y no de las lipófilas, o a la inversa.

LA PERMEABILIDAD SELECTIVA

Las membranas biológicas se comportan en cierto modo como membranas semipermeables y van a permitir el paso de pequeñas moléculas, tanto las no polares como las polares. Las primeras se disuelven en la membrana y la atraviesan fácilmente. Las segundas, si son menores de 100 u también pueden atravesarla. Por el contrario, las moléculas voluminosas o las fuertemente cargadas, iones, quedarán retenidas. La membrana plasmática es permeable al agua y a las sustancias lipídicas. No obstante, como veremos más adelante, determinados mecanismos van a permitir que atraviesen la membrana algunas moléculas que por su composición o tamaño no podrían hacerlo. Esto es, las membranas biológicas tienen permeabilidad selectiva. De este modo la célula asegura un medio interno diferente del exterior.