La membrana celular delimita y contiene la célula, está compuesta de una doble capa de lípidos y proteínas. Regula el intercambio de sustancias entre la célula y el medio exterior mediante transporte pasivo y activo. El transporte pasivo incluye la difusión simple y facilitada, mientras que el activo requiere energía en forma de ATP. La membrana también almacena energía a través de proteínas como las ATP sintasas durante el transporte de iones.

1. MEMBRANA CELULAR
Funciones de la membrana celular:
La membrana celular delimita y contiene la célula, esta estructura está presente tanto en
la célula procariota como en la eucariota. La membrana tiene una arquitectura básica en
todas las formas de vida: largas cadenas de líquidos unidas entre si formando una doble
capa, capaz de separar el ambiente interior y exterior de la célula.
Los líquidos que conforman la membrana presentan un extremo hidrofílico formado por
un grupo fosfato y un extremo hidrofóbico formado por dos cadenas de ácidos grasos.
Asociadas a esta doble capa se encuentran grandes moléculas de proteínas que en
ocasiones pueden atravesar la sobre capa de líquidos denominas proteínas
transmembranales.
La membrana no es una estructura rígida, sino flexible y fluida. Este modelo se conoce
como modelo de mosaico fluido y fue propuesto para explicar la estructura de la
membrana en 1972 por los investigadores S.J. Singer y Garth Nicolson.
La principal función de la membrana plasmática es regular el intercambio de sustancias
entre la célula y su entorno, actuando como una barrera, permitiendo el paso de algunas
moléculas y restringiendo el paso de otras.
Dado que es el límite celular, la membrana adquiere funciones de protección, ante
sustancias nocivas y organismos patógenos. Asimismo, es la responsable de la relación
y comunicación con células vecinas, pues contiene receptores que reconocen señales de
determinadas moléculas y transmiten esta información al citoplasma, hasta llegar al
núcleo.

2. Transporte de agua a través de la membrana
El agua atraviesa la membrana mediante proteínas transmembranales, llamadas
genéricamente acuaporinas. Por donde el agua ingresa o sale de la célula. Sin embargo,
este movimiento se realiza también mediante los espacios que quedan entre los
fosfolípidos de la bicapa producto de su movimiento y el de las proteínas.
La osmosis es un caso especial de difusión simple por el cual se transportan moléculas
de agua, a través de la membrana, desde una zona de menos concentración de sustancias
(solutos) hasta otra en mayor concentración. De esta forma, las concentraciones de
ambos ambientes se igualan por medio de osmosis.
Las células pueden entrar en contacto con soluciones de concentraciones distintas. De
acuerdo a esto, se pueden presentar tres tipos de soluciones: isotónicas, hiposódicas y
hipertónica.
 Osmosis celular
Solución isotónica presenta la misma concentración de agua y de soluto en
relación con el existente en el interior. Una célula sumergida en una solución isotónica
no sufre cambios.
 Solución hipotónica: Tiene una menos concentración de solutos que la
célula. Una célula sumergida en una solución hipotónica se llenará de
agua.
 Solución hipertónica: Es aquella en que la concentración de soluto es
superior a la presente en el interior celular. Una célula sumergida en una
solución hipertónica se deshidratará ya que el agua saldrá desde la célula
al medio por osmosis.

3. Transporte a través de la membrana
De acuerdo a sus propiedades químicas, las moléculas pueden atravesar la membrana de
forma distintas, denominadas tipos de transporte. Se distinguen dos tipos de transporte:
el transporte pasivo y el transporte activo.
 Transporte pasivo. Las moléculas atraviesan la membrana celular sin gasto de
energía por parte de la célula.
 Difusión simple. Cuando las moléculas atraviesan la doble capa lipídica.
 Difusión facilitada. Cuando las moléculas atraviesan la membrana y a través de
proteínas transmembranales.
 Transporte activo. Las moléculas atraviesan la membrana celular a través de una
proteína transportadora que requiere ser activada utilizando energía por parte de la
célula, obtenida al hidrolizar una molécula de trifosfato de adenosina (ATP).

4. Reacciones energéticas en la membrana
La doble capa lipídica impide el libre transito de partículas cargadas eléctricamente.
Debido a esto la concentración de iones cargados es desigual a ambos lados de la
membrana. Una célula en reposo posee una carga neta negativa en su interior.
Algunas proteínas transmembranales pueden servir como canales que faciliten el paso
de partículas cargadas. Cuando una partícula con carga positiva atraviesa la membrana a
través de una proteína transportadora, se produce energía como resultado de la
interacción entre la carga interna negativa y la carga positiva de la partícula. Esta
energía es almacenada temporalmente por las células en forma de una molécula de
trifosfato de adenosina (ATP).
En la membrana plasmática de las bacterias, así como en las membranas de las
mitocondrias y cloroplastos existen proteínas cuya función es sinterizar ATP. Estas
proteínas se denominan ATP sintasas. El paso de tres protones a través del ATP sintasa
genera la energía suficiente para formar un enlace químico que permite agregar un
grupo fosfato a la molécula de difosfato de adenosina (ADP) y convertirlo en ATP. El
ATP producido de esta forma puede luego ser utilizado para energizar diferentes
reacciones químicas.