La membrana plasmática delimita y protege a la célula. Está compuesta por una bicapa lipídica y proteínas que le permiten realizar funciones como el transporte selectivo, la transducción de señales y la adhesión celular. A lo largo del tiempo se han propuesto diferentes modelos para describir su estructura y organización, desde la teoría de la bicapa de lípidos hasta el modelo actual de balsas lipídicas.

1. Membrana Plasmática

2. Concepto
• Es la estructura que delimita a la célula.
• En la actualidad se le reconoce como un elemento dinámico y
fundamental en el mantenimiento de la integridad de la célula.

3. • La abundancia de componentes lipídicos y proteicos propicia su
participación en muy diversos e importantes procesos por ejemplo:
transporte y permeabilidad selectiva de sustancias e iones,
excitabilidad, movilidad, diferenciación, exocitosis, reconocimiento
intercelular y transducción de señales extracelulares.

4. CRONOLOGÍA DEL MODELO DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
Año Autores Observación
1877 Pfeffer Similitud del comportamiento osmótico entre células vegetales y membranas artificiales
1899 Overton Naturaleza lipídica de la membrana plasmática
1923 Fricke Determinación del valor de capacitancia eléctrica específica de la membrana plasmática.
1925 Gorter y Grendel Organización de los lípidos de la membrana plasmática en bicapa.
1934 Danielli y Harvey Presencia de proteínas en la membrana plasmática.
Danielli y Davson Teoría paucimolecular de las biomembranas.
1959 Robertson Teoría unitaria de las membranas biológicas.
1972 Singer y Nicolson Modelo del mosaico fluido.
1975 Chapman Segregación de dominios lipídicos en el plano lateral de la membrana.
1988 Simons y van Meer Existencia de microdominios de esfingolípidos.
1997 Simons e Ikonen Modelo de balsas lipídicas e importancia del colesterol como elemento de las mismas.
2002 Anderson y Jacobson Incorporación de proteínas a balsas lipídicas a través de un proceso jerárquico.
Zacharias y cols. Presencia de nanodominios lipídicos en la monocapa interna de la membrana plasmática sin correspondencia
necesaria con balsas lipídicas en la capa externa.
2006 Pike Sustitución del concepto de balsa lipídica por el de balsa de membrana.
2010 Ligwood y Simons Revaloración del modelo de balsas como principio organizador de las funciones de las membranas biológicas.

6. ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA
• Su construcción es muy sencilla, basada en una lamina de moléculas
lipídicas de aproximadamente 5 nm −es decir, de unos 50 átomos− de
grosor.
• En la membrana hay canales y bombas altamente selectivas,
formadas por moléculas proteicas, que permiten que determinadas
sustancias sean importadas hacia el interior celular y que otras
sustancias sean exportadas hacia el exterior.

7. • Otras moléculas proteicas actúan de sensores que permiten a la
célula responder a los cambios de su entorno.
• Cuando la célula crece o cambia de forma, también lo hace la
membrana plasmática: se alarga, incorporando mas membrana sin
perder su continuidad, y puede deformarse sin romperse
• Si se agujerea, nunca se colapsa como un globo ni se rompe; al
contrario, rápidamente se vuelve a soldar.

8. • Todas las membranas celulares están formadas por lípidos y proteínas
y tienen una estructura básica común (bicapa lipídica)

9. Los lípidos de las membranas forman bicapas en el agua
• Fosfolipidos, en los cuales el grupo del extremo hidrofílico se
encuentra unido al resto de la molécula por medio de un grupo
fosfato. En la mayoría de membranas celulares el tipo mas común de
fosfolipido es la fosfatidilcolina, que tiene una pequeña molécula de
colina unida a un fosfato como cabeza hidrofílica y dos largas cadenas
hidrocarbonadas como colas hidrofóbicas (anfipáticas)

10. • Solo existe un sistema para que una lamina finita pueda evitar tener
extremos libres, que consiste en cerrarse sobre si misma y originar un
espacio cerrado

11. La bicapa lipidica es un fluido bidimensional
• La membrana se comporta como un fluido bidimensional (en el que
las moléculas constituyentes son libres de desplazarse lateralmente),
propiedad distinta de la de flexibilidad, que es la capacidad de la
membrana para doblegarse

12. • En las células animales, la fluidez de la membrana esta modulada por
la presencia del esterol colesterol, ausente en plantas, levaduras y
bacterias.
• Rellenan los espacios existentes entre las moléculas vecinas de
fosfolipidos provocados por los remolinos de sus extremos
hidrocarbonados insaturados, el colesterol endurece la bicapa y la
hace menos fluida y menos permeable.

13. Diversidad funcional de las membranas.
• La función más general de las membranas es la de separación de
distintos compartimientos celulares o subcelulares.

14. • Las membranas celulares también
desempeñan la importante
función de superficie de trabajo,
así, algunas reacciones químicas
son catalizadas por enzimas
ligadas a las membranas.

15. • Las membranas biológicas son
estructuras muy dinámicas (flexibles)
permitiendo a los componentes
celulares y subcelulares los cambios de
forma que acompañan al crecimiento
celular y al movimiento (movimiento
ameboideo).

16. • Las membranas son autosellantes (por razones termodinámicas), lo
que permite entre otras cosas que dos membranas se fusionen como
ocurre en el fenómeno de la exocitosis.

17. • En las membranas:
• Hay proteínas integrales que atraviesan la bicapa lipídica tales como:
proteínas transportadoras o portadoras (“carriers”) que translocan iones y
solutos orgánicos a través de la membrana.

18. • Receptores que se combinan con moléculas específicas externas (ligandos o
primeros mensajeros) tales como hormonas, neurotransmisores, factores de
crecimiento, provocando que la membrana genere una señal que puede
estimular o inhibir una respuesta celular (transducción de señales)

19. • Moléculas de adhesión que hacen posible que las células se reconozcan y se
adhieran entre sí y con componentes de la matriz extracelular.

20. Proteínas de membrana
• Proteínas integrales o intrínsecas. la
interacción de las proteínas integrales
con la bicapa lipídica es de tipo
hidrofóbico.
• Una proteína integral unipaso,
atraviesa la bicapa con un dominio
hidrofóbico interior, formado por
alrededor de 20 residuos de
aminoácidos generalmente apolares,
y con dominios extracelular y
citoplasmático hidrofílicos, de tamaño
variable dependiendo de la función de
la proteína, hacia las fases acuosas.

21. • Proteínas periféricas o extrinsecas. Este tipo de proteínas de
membrana, están asociadas con la membrana a través de
interacciones débiles no covalente.
• Se unen a los dominios citoplasmáticos de proteínas integrales de
membrana, y anclan el citoesqueleto a proteínas transmembránicas
de adhesión, o proporcionan un modo de transmitir información a
través de una membrana.

22. • Proteínas ancladas por lípidos. Tienen uno o más lípidos de
diferentes tipos unidos a ellas covalentemente. Se mantienen unidas
a una u otra superficie de la membrana plasmática y a ciertas otras
membranas celulares

23. Funciones de las Proteínas de Membrana.
• Estructural.

24. • Transporte. Lo realizan proteínas, generalmente integrales, cuya
función es la translocación (cambio de lugar) de moléculas a través de
la membrana desde un compartimiento a otro.

25. • Recepción de señales externas Efectuada por proteínas,
generalmente integrales, llamadas receptores que reconocen
moléculas (ligandos) específicas (factores de crecimiento,
neurotransmisores) y hormonas que no pueden penetrar la bicapa
lipídica y transmiten dichas señales a través de las membranas
provocando estimulación o inhibición de actividades celulares
internas.

26. • Catálisis. Proteínas, tanto integrales como periféricas, que catalizan
reacciones en el interior o exterior celular.
• Unión célula-célula La adhesión célula-célula en uniones adherentes
y desmosomas, está mediada por proteínas de adhesión
transmembránicas específicas pertenecientes a la familia de
cadherinas.

27. • Unión célula-matriz. Interacciones célula-matriz (adhesiones focales y
hemidesmosomas) son mediadas por proteínas integrales de
membrana heterodiméricas (familia de integrinas).
• Reconocimiento y adhesión celular. Glicoproteínas
transmembránicas llamadas CAM (moléculas de adhesión celular),
participan en el reconocimiento y adhesión celular que ocurre en la
formación de algunos tejidos epiteliales durante el desarrollo
embrionario antes de formar uniones estables (oclusivas, anclantes y
comunicantes).

29. • Anclajes del citoesqueleto. Proteínas periféricas situadas en la región
citoplasmática de la membrana y que sirven de punto de unión o
anclaje para los filamentos del citoesqueleto.
• Marcadores de identidad de la célula. Glicolípidos y glicoproteínas
característicos de cada individuo y que sirven de reconocimiento para
células procedentes de otro individuo.

30. • Funciones reguladoras. Muchas proteínas se unen al ADN y de esta
forma controlan la transcripción génica.
• Movimiento. Todas las funciones de motilidad de los seres vivos
están relacionadas con las proteínas.
• Defensa. La propiedad fundamental de los mecanismos de defensa es
la de discriminar lo propio de lo extraño.

31. • Otras funciones. Los fenómenos de transducción (cambio en la
naturaleza físico-química de señales) están mediados por proteínas.
Así, durante el proceso de la visión, la rodopsina de la retina convierte
(o mejor dicho, transduce) un fotón luminoso (una señal física) en un
impulso nervioso (una señal eléctrica)

32. Potencial de membrana
• Es la diferencia de voltaje eléctrico a ambos lados de la membrana,
producto de la distribución asimétrica de iones.
• Como resultado de la permeabilidad selectiva de la membrana plasmática,
la presencia de moléculas con carga negativa que no se difunden dentro de
la célula y la acción de varias unidades de bomba sodio-potasio; hay una
distribución desigual de cargas a través de la membrana. Como
consecuencia, el interior de la célula tiene mayor cantidad de cargas
negativas en comparación con el exterior. Esta diferencia de carga,
o diferencia de potencial, se conoce como el potencial de membrana.

33. Matriz extracelular (MEC)
• Es el conjunto de materiales extracelulares
que forman parte de un tejido. La MEC es
un medio de integración fisiológico, de
naturaleza bioquímica compleja, en el que
están "inmersas" las células. Así la MEC es
la sustancia del medio intersticial
(intercelular).
• La MEC actúa como componente cohesivo
y medio logístico de integración de las
diferentes unidades funcionales celulares.