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La célula. 3.Membrana celular

LÍPIDOS
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Los lípidos determinan las propiedades físicas de la membrana, pero no son meros elementos estructurales.

Funciones: determinan la organización de la membrana, la fluidez, contribuyen al gradiente eléctrico, pueden actuar como segundos mensajeros, pueden producir segregaciones funcionales en las proteínas de membrana.

Representan aproximadamente el 50 % del peso de la membrana.

Tipos: glicerofosfolípidos, esfingolípidos y esteroles.

La estructura de la membrana celular está determinada por las características de sus componentes, fundamentalmente por los lípidos. Los otros componentes importantes de la membrana celular son las proteínas, principales actores en las funciones celulares asociadas a la membrana, y los glúcidos. Sin embargo, la diversidad y su organización espacial hacen a los lípidos esenciales. Así, ellos definen las propiedades físicas de las membranas. La longitud y el grado de saturación de sus ácidos grasos regulan la fluidez y el grosor de la membrana. Las cargas asociadas a sus partes hidrofílicas contribuyen a crear un gradiente eléctrico entre la cara externa y la interna, y por tanto a modular el potencial eléctrico de la membrana. Sus interacciones con las proteínas asociadas a la membrana modulan la actividad de éstas. Pero además pueden actuar como segundos mensajeros que abandonan la membrana, viajan a compartimentos intracelulares y desencadenan respuestas celulares. Se ha postulado que las interacciones moleculares entre ciertos lípidos producen la segregación de dominios espaciales y funcionales en áreas restringidas de la membrana que afectan también a la localización de las proteínas y a sus funciones. Son las denominadas balsas de lípidos o "lipid rafts".

Lípidos


Principales lípidos presentes en las membranas celulares.

Los lípidos constituyen aproximadamente el 50 % del peso de las membranas, con unos 5 millones de moléculas por µm2. Las membranas celulares de una célula eucariota contienen más de mil tipos de lípidos que aparecen en distinta proporción según el tipo de membrana que estemos considerando. Se estima que aproximadamente el 5 % de los genes de una célula están dedicados a producir sus lípidos. Vamos a describir los más abundantes.

Fosfoglicéridos o glicerofosfolípidos

Son los lípidos más abundantes de las membranas celulares y estructuralmente constan de tres partes: dos cadenas de ácidos grasos, glicerol y un ácido fosfórico. Las cadenas de ácidos grasos contienen de 13 a 19 átomos de carbono de longitud. La mayoría de los enlaces entre estos carbonos son simples y por tanto se dice que son enlaces saturados. Más de la mitad de los ácidos grasos tienen al menos un doble enlace entre dos átomos de carbono, hablamos entonces de ácidos grasos insaturados. Estos dobles enlaces hacen que la cadena de ácido graso se doble y, aunque restrinja las posibilidades de movimiento de la cadena, un aumento de la proporción de estos dobles enlaces aumenta la fluidez de la membrana puesto que provoca más separación entre moléculas. Los ácidos grasos constituyen la parte hidrofóbica (fobia por el agua) de los glicerofosfolípidos y son los que constituyen la parte interna de las membranas. El glicerol hace de puente entre los ácidos grasos y la parte hidrofílica (apetencia por el agua). Este componente hidrofílico puede ser la etonalamina, colina, serina, glicerol, inositol o el inositol 4,5-bifosfato. Estos componentes son los que dan nombre a los distintos tipos de glicerofosfolípidos. El tipo fosfatidiletanolamina representa más del 50 % de los fosfolípidos en las membranas eucariotas.

Esfingolípidos

Deben su nombre a que poseen una molécula de esfingosina, un alcohol nitrogenado con un cadena carbonada larga, a la cual se le une una cadena de ácido graso, formando la estructura básica denominada ceramida (ver figura =>). Por tanto queda una estructura similar a la de los glicerofosfolípidos, dos cadenas hidrofóbicas unidas a una estructura hidrofílica. Los esfingolípidos constituyen la mayoría de los denominados glucolípidos de las membranas, es decir, lípidos que poseen uno o más azúcares unidos formando parte de su zona hidrofílica. Otro tipo de esfingolípidos son las esfingomielinas que poseen una etanolamina o una colina fosforiladas en sus zonas hidrofílicas. Los esfingolípidos son más abundantes en las mebranas plasmáticas que en las de los orgánulos, y se se les propone como lo principales responsables, junto con el colesterol, de la segregación de la membrana en dominios moleculares (balsas de lípidos).

Esteroles

El colesterol es el esterol más importante de las células animales y el tercer tipo de lípido más abundante en la membrana plasmática, mientras que aparece en pequeñas proporciones en las membranas de los orgánulos. El colesterol no aparece en las membranas de las plantas, en algunas células eucariotas, ni en las bacterias, pero estas células tienen otro tipo de esteroles. El colesterol se localiza entre las cadenas de ácidos grasos de los otros lípidos. Es importante para la estructura de la membrana puesto que junto con los esfingolípidos parece contribuir a formar heterogeneidades en la distribución molecular y también participa en ciertos procesos metabólicos vitales como la síntesis de hormonas esteroideas o de sales biliares, entre otras.

Bibliografía específica

Janmey PA, Kinnunen PKJ. Byophisical properties of lipids and dynamic membranes. 2006. Trends in cell biology. 16:538-546.
van Meer G, Voelker DR, Feigenson GW. Membrane lipids: where are they a how they behave. 2008. Nature reviews in molecular cell biology. 9:112-124.


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Actualizado: 22-09-2008