Tema 2: Membrana Plasmàtica

La membrana plasmàtica és la capa externa que envolta la cèl·lula i la separa del medi ambient, permetent la seva supervivència. Actua com a barrera selectiva, regulant el transport de substàncies cap a dins i cap a fora de la cèl·lula.

La membrana plasmàtica és semipermeable, permetent el pas de certes molècules, com ara l'aigua i el diòxid de carboni, mentre que bloqueja el pas d'altres, com ara les proteïnes o els polisacàrids. Aquesta selectivitat permet que la cèl·lula mantingui un ambient intern estable i funcioni correctament.

Les unions hermètiques o tigth junctions són unions intercel·lulars que uneixen les membranes plasmàtiques de cèl·lules adjacents amb un estrenyiment molt fort, evitant que substàncies passin entre les cèl·lules.

Les membranes internals de la cèl·lula, com ara les membranes del reticle endoplasmàtic o l'aparell de Golgi, són essencials per al transport intern de molècules. Això permet que els components cel·lulars funcionin en harmonia.

El model de mosaic fluid, proposat per Singer i Nicolson el 1972, representa la membrana plasmàtica com una estructura dinàmica i flexible, composta per una bicapa lipídica i proteïnes que s'interfereixen en ella, com un mosaic.

La bicapa lipídica, base de la membrana plasmàtica, està formada per dues capes de fosfolípids amb els seus caps hidròfils exposats a l'aigua i les cues hidrofòbiques a l'interior de la membrana.

Les proteïnes de la membrana plasmàtica cobreixen diverses funcions essencials, com ara el transport de substàncies a través de la membrana, la recepció de senyals de l'exterior i la participació en processos metabòlics.

Els carbohidrats s'uneixen a lípids o proteïnes a la superfície externa de la membrana, formant una capa externa que participa en el reconeixement cel·lular, permetent que les cèl·lules es reconeguin entre si i interactuïn.

Són lípids amb una molècula polar hidrofílica al cap (grup fosfat + glicerol) i dues cues de carboni hidrofòbiques (una saturada i una insaturada).

Són lípids derivats de l'esfingosina, que es troben a les membranes cel·lulars. Estan formats per un radical polar hidrofílic connectat a un àcid gras i a l'esfingosina.

Són un subtipus d'esfingolípids que contenen un glúcid connectat a la molècula central. Es troben principalment a les membranes plasmàtiques de les cèl·lules animals i vegetals.

Són molècules orgàniques, que pertanyen al grup dels esters, que ajuden a donar estructura i fluïdesa a les membranes cel·lulars.

Són lípids que tenen una part polar hidrofílica (cap) i una part apolar hidrofòbica (cua). Aquesta dualitat els permet formar estructures com les micel·les i les bicapes lipídiques.

Són regions dinàmiques de les membranes cel·lulars que s'enriqueixen en colesterol, esfingomielina i fosfolípids saturats. Tenen un paper important en la senyalització i el transport.

Tipus de glucoesfingolípids amb un sol monosacàrid sense càrrega. Un exemple és el galactocerebroside.

Tipus de glucoesfingolípids amb oligosacàrids ramificats. Un d'aquests monosacàrids té càrrega negativa (NANA = àcid siàlic). Un exemple és el ganglioside GM1.

Les proteïnes que permeten el pas de substàncies a través de la membrana cel·lular. Aquestes proteïnes poden ser de diversos tipus, incloent la bomba de sodi-potassi, que mou els ions sodi cap a l'exterior de la cèl·lula i els ions potassi cap a l'interior.

Proteïnes que connecten diferents parts de la membrana cel·lular o la connecten amb altres components de la cèl·lula. Un exemple són les integrines que uneixen el citoesquelet a la matriu extracel·lular.

Proteïnes que reconeixen senyals externs a la cèl·lula i transmeten aquesta informació a l'interior per generar una resposta. Per exemple, el receptor del factor de creixement derivat de plaquetes (PDGF) al unir-se al seu lligand produeix una senyal intracel·lular que estimula el creixement i la divisió cel·lular.

Proteïnes que actuen com a catalitzadors en reaccions químiques que tenen lloc a la cèl·lula. Un exemple és l'adenilat ciclasa, que catalitza la producció d'AMP cíclic com a resposta a senyals extracel·lulars.

Proteïnes que travessen completament la membrana cel·lular, connectant l'exterior amb l'interior de la cèl·lula. S'anomenen transmembranals i poden tenir formes diferents, com ara hèlix α o làmina β, que determinen la seva funció.

Proteïnes que travessen la membrana cel·lular en forma d'hèlix α, amb la part polar orientada cap a l'interior i la part apolar en contacte amb els lípids de la membrana. Aquestes proteïnes poden formar porus que permeten el pas de substàncies a través de la membrana.

Proteïnes que travessen la membrana cel·lular formant una estructura de làmina β, que crea porus més rígids i grans que poden transportar molècules d'aigua, com les aquaporines. Aquestes proteïnes són comunes en eucariotes i algunes membranes internes.

Proteïnes que no formen part de la bicapa lipidica de la membrana cel·lular, però que s'hi uneixen de manera feble. Solen ser hidrofíliques i es troben al citosol o a l'espai extracel·lular. Un exemple és l'espectrina, una proteïna perifèrica que participa en el manteniment de la forma dels eritròcits.

L'anàlisi d'hidrofobicitat avalua la quantitat d'energia necessària per a dissoldre una proteïna en aigua. Més energia implica més parts hidrofòbiques. Aquest anàlisi ajuda a determinar com una proteïna travessa la membrana cel·lular.

Una proteïna que travessa la membrana només un cop sol servir per a la recepció de senyals. Si la travessa múltiples cops, potser està implicada en el transport de substàncies.

Les proteïnes ancorades a lípids es troben a la bicapa lipídica unides a lípids mitjançant enllaços covalents.

El glúcids es troben principalment a la monocapa exterior de la membrana cel·lular. Aquesta asimetria és important per a les funcions de la membrana.

El glicocàlix és una capa externa de sucres que cobreix la membrana cel·lular. Aquesta capa ofereix protecció, filtració, crea microambients i ajuda al plegament i ancoratge de proteïnes.

La temperatura de transició (Tm) és la temperatura a la qual una membrana canvia d'estat de gel a fluid. La Tm depèn de la composició lipídica de la membrana.

La consistència i fluïdesa de la membrana cel·lular estan relacionades amb la seva composició lipídica. Les cadenes lipídiques més llargues i saturades tenen una Tm més alta, cosa que significa que es converteixen en líquides a temperatures més altes.

La membrana cel·lular és una estructura dinàmica i flexible que permet la separació entre l'ambient intern i extern de la cèl·lula. Actua com a barrera selectiva, regulant el transport de substàncies i comunicació intercel·lular.

La fluïdesa de la membrana depèn de la temperatura i la composició dels lípids. Per sobre de la temperatura de transició (Tm), la membrana es torna més fluida, mentre que per sota d'aquesta temperatura, la membrana es torna més rígida.

Són proteïnes de membrana responsables del transport de fosfolípids d'una monocapa a una altra a la membrana plasmàtica.

Regulació de la fluïdesa de la membrana en resposta a canvis de temperatura, mitjançant l'alteració de la composició de lípids. Exemple: augment de la proporció d'àcids grassos insaturats a temperatures baixes.

Els esterols, com el colesterol, actuen com a tampons de la fluïdesa de la membrana. En temperatures altes, redueixen la fluïdesa, en temperatures baixes, la augmenten.

Enzims que introdueixen insaturacions als àcids grassos, augmentant la fluïdesa de la membrana en resposta a temperatures baixes.

Mètode per estudiar el moviment de molècules a la membrana, utilitzant un làser per a blanquejar una zona i després observar la difusió de molècules fluorescents a la zona blanquejada.

Unions intercel·lulars que formen una barrera impermeable entre cèl·lules adjacents, impedint el pas de molècules entre elles.

Procés de mort cel·lular programada on la fosfatidilserina, un lípid de membrana, es trasllada de la cara interna a la cara externa de la membrana. Això senyalitza a les cèl·lules del sistema immunitari que la cèl·lula està moribunda.