Proteínas en la membrana celular

¿Qué tipo de proteínas se encuentran en la membrana celular?

Así como un castillo está rodeado por un muro, una celda tiene una membrana que separa el ‘reino’ celular interno del exterior de sus muros. Un castillo depende de mensajeros que traen comida y noticias del mundo exterior. Lo mismo ocurre con una celda. Los mensajeros de una célula son proteínas que visitan la membrana celular desde fuera de la célula ( espacio extracelular ). Las proteínas periféricas están temporalmente asociadas con la membrana celular y pueden entrar y salir al espacio intracelular (dentro de la célula) o extracelular.

Al igual que las personas ubicadas en las puertas de entrada dentro de los muros del castillo, hay proteínas incrustadas en la membrana celular que funcionan dentro de la propia membrana. Estas proteínas se denominan proteínas integrales . A diferencia de las proteínas periféricas, las proteínas integrales están estrechamente asociadas con la membrana y no se mueven fuera de ella. A diferencia de nuestra analogía de la puerta de entrada, donde las personas están ubicadas en un solo lugar a lo largo del muro del castillo, la mayoría de las proteínas integrales pueden moverse y fluir dentro de la membrana.

Echemos un vistazo más de cerca a la propia membrana. Una membrana celular está compuesta por una bicapa lipídica (dos capas de moléculas lipídicas) que rodea la célula como una esfera. Las proteínas integrales tienen un gran componente hidrófobo (que odia el agua y ama los lípidos) que les permite existir y funcionar dentro de la membrana lipídica. Normalmente tienen una parte hidrofílica más pequeña que mira hacia el espacio acuoso, intracelular o extracelular.

Figura anterior: una proteína integral en una membrana celular

En gran parte, las proteínas hidrófobas no funcionan en soluciones acuosas (a base de agua), por lo que las proteínas integrales permanecen en su entorno de membrana y no se mueven hacia el espacio extracelular o intracelular acuoso. Por cierto, la naturaleza hidrófoba de las proteínas de membrana dificulta su estudio en el laboratorio, donde se han diseñado muchos experimentos teniendo en cuenta los entornos a base de agua. Sin embargo, los científicos se enfrentan a este obstáculo con técnicas de investigación innovadoras.

¿Qué hacen las proteínas de membrana?

Veamos una función importante de las proteínas de membrana: recibir noticias. Los receptores son proteínas integrales en la membrana celular que reciben señales del espacio extracelular para que la célula pueda reaccionar. Un receptor de hormonas puede recibir una señal para crecer, lo que desencadena una cadena de eventos dentro de la célula llamada cascada de señalización . En una cascada de señalización, las noticias de la membrana celular pasan de una proteína a otra dentro de la célula hasta que la proteína correcta (por ejemplo, una en el núcleo) recibe el mensaje y la célula puede reaccionar.

Figura anterior: una hormona se une a un receptor, lo que provoca una cascada de señalización

La adhesión célula-célula y el soporte estructural son dos funciones clave más que desempeñan las proteínas de membrana. La adhesión célula-célula, donde las células se adhieren entre sí, es clave cuando se unen para formar tejido o hueso. También se utiliza en la respuesta inmunitaria. Las moléculas de adhesión celular (CAM) son una gran clase de proteínas de membrana involucradas en este proceso.

El transporte a través de la membrana también es un papel clave que desempeñan las proteínas de membrana. Las proteínas de membrana son responsables del transporte de moléculas importantes como el agua o los iones de sodio desde la sal (Na +) hacia adentro y hacia afuera de la célula. Por ejemplo, la acuaporina es una proteína que forma canales que permiten que el agua fluya a través de la membrana celular. Funciona como fontanero de la celda.

El transporte a través de la membrana funciona de dos formas. Uno, el transporte activo , significa que se debe usar combustible para transportar una molécula a través de la membrana. Este combustible se encuentra a menudo en forma de trifosfato de adenosina (ATP, un combustible común utilizado en muchos procesos celulares). En nuestra analogía del castillo, esto es como levantar una puerta para dejar pasar una carga importante a través del muro. Se necesita energía. Si no se necesita trabajo y las moléculas pueden entrar y salir a través de la membrana celular sin quemar combustible, esto se denomina difusión facilitada .

Resumen de la lección

Hemos aprendido que una célula está separada del espacio extracelular por una membrana de bicapa lipídica, y que las proteínas actúan como mensajeros para permitir que la célula responda y se nutra de señales y otras moléculas del espacio extracelular. La membrana celular contiene proteínas integrales incrustadas como receptores. Las proteínas periféricas están débilmente asociadas con la membrana y van y vienen. Las proteínas de membrana juegan un papel clave en la comunicación celular (los receptores están involucrados), la adhesión célula-célula (las CAM juegan un papel importante), el soporte estructural y el transporte (la acuaporina es un ejemplo). El transporte se produce mediante transporte activo (requiere combustible) o difusión facilitada (no se necesita combustible).

Rodrigo Ricardo Editor y fundador