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2.1. Proteínas de la membrana plasmática y procesos de transporte

Las proteínas que forman parte de las membranas celulares, atendiendo a su disposición con respecto a la bicapa lipídica, se pueden clasificar en:

  1. Proteínas intrínsecas o integrales.

    Estas proteínas se hallan total o parcialmente inmersas en la bicapa lipídica. Por esta razón presentan un sector lipofílico en contacto con el entorno hidrófobo. En el caso de que atraviesen completamente la bicapa, una o más veces —proteínas transmembranales—, tendrán, además, dos zonas polares (hidrofílicas) en contacto con los medios acuosos intra y extracelular. Muchas se difunden con cierta libertad en el plano de la membrana, como si flotaran en un mar de lípidos, aunque las interacciones con el citoesqueleto restringen a menudo dicha movilidad. Pueden también, igual que los fosfolípidos, rotar sobre su eje y experimentar cambios conformacionales, pero no pueden girar de modo que la parte orientada al exterior de la célula se dirija al citoplasma (flip-flop).

  2. Proteínas extrínsecas o periféricas.

    Se hallan a ambos lados de la bicapa lipídica. Se trata de proteínas solubles, que en la mayoría de los casos están unidas por enlaces de hidrógeno o por interacciones electrostáticas a los dominios hidrofílicos de las proteínas intrínsecas y a las cabezas polares de los lípidos de la membrana.

Aun siendo los lípidos los principales responsables de la estructura e integridad de la bicapa, las proteínas desempeñan las funciones más importantes de la membrana. Entre ellas destacan la recepción de señales externas y su comunicación al interior celular, la catálisis de reacciones o el transporte de nutrientes y otras sustancias. Estudiaremos aquí únicamente esta última función.

Transporte de sustancias a través de la membrana plasmática

Para realizar sus actividades y construir sus estructuras la célula debe ingresar determinadas sustancias del exterior, desde pequeños iones a grandes macromoléculas, y en ocasiones hasta objetos mayores, como virus y fragmentos de otras células. Por otro lado, y como consecuencia de la actividad celular, se generan desechos que se han de eliminar y productos elaborados que hay que exportar. Así, la membrana plasmática se halla en el centro de un intenso tráfico de materia en ambos sentidos. Los procesos relacionados con dicho transporte pueden ser:

  1. Transporte transmembranal de iones y pequeñas moléculas, que tiene lugar sin que se produzcan alteraciones visibles en la estructura de la membrana. Las modalidades de este tipo de transporte se pueden agrupar según diversos criterios:

    1. Según las necesidades energéticas del proceso podemos distinguir entre:
      • Transporte pasivo, a favor de gradiente de concentración (desde la zona de mayor a la de menor concentración) y sin gasto energético.
      • Transporte activo en contra del gradiente eléctrico o de concentración, por lo que supone un gasto de energía para la célula.
    2. Según el número de solutos transportados y su sentido tendremos:
      • Uniporte o transporte de una sola sustancia, sea de modo pasivo o activo.
      • Cotransporte, o paso de dos sustancias al mismo tiempo. Se divide en:
        • Simporte, si las dos sustancias son transportadas en el mismo sentido.
        • Antiporte, si una sustancia entra a la vez que la otra sale.
  2. Transporte vesicular de partículas de elevada masa molecular, que conlleva una deformación de la membrana visible al microscopio. Puede dividirse en:

    • Endocitosis, o captación de partículas del medio externo.
    • Exocitosis, o vertido de las partículas al medio extracelular.
    • Diacitosis o transcitosis, que permite a una partícula entrar por un polo de la célula, atravesar todo el citoplasma y salir por el polo opuesto.

Conviene manejar la terminología adecuada a la hora de estudiar todos estos procesos de transporte cuando están relacionados con la nutrición celular, distinguiendo entre ingestión (entrada de sustancias necesarias para el funcionamiento de la célula), excreción (eliminación de productos de desecho) y secreción (salida de sustancias útiles destinadas a la exportación).

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