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  • Investigación y Ciencia
  • Abril 1984Nº 91

Bioquímica

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Proteínas de membrana

Firmemente implantadas en lípidos, se extienden hasta el medio acuoso. Nuevas técnicas microscópicas revelan las configuraciones que les permiten mantenerse en contacto con uno y otro ambiente.

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Una película finísima, de gran estabilidad, compuesta de moléculas de lípidos y proteínas, rodea las células y envuelve los orgánulos incluidos en ellas: la membrana biológica. Cual barrera de permeabilidad, establece compartimentos discretos y evita que se mezcle al azar el contenido de un compartimento con el de otro, permitiendo a la química de la vida su ordenado proceder. Las membranas biológicas no constituyen, sin embargo, simples recipientes contenedores; sirven de mediadores altamente específicos entre la célula u orgánulo y su entorno. Que células y orgánulos diferentes ejerzan funciones distintas débese, en gran parte, al diseño peculiar de sus membranas y a las propiedades de las proteínas que las caracterizan.

Las proteínas de membrana presentan un amplio abanico de funciones vitales. La permeabilidad, altamente selectiva, se explica porque ciertas proteínas forman canales o bombas que franquean el paso, a través de la membrana, a iones o moléculas específicas, o los conducen por la misma en contra de un gradiente de concentración. La respuesta de una célula diana a hormonas, neurotransmisores o a antígenos foráneos depende de una proteína receptora que detecte la presencia de esas moléculas y transmita sus señales específicas a través de la membrana. Otras proteínas, enzimas o antígenos, por ejemplo, se encuentran ancladas en la membrana con el único fin de localizar allí una determinada reacción.

Lípidos y proteínas

Para comprender las decisivas misiones que desempeñan las proteínas de membrana es preciso conocer su estructura tridimensional y la alteración que ésta sufre ante estímulos específicos. En nuestro análisis de la estructura de las proteínas de membrana nos hemos ayudado de la microscopía electrónica.

Toda membrana biológica consta de una doble capa de moléculas lipídicas, que se distinguen por su carácter antipático, es decir, presentan una porción hidrofílica y otra hidrofóbica. La cabeza, voluminosa, de una molécula lipídica es hidrofílica, reacciona fácilmente con el agua, por lo común mediante la formación de enlaces de hidrógeno. Las dos largas colas hidrocarbonadas de la molécula son hidrofóbicas: no pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua y la evitan. En un medio fisiológico acuoso tales moléculas tienden a disponerse en una membrana de dos capas. Las cabezas hidrofílicas se alinean mirando al exterior, interactuando con las moléculas de agua del espacio intercelular, el citoplasma de una célula o el interior de un orgánulo; las colas hidrofóbicas se alinean alejándose del agua, interactuando entre sí en el interior de la bicapa. Se forma así una membrana con un grosor de 4,5 nanómetros. Las moléculas lipídicas suelen hallarse en movimiento térmico, y tienen libertad para difundirse por el plano de la membrana; la bicapa constituye, en realidad, una película bidimensional de un líquido ligeramente más viscoso que el agua. A pesar de su escaso grosor y fluidez, la bicapa es estable, ya que las moléculas antipáticas de lípido se encuentran en su orientación más favorecida.

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