Uma membrana celular animal é a barreira entre o interior da célula e o ambiente externo, semelhante à forma como a pele age como uma barreira para os corpos dos vertebrados. A estrutura da membrana celular é um mosaico fluido formado por três tipos de moléculas orgânicas: lipídios, proteínas e carboidratos. A membrana celular controla o movimento de substâncias como nutrientes e resíduos através da membrana, entrando e saindo da célula.
Bicamada fosfolipídica
Os blocos básicos de uma membrana celular são os fosfolipídios. Os fosfolipídios contêm uma extremidade hidrofóbica (insolúvel em água) composta de duas cadeias de ácidos graxos de moléculas não polares, como carbonos e hidrogênios. A outra extremidade é hidrofílica (solúvel em água) e contém moléculas polares de fosfato. Esses fosfolipídios são dispostos em uma bicamada com seu grupo final hidrofílico exposto à água em cada lado da membrana e as moléculas não polares hidrofóbicas protegidas dentro da camada dupla. A camada lipídica compreende aproximadamente metade de toda a massa da membrana, dependendo do tipo de membrana. O colesterol é outro tipo de lipídeo dentro de uma membrana celular. Moléculas de colesterol são posicionadas dentro da bicamada para ligar as moléculas de ácidos graxos e estabilizar e fortalecer a membrana.
Proteínas incorporadas
As proteínas constituem entre 25% e 75% da massa da membrana celular, dependendo do tipo de membrana . As proteínas de membrana são inseridas na bicamada fosfolipídica nas superfícies expostas e desempenham as várias funções da célula. As proteínas são consideradas integrais ou periféricas, dependendo de sua associação com a membrana. As proteínas periféricas ficam em um lado da superfície da membrana e se associam indiretamente através de interações proteína-proteína. Proteínas integrais ou transmembranares são incorporadas à membrana, expostas ao meio ambiente pelos dois lados.
Glicoproteínas e glicolipídios
Os carboidratos compreendem apenas uma pequena porcentagem da membrana celular, mas têm funções importantes. As moléculas de carboidratos são geralmente cadeias ramificadas curtas de unidades simples de açúcar e são covalentemente ligadas na superfície da membrana celular à maioria das proteínas integrais da membrana e, ocasionalmente, à própria bicamada lipídica. Quando os carboidratos estão ligados às proteínas ou lipídios, eles são chamados glicoproteínas e glicolipídios. Os carboidratos na superfície de uma membrana celular variam significativamente entre células individuais, tipos de células, indivíduos da mesma espécie e espécies para espécies. Essa diversidade permite que os carboidratos funcionem como marcadores para diferenciar uma célula da outra.
Funções e interações
A principal função da bicamada fosfolipídica é proteger e manter a estrutura celular. A bicamada permite a fluidez e o movimento das proteínas associadas para interações proteicas necessárias. As interações proteicas são essenciais para a função celular.
As proteínas periféricas atuam como receptores de substâncias químicas como hormônios e permitem sinalização ou reconhecimento celular. Na superfície interna da célula, eles se ligam ao citoesqueleto, ajudando a manter a forma ou catalisar as reações no citoplasma. As proteínas integrais transportam moléculas através da superfície da membrana e aquelas que estão ligadas aos carboidratos como glicoproteínas estão envolvidas no reconhecimento de célula a célula.
Sem os diversos marcadores de carboidratos na superfície da membrana extracelular, as células não seriam capazes para classificar e diferenciar células durante o desenvolvimento embrionário, por exemplo, ou permitir que o sistema imunológico reconheça células estranhas.
