Bicapa lipídica
Todas las membranas celulares, tanto la plasmática como la que rodea a los diferentes orgánulos intracelulares, tienen la misma estructura: una bicapa compuesta de lípidos polares (fosfolípidos, glucolípidos, colesterol), más o menos fluida y flexible, en la que se hallan inmersas proteínas de dos tipos, unas débilmente unidas a la superficie y otras embebidas en la estructura de la bicapa. Las moléculas lipídicas son anfipáticas, es decir que tienen un extremo hidrófilo muy polar y otro hidrófobo no polar.
Las cabezas hidrófobas, formadas por las cadenas de los ácidos grasos de los lípidos, están dirigidas hacia el interior, mientras que los extremos hidrófilos (cabezas polares) están orientados hacia el exterior de la bicapa.
Las proteínas periféricas, que se separan de la estructura con facilidad, poseen grupos esencialmente hidrofílicos en su superficie que se hallan unidos por atracción electrostática a las cabezas polares con carga eléctrica de los lípidos, mientras que las proteínas integrantes de la estructura poseen en su superficie grupos hidrófobos de los aminoácidos, lo que hace que estén embebidas en la porción central hidrófoba de la bicapa.
El núcleo hidrófobo de la bicapa induce la conformación tridimensional apropiada de dichas proteínas para que exhiban su actividad. Esta universalidad de la estructura elemental de todas las membranas celulares (plasmática e intracelulares) ha conducido a los biólogos a proponer el concepto de membrana unitaria o membrana universal para referirse a todo tipo de membrana celular considerada como una unidad dinámica y en constante actividad, aunque las funciones que desempeñan las diferentes membranas son muy complejas y difieren entre si tanto en la cantidad relativa de lípidos polares y proteínas como en la naturaleza de estas últimas, que constituyen el elemento activo de la membrana.
La mayor parte de las membranas contienen enzimas, unas que actúan sobre los sustratos exteriores a la membrana y otras que lo hacen sobre los sustratos que se hallan en el interior del espacio circundado por la membrana, así como sistemas de transporte activo de moléculas nutritivas orgánicas, como la glucosa, y sistemas que permiten la penetración de iones inorgánicos específicos o el abandono del espacio interior por parte de otros productos.
Estos complejos sistemas de transporte contribuyen a conservarla constancia del estado interno de las células por regulación del flujo de materiales hacia el interior y hacia el exterior de la célula.
También los grupos periféricos con carga eléctrica contribuyen al mantenimiento de la diferencia de potencia! eléctrico a través de la estructura de la membrana, lo cual es de capital importancia en las células nerviosas que transmiten impulsos bajo forma de cambios muy rápidos en las propiedades eléctricas de la membrana a lo largo del axón.
Sobre su superficie, las membranas contienen también sitios de reconocimiento específicos, sea de diferencias en la concentración de algún elemento nutritivo (base de la quimiotaxis en ciertas bacterias), bien sea de otras células de la misma clase con las cuales asociarse en el proceso de organización de un tejido animal.
Otros sitios de reconocimiento desempeñan el papel de receptores específicos de las moléculas de las hormonas, emitiendo posteriormente señales a través de la membrana hasta los sistemas enzimáticos intracelulares.
