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Una de las funciones básicas de los seres vivos, así como por reducción de las células que los componen, es la de obtener información de su entorno. Esta información es necesaria para optimizar el metabolismo, cambiar la dirección de movimiento y en general sobrevivir. Para obtener información del entorno las células necesitan presentar en su superficie algún tipo de molécula que se modifique en presencia de determinados compuestos o en determinadas condiciones químicas, los receptores de membrana. Es cierto que existen organismos que presentan una pared celular que recubre la membrana plasmática, en estos organismos los receptores están menos accesibles para los compuestos del entorno, aunque estas paredes celulares no suelen aislar completamente a las células, que morirían de inanición.
Los receptores de membrana son compuestos proteicos que presentan normalmente 3 regiones diferenciadas. La más exterior de ellas se expone al exterior y presenta una región capaz de unirse a un compuesto presente en el medio exterior. Estos compuestos pueden ser muy variables, desde sales moleculares, como sodio (Na+ o Cl-) hasta moléculas complejas como glucosa u hormonas de todo tipo. La especialización de la región externa de los receptores de membrana es extraordinaria. Por ejemplo en las células fotosensibles los receptores de membrana son capaces de diferenciar entre medios con luz y sin luz. Esto es posible puesto que tienen la capacidad de ser excitados (activados) por la unión de uno o varios fotones (electrones en forma de luz).
Los receptores son proteínas o glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en las membranas de los orgánulos, en el citosol celular o en el núcleo celular, a las que se unen específicamente otras sustancias químicas llamadas moléculas señalizadoras, como las hormonas y los neurotransmisores
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