La polaridad celular se refiere a la asimetría intrínseca observada en las células, ya sea en su forma, estructura u organización de los componentes celulares. La mayoría de las células epiteliales, las células migratorias y las células en desarrollo requieren alguna forma de polaridad celular para su funcionamiento. Estas células reciben información sobre su entorno a través de señales bioquímicas y mecánicas extracelulares y traducen esa información en la polaridad de la membrana plasmática, sus proteínas asociadas y la organización del citoesqueleto. Una vez establecida, la polaridad celular se mantiene mediante la transcitosis, en la que las vesículas transportan proteínas de membrana mal localizadas a las regiones correctas de la membrana plasmática. Además, las uniones estrechas, que actúan como «vallas» contra la difusión transmembrana, bloquean la asimetría. Por tanto, la mecanobiología desempeña un papel regulador esencial tanto en el establecimiento como en el mantenimiento de la polaridad celular.
Las células epiteliales se polarizan a lo largo del eje apical-basal. La membrana apical está orientada hacia el lumen y es rica en complejos proteicos PAR y Crumbs. La membrana basolateral contiene el complejo Scribble y está orientada hacia la matriz extracelular.
Las células epiteliales establecen una polaridad apical-basal, que resulta de la distribución diferencial de fosfolípidos, complejos proteicos y componentes del citoesqueleto entre los distintos dominios de la membrana plasmática, lo que refleja sus funciones especializadas. La membrana orientada hacia el lumen o la superficie libre se conoce como membrana apical, mientras que la membrana orientada en sentido contrario al lumen, en contacto con la matriz extracelular, se conoce como membrana basal y los lados de la célula en contacto con las células vecinas forman la membrana lateral . Se sabe que la polarización apico-basal de las células epiteliales es un requisito previo para sus funciones biológicas fundamentales. Estas incluyen la regulación del transporte vectorial de iones a través de las láminas celulares durante su función de barrera, así como la garantía de direccionalidad durante sus funciones de secreción y absorción.
La polaridad del desarrollo se observa a lo largo de tres ejes; anterior-posterior, dorsal-ventral e izquierda-derecha. Esta polaridad puede establecerse por gradientes de concentración de proteínas secretadas, o por la organización asimétrica de componentes celulares, como el citoesqueleto.
En otras células especializadas, como las células inmunitarias y las neuronas, la polaridad celular permite la transmisión de corto y largo alcance de diversas señales eléctricas y bioquímicas. Por ejemplo, una neurona unipolar típica tiene una forma y una estructura muy características, con un extremo adaptado para recibir señales a través de dendritas muy ramificadas. Esta señal se transmite luego por un axón, que puede extenderse a lo largo del cuerpo. En el otro extremo de la célula está el terminal del axón, donde se encuentran las sinapsis. Estas sinapsis pueden liberar neurotransmisores químicos para propagar la señal o efectuar una acción como la contracción muscular.