i. Modelo de membrana

El conocimiento de la estructura de las membranas ha evolucionado basándose en las pruebas aportadas por las investigaciones fisicoquímica, bioquímicas y de microscopía electrónica. Todas las membranas biológicas presentan un ordenamiento de los lípidos en forma de bicapa. Un problema central en los primeros modelos era como explicar la interacción de las proteínas de membrana con la bicapa lipídica. A principios de la década de 1970, S. J. Singer y G.L. Nicolson propusieron el modelo de mosaico fluido (Devlin, 2004). El modelo de Singer-Nicolson postula que la bicapa de lípidos se encuentra en estado relativamente fluido, con la consistencia del aceite ligero, y que los lípidos de cada monocapa se pueden mover hacia los lados dentro del plano de la membrana (Figura 1). En cada superficie de la bicapa de lípidos están distribuidas varias moléculas y otras proteínas sobresalen en una o ambas superficies. Las proteínas de la superficie son periféricas y las proteínas que se extienden dentro o a través de la bicapa son integrales (Avers, 1991). Singer y Nicolson propusieron que las fuerzas predominantes responsables de la estructura de la membrana son las interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas. Si ambos tipos de interacciones moleculares se maximizan la membrana puede encontrarse en un estado estable, con un gasto mínimo de energía libre, ya que los lípidos de membrana y muchas de sus proteínas son anfipáticos y contienen regiones hidrofílicas e hidrofóbicas en la misma molécula, el modelo de Singer-Nicolson se ajusta a los requerimientos termodinámicos para la estructura de la membrana así mismo propusieron que la bicapa de lípidos era el armazón básico para la construcción de la membrana y que las proteínas se incorporaban a éste como un mosaico de moléculas. Dicha membrana mostraría interacciones de lípido-lípido, lípido-proteína y proteína-proteína en grados variables, apoyando así una mejor movilidad lateral de los lípidos y las proteínas en el plano de la membrana (Avers, 1991). Se propuso que tanto lípido como proteínas difunden lateralmente. Las características de la bicapa lipídica explican muchas de las propiedades de las membranas celulares, como su fluidez, su flexibilidad, que permiten cambios de forma, su capacidad de autocerrarse y su impermeabilidad. El modelo es aún objeto de modificaciones y refinamientos; así  ahora se considera que los lípidos pueden adoptar dominios estructurales no lamelares y que largas cadenas acilo de una capa pueden interdigitarse con las de la capa opuesta. (Devlin, 2004).

Fig. 1. Modelo de mosaico fluido de las membranas biológicas.

Tomado de D. Voet y J. Voet, Biochemistry, 2da. Ed. New York, 1995.

Bibliografía

1. Avers, C.  J. Biología Celular. 1991. Grupo editorial Iberoamericana. 2da. Edición. México. pp. 120-121.
2. Devlin, T. M. Bioquímica: Libro de texto con aplicaciones clínicas. 2004. Editorial Reverté. España. pp. 505-507