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¿Cómo se ve? ¿Cómo funciona la membrana celular? Los científicos lo explican mediante un modelo llamado el modelo de mosaico fluido de la membrana celular. Los componentes de la membrana están en movimiento constante, de forma fluida, como si fueran témpanos de hielo que flotan en el mar. Constituye una barrera impenetrable.
Modelo de mosaico fluido
El modelo de mosaico fluido es un modelo propuesto por Singer y Nicholson, 1972. Explica la estructura de la membrana. En este modelo se establece que la estructura básica de la membrana es una bicapa lipídica formada por lípidos anfipáticos. Las partes apolares de estos lípidos se encuentran encaradas unas con otras en el centro de la bicapa. Sus grupos polares hacia el exterior, a ambos lados de la membrana.
Algunas proteínas, las integrales, se encuentran incrustadas a intervalos irregulares en la bicapa. Las proteínas integrales se mantienen unidas a ella mediante interacciones hidrofóbicas entre sus zonas apolares (radicales R no polares) y las zonas apolares de los lípidos.
Otras proteínas, las periféricas, se sitúan en la superficie de la bicapa. En cualquiera de las caras de la bicapa, principalmente en la cara interna, uniéndose a la membrana por enlaces de tipo iónico.
La cara externa de la membrana presenta cadenas oligosacarídicas unidas covalentemente a lípidos o a proteínas. Por tanto, la membrana presenta una estructura asimétrica, pues presenta diferencias entre su cara interna y su cara externa.
Fluidez de membrana
El grado de fluidez de la membrana depende de la temperatura y de la composición en ácidos grasos de sus lípidos. Cuando las temperaturas son muy bajas, los lípidos constituyentes de la membrana adoptan un ordenamiento casi cristalino. Por encima de la temperatura característica de cada membrana, las moléculas de los lípidos comienzan a moverse y la membrana pasa al estado fluido. Esta temperatura es mayor cuanto mayor sea la proporción de ácidos grasos saturados. La fluidez de la membrana será mayor cuanto mayor es la composición en ácidos grasos insaturados o de cadena corta, pues tienen mayor movilidad.
Los cambios de orientación de las cadenas de los ácidos grasos insaturados dificultan el empaquetamiento de los lípidos de membrana en un ordenamiento paracristalino. En consecuencia, la temperatura de transición va a ser menor cuanto más abundante en ácidos grasos insaturados. Esta es la razón por la que en los organismos homeotermos (los que mantienen una temperatura corporal constante y elevada) abundan los lípidos de membrana ricos en ácidos grasos saturados. Sin embargo, en los organismos poiquilotermos (incapaces de regular su temperatura corporal) son más abundantes los lípidos de membrana ricos en ácidos grasos insaturados.
Otro ejemplo de la dinámica de la membrana es la endocitosis y la exocitosis. En la endocitosis, la célula envuelve moléculas o partículas en una invaginación de la membrana, formando una vesícula que se introduce en el citoplasma de la célula. En la exocitosis, las moléculas o partículas son liberadas al exterior de la célula por medio de la fusión de una vesícula con la membrana plasmática.
En resumen, la membrana plasmática es una estructura dinámica y compleja que está en constante cambio y adaptación. La capacidad de la membrana para cambiar de forma y deformarse, así como su papel en la endocitosis y exocitosis, son fundamentales para el funcionamiento adecuado de la célula y para la supervivencia de los organismos multicelulares.
El colesterol (y esteroles afines), debido a la rigidez de la estructura de su molécula, tiende a impedir la agregación de los demás lípidos de membrana en ordenamientos paracristalinos. A bajas temperaturas colaboran en el mantenimiento del estado fluido. En cambio, a altas temperaturas endurece la membrana y le da una mayor estabilidad, es decir, le confiere una menor fluidez.
Autor: Alexia&Sofia, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
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