Modelo de mosaico fluido
El modelo de mosaico fluido explica varias observaciones con respecto a la estructura de las membranas celulares funcionales . De acuerdo con este modelo biológico , existe una bicapa lipídica (una capa gruesa de dos moléculas que consiste principalmente en fosfolípidos anfipáticos ) en la que están incrustadas las moléculas de proteína . La bicapa lipídica da fluidez y elasticidad a la membrana . Pequeñas cantidades de carbohidratos también se encuentran en la membrana celular. El modelo biológico, que fue ideado por SJ Singer y GL Nicolsonen 1972, describe la membrana celular como un líquido bidimensional que restringe la difusión lateral de los componentes de la membrana. Dichos dominios están definidos por la existencia de regiones dentro de la membrana con un capullo especial de lípidos y proteínas que promueven la formación de balsas lipídicas o complejos de proteínas y glicoproteínas . Otra forma de definir los dominios de membrana es la asociación de la membrana lipídica con los filamentos del citoesqueleto y la matriz extracelular a través de proteínas de membrana. [1] El modelo actual describe características importantes relevantes para muchos procesos celulares, que incluyen: señalización de célula a célula , apoptosis, división celular , gemación de membranas y fusión celular. El modelo de mosaico fluido es el modelo más aceptable de la membrana plasmática. Su función principal es separar el contenido de la celda del exterior.
Químicamente, una membrana celular se compone de cuatro componentes: (1) Fosfolípidos (2) Proteínas (3) Carbohidratos (4) Colesterol
La propiedad fluida de las membranas biológicas funcionales se había determinado mediante experimentos de marcado , difracción de rayos X y calorimetría. Estos estudios mostraron que las proteínas integrales de la membrana se difunden a velocidades afectadas por la viscosidad de la bicapa lipídica en la que estaban incrustadas y demostraron que las moléculas dentro de la membrana celular son dinámicas en lugar de estáticas. [2]
Los modelos anteriores de membranas biológicas incluían el modelo de membrana unitaria de Robertson y el modelo de tres capas de Davson-Danielli . [1] Estos modelos tenían proteínas presentes como láminas vecinas a una capa de lípidos, en lugar de incorporarse a la bicapa de fosfolípidos. Otros modelos describieron unidades regulares y repetitivas de proteínas y lípidos. Estos modelos no estaban bien respaldados por microscopía y datos termodinámicos , y no acomodaron evidencia de propiedades dinámicas de membrana. [1]
Frye y Edidin realizaron un experimento importante que proporcionó evidencia que respalda la biología fluida y dinámica. Utilizaron el virus Sendai para obligar a las células humanas y de ratón a fusionarse y formar un heterocarión . Mediante la tinción de anticuerpos , pudieron demostrar que las proteínas de ratón y humanas permanecían separadas en mitades separadas del heterocarionte poco tiempo después de la fusión celular. Sin embargo, las proteínas eventualmente se difundieron y con el tiempo se perdió el borde entre las dos mitades. Bajar la temperatura ralentizó la velocidad de esta difusión haciendo que los fosfolípidos de la membrana pasaran de una fase fluida a una de gel. [3] Singer y Nicolson racionalizaron los resultados de estos experimentos utilizando su modelo de mosaico fluido. [2]
El modelo de mosaico fluido explica los cambios en la estructura y el comportamiento de las membranas celulares a diferentes temperaturas, así como la asociación de proteínas de membrana con las membranas. Si bien Singer y Nicolson obtuvieron evidencia sustancial extraída de múltiples subcampos para respaldar su modelo, los avances recientes en microscopía de fluorescencia y biología estructural han validado la naturaleza de mosaico fluido de las membranas celulares.
