Membranas biológicas

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Membranas biológicas
La membrana plasmática forma la superficie flexible externa de la célula, unidad básica de la vida, y separa su medio interno del medio externo. Es una barrera selectiva que regula el paso de sustancias hacia el interior y exterior celular. Esta selectividad ayuda a establecer y mantener el ambiente apropiado para las actividades celulares normales. La membrana plasmáticatambién desempeña un papel importante en la comunicación entre las células y de las células con el ambiente externo.
Constituyen las membranas una característica llamativa de la estructura celular; en algunas células eucarióticas, muchos orgánulos subcelulares tales como el núcleo, las mitocondrias, los cloroplastos, el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi están igualmente delimitados pormembranas, así, los diferentes sistemas de membrana pueden llegar a constituir hasta el 80% de la masa celular seca total. Las membranas sirven no solamente de barrera para la separación de los compartimentos acuosos con composiciones de soluto diferentes, sino también como basa estructural a la que se hallan firmemente unidos algunas enzimas y sistemas de transporte; son muy delgadas (alrededor de8 nm) y flexibles.

Modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana
El modelo actual más satisfactorio de la estructura de la membrana, es el de mosaico fluido, postulado por S. J. Singer y G. L. Nicolson en 1972. De acuerdo con este concepto, el ordenamiento molecular de la membrana plasmática se asemeja a un mar de lípidos que está en constante movimiento y contiene un mosaico deproteínas diferentes. Algunas proteínas flotan libremente como si fueran un iceberg en ese mar de lípidos, mientras que otras están fijas en localizaciones específicas, como las embarcaciones en un puerto. Los lípidos de la membrana permiten el paso de diversas moléculas liposolubles, pero actúan como una barrera para la entrada o salida de sustancias con carga eléctrica o polares. Algunas de lasproteínas presentes en la membrana plasmática permiten el desplazamiento de las moléculas polares y de los iones hacia adentro y hacia afuera de la célula. Otras proteínas puede actuar como receptores de señales o moléculas de adhesión.
Este modelo afirma que los fosfolípidos de las membranas se hallan ordenados en bicapas formando una matriz, o ánima fluida de cristales líquidos. En esta bicapa lasmoléculas lipídicas individuales pueden moverse lateralmente, dotando a la bicapa de fluidez, flexibilidad y además de una resistencia eléctrica característicamente elevada y de relativa impermeabilidad respecto a las moléculas muy polares. El modelo de mosaico fluido postula que las proteínas de la membrana son globulares, para interpretar su elevado contenido de hélice en α. Algunas de lasproteínas se hallan parcialmente empotradas o incluidas en la membrana y penetran en la fase lipídica desde cada lado, mientras que otras se hallan totalmente sepultadas en ella. La extensión con la que una proteína globular penetra en el interior de una fase lipídica vendría determinada por la secuencia aminoácida de la proteína y la localización sobre su superficie de los grupos R no polares de losaminoácidos. De esta manera las diversas proteínas de la membrana formarían una estructura de tipo mosaico en la, por lo demás, fluida bicapa fosfolipídica. El mosaico no es fijo o estático, ya que las proteínas son libres para difundirse lateralmente en dos dimensiones, por lo menos, en algunas membranas. Se cree que la viscosidad relativa de la bicapa lipídica es de 100 a 1000 veces superior ala del agua.
El modelo de mosaico fluido interpreta satisfactoriamente muchas características y propiedades de las membranas biológicas. Es aplicable a membranas con contenidos de proteína muy diferente por unidad de superficie membranosa; explica la variación de espesor de diferentes tipos de membranas y permite interpretar la asimetría de las membranas naturales, ya que permite que las...
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