biofisica de las membranas

Biofísica de membranas

Biofísica de membranas
La estructura básica de las membranas biológicas consta de una bicapa lipídica, formada por fosfolípidos, que actúa
como un soporte en el cual se insertan numerosas moléculas como canales ionicos, receptores químicos,
transportadores, bombas iónicas, enzimas que generan segundos mensajeros, proteínas de reconocimiento y de
conexión con otrascélulas, o proteínas que sirven de soporte a elementos del citoesqueleto. Está construida de
diferentes elementos, proteínas, fosfolípidos y esteroides. Los fosfolípidos: fosfatidilcolina, fosfatidiletalonamina,
fosfatidilserina y la esfingomielina constituyen más del 50 % de los fosfolípidos de la mayoría de las biomembranas.
Los esteroides, como el colesterol, tienen un papel importante en laregulación de las propiedades físico-químicas de
las membranas biológicas regulando su resistencia y fluidez. La cantidad relativa de estos componentes y también
los tipos de lípidos varía de membrana a membrana.
Las membranas biológicas desempeñan un papel fundamental en la estructura y en la función de todas las células,
tanto procariotas como eucariotas. La membrana plasmática participa enuna infinidad de procesos celulares
(reconocimiento, señalización...). Además envuelve y delimita la célula, creando así una barrera de permeabilidad
selectiva para la mayoría de los solutos. Esta permeabilidad permite a la célula un intercambio de materia, energía e
información con el medio extracelular. Además, en organismos eucariotas, los diferentes compartimentos celulares
como son elnúcleo, mitocondrias, cloroplastos, retículo plasmático y aparato de Golgi entre otros están igualmente
delimitados por una membrana.

Modelos propuestos
Los primeros trabajos que se hicieron para conocer las características de la membrana se remontan al año 1895
[Overton, 1895] por Ernest Overton. Éste observó que había una difusión de sustancias no polares a través de la
membrana celular y poreso postularon que la célula estaba envuelta por una estructura lipídica. Ya en 1925, Gorter y
Grendel [Gorter, 1925] observaron que el área ocupada en una superficie de agua por los lípidos extraídos de
eritrocitos era el doble del área calculada para la superficie celular, por lo que dedujeron que la membrana está
formada por una bicapa lipídica. Diez años más tarde James Danielli y HughDavson [Danielli y Davson, 1935]
propusieron el modelo de “sándwich” donde describían a la membrana como una bicapa lipídica rodeada por sendas
monocapas de proteínas globulares.
El modelo actual que describe la organización estructural de la membrana plasmática fue propuesto en 1972 por los
científicos Jonathan Singer y Garth Nicolson (Singer y Nicolson, 1972[1]). Este modelo describe la membranaplasmática como un mosaico fluido que contiene diversas proteínas insertadas en una matriz de fosfolípidos. Los
fosfolípidos en la membrana forman una bicapa lipídica con las cabezas polares dirigidas hacia el exterior y las colas
hidrofóbicas hacia el interior de la bicapa. Tiene un grosor aproximado de 75 Å, por ello no es posible visualizarla al
microscopio óptico pero sí con el microscopioelectrónico, a través del cual la membrana plasmática se muestra,
cuando se utilizan técnicas de tinción positiva, como una estructura formada por dos líneas oscuras laterales y una
central más clara.

Propiedades de la membrana
La membrana plasmática es un mosaico de diferentes tipos de proteínas (generalmente glicoproteínas) insertadas en
una bicapa de fosfolípidos. El conjunto se mueveen el plano de la membrana como si fuera un fluido, de ahí el
nombre que recibe este modelo de estructura: mosaico fluido. Así pues, todas las membranas biológicas son
entidades dinámicas, es decir, estructuras fluidas, pues la mayoría de sus lípidos y proteínas son capaces de moverse
en el plano de la membrana, además de sufrir un continuo recambio de componentes. Así, existen cuatro tipos...