Modelo del Mosaico Fluido: Estructura, Fluidez y Transporte Celular

Modelo del Mosaico Fluido o de Singer-Nicholson (1972)

El modelo aceptado actualmente se conoce como Modelo del Mosaico Fluido y fue propuesto por Singer y Nicholson en 1972. Estos autores señalaron que la membrana no constituía una estructura rígida, como se había creído hasta entonces, sino fluida, permitiendo el movimiento de las proteínas dentro de la bicapa lipídica.

Al igual que los lípidos, las proteínas integrales poseen una naturaleza anfipática.

Movimientos en la Bicapa Lipídica

En la doble capa de fosfolípidos, estas moléculas pueden presentar los siguientes movimientos:

• Difusión lateral: Movimiento de los lípidos en el plano de la membrana.
• Rotación: Giro de los lípidos sobre su propio eje.
• Flexión de las cadenas hidrocarbonadas: Movimiento de las colas hidrofóbicas.
• Flip-flop: Movimiento de un lípido de una monocapa a la otra (muy poco frecuente).

Movimiento de las Proteínas de Membrana

Las proteínas de membrana presentan, también, una cierta capacidad de movimiento:

• Difusión lateral: A lo largo de la membrana.
• Rotación: Alrededor de un eje perpendicular a la membrana.

Factores que Afectan la Fluidez de la Membrana

La fluidez de la membrana depende de varios factores:

• Grado de saturación de los ácidos grasos: A mayor insaturación (más dobles enlaces), mayor fluidez.
• Longitud de las cadenas de los ácidos grasos: Cadenas más cortas aumentan la fluidez.
• Temperatura: A mayor temperatura, mayor fluidez.
• Proporción de colesterol: En células animales, el colesterol regula la fluidez, disminuyéndola a altas temperaturas y aumentándola a bajas temperaturas.

El Transporte a Través de la Membrana

Las membranas celulares son selectivamente permeables o semipermeables y regulan el transporte celular, pues permiten el paso de determinadas moléculas o iones y restringen el de otros.

Transporte Pasivo

Consiste en el transporte de sustancias a favor de gradiente (ya sea gradiente de concentración o gradiente electroquímico) y no requiere gasto energético (ATP). El transporte pasivo se puede realizar mediante:

• Difusión Simple

  Las moléculas atraviesan directamente la bicapa lipídica (ej. O₂, CO₂, etanol, urea).

• Difusión Facilitada

  Se efectúa mediante proteínas transportadoras (carriers o permeasas) o proteínas de canal, capaces de trasladar moléculas polares (como azúcares, aminoácidos, nucleótidos) o iones que no pueden cruzar libremente la bicapa. Se puede producir el transporte de:

  • Una única sustancia en un sentido determinado (uniporte).
  • Dos sustancias distintas simultáneamente (cotransporte), ya sea en el mismo sentido (simporte) o en sentido opuesto (antiporte).

Transporte Activo

Implica consumo de energía, generalmente proporcionada por la hidrólisis del ATP. Las proteínas de transporte involucradas se denominan bombas, ya que impulsan el transporte de solutos en contra de gradiente de concentración o electroquímico.

Dinámica de la Membrana: Endocitosis y Exocitosis

Estos procesos implican la formación o fusión de vesículas con la membrana plasmática para transportar materiales voluminosos.

Endocitosis

La endocitosis es el conjunto de procesos por medio de los cuales la célula incorpora del exterior macromoléculas, partículas e incluso otras células. Consiste en que una porción de la membrana plasmática se invagina y envuelve dicho material, formando una vesícula endocítica que se libera al citoplasma. Es un proceso activo (consume energía) y puede ser de tres tipos principales:

• Fagocitosis: Ingestión de partículas sólidas voluminosas (ej. bacterias por macrófagos). Se forman fagosomas.
• Pinocitosis: Introducción inespecífica de líquido extracelular y solutos disueltos. Se forman pequeñas vesículas pinocíticas.
• Endocitosis mediada por receptor: Incorporación selectiva de macromoléculas específicas que se unen a receptores en la superficie celular, concentrándose en zonas que luego se invaginan (fositas recubiertas de clatrina).

Exocitosis

La exocitosis es el conjunto de procesos por los cuales la célula elimina al exterior macromoléculas o partículas. Tales materiales se engloban en vesículas citoplasmáticas (procedentes del Aparato de Golgi) que se desplazan hacia la superficie celular. La membrana de la vesícula se fusiona con la membrana plasmática y el contenido de la vesícula se vacía al espacio extracelular. Mediante exocitosis se secretan hormonas, neurotransmisores o enzimas digestivas, y se eliminan desechos.