El modelo de mosaico fluido es, en biología, un modelo de la estructura de la membrana plasmática propuesto en 1972 por S. J. Singer y Garth Nicolson gracias a los avances en microscopía electrónica, el estudio de interacciones hidrófilas, el estudio de enlaces no covalentes como puentes de hidrógeno y el desarrollo de técnicas como la criofractura y el contraste negativo.
Mosaico Fluido
En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa. Las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:
- Proteínas integrales o intrínsecas: Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de estas proteínas requiere la ruptura de la bicapa.
- Glucoproteínas: Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre se debe a que contienen glúcidos.
- Proteínas periféricas o extrínsecas: A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Son fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas transmembranas.
Este modelo fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría por qué no entran los mismos nutrientes que los que salen.
Transporte Transmembrana
Existe una comunicación entre ambos lados de la membrana, por medio de los siguientes elementos:
- Canales: Es la forma habitual de transporte de iones a través de la membrana. Normalmente, cada canal transporta de forma específica un ion característico de ese canal. Pueden tener una abertura regulable. Son de vital importancia, por ejemplo, los canales de sodio y potasio para la existencia del potencial de acción transmembrana, el impulso eléctrico que las neuronas emplean para realizar su función a lo largo de todo su axón.
- Transportadores: Los transportadores son proteínas que se unen específicamente a la molécula transportada (uniporte). El cambio de forma permite a esta ser transportada a través de la membrana. Presentan una cinética saturante cuando no están acoplados a una ATPasa. A veces, el transporte de una molécula depende de la coexistencia de un cotransporte para entrar ambos a la vez (simporte) o entrar uno y salir el otro (antiporte).
- Receptores: Los receptores también se unen a moléculas específicas, pero, en contra del transportador, dicha molécula provoca un cambio conformacional del receptor y activa la emisión de enzimas intracelulares, la molécula señalizadora. También puede activar la emisión de una micela conformada por la propia membrana. La finalidad del receptor es que la señal externa induzca una señal interna de síntesis de una determinada molécula en el interior de la célula.
Las funciones que desempeñan las membranas plasmáticas son tres fundamentalmente:
- Transporte selectivo: Se desempeñan facilitando la entrada de las sustancias nutritivas y también de aquellas sustancias de desecho.
- De relación: A través de impulsos externos, las células responden por medio de unas moléculas situadas en la membrana plasmática, “receptores de membrana”, que pueden ser proteínas y glúcidos que permiten identificar a la célula. La membrana actúa como una protección frente al exterior.
- De frontera: Es el límite de la célula, delimitando un espacio intracelular y extracelular.
En la fagocitosis (el equivalente a comer celular), la célula engulle desechos, bacterias u otros objetos grandes. La fagocitosis se lleva a cabo en células especializadas llamadas fagocitos, donde se incluyen los macrófagos, neutrófilos y otros glóbulos blancos de la sangre. La invaginación produce una vesícula llamada fagosoma, la cual usualmente se fusiona con uno o más lisosomas conteniendo enzimas hidrolíticas. Los materiales en el fagosoma son rotos por estas enzimas y degradados. En la pinocitosis (el equivalente a beber celular), la célula engulle fluido extracelular, incluyendo moléculas como azúcar y proteínas. Estos materiales entran a la célula dentro de una vesícula, aunque no se mezclan con el citoplasma. Las células epiteliales en los capilares usan la pinocitosis para tomar la porción líquida de la sangre en la superficie capilar. Las vesículas resultantes viajan a través de las células capilares y liberan su contenido al tejido alrededor, mientras los glóbulos rojos permanecen en la sangre.