Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-143

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Membranas biológicas 109
cualidades de los fl uidos de bicapas de lípidos también permiten que las 
moléculas incrustadas en éstos se muevan a lo largo del plano de la mem-
brana (siempre y cuando no están anclados de alguna manera).
David Frye y Michael Edidin demostraron elegantemente esto en 
1970. Realizaron experimentos en los que siguieron el movimiento de las 
proteínas de membrana en la superfi cie de dos células que se habían unido 
(FIGURA 5-5). Cuando se fusionan las membranas plasmáticas de una cé-
Al principio, algunos investigadores trataron de contestar esta pregunta 
modifi cando el modelo con la hipótesis de que las proteínas en la su-
perfi cie de las membranas estaban aplanadas, en forma extendida, quizá 
como en la lámina plegada-b (vea la fi gura 3-20b).
Otros biólogos celulares encontraron que en lugar de tener estruc-
tura laminar, muchas proteínas de membrana son redondas, o globula-
res. Los estudios de muchas proteínas de membrana demostraron que 
una región (o dominio) de la molécula siempre se puede encontrar en 
un lado de la bicapa, mientras que otra parte de la proteína podría estar 
situada en el lado opuesto. En lugar de formar una delgada capa superfi -
cial, muchas proteínas de membrana se extendían completamente a tra-
vés de la bicapa de lípidos. Así, la evidencia sugería que las membranas 
contienen diferentes tipos de proteínas de distintas formas y tamaños 
que están asociados con la bicapa en un patrón de mosaico.
En 1972, S. Jonathan Singer y Garth Nicolson de la Universidad de Ca-
lifornia en San Diego propusieron un modelo de la estructura de membrana 
que representa una síntesis de las propiedades conocidas de las membranas 
biológicas. De acuerdo con su modelo de mosaico fl uido, una membrana 
celular consiste en una bicapa fl uida de moléculas de fosfolípidos en la que 
las proteínas están incrustadas o asociadas de alguna forma, al igual que las 
fracciones de azulejos en una imagen de mosaico. Sin embargo, este patrón 
de mosaico no es estático, porque las posiciones de muchas de las proteí-
nas están cambiando constantemente al moverse como icebergs en un mar 
fl uido de fosfolípidos. Este modelo ha 
proporcionado un gran impulso a la 
investigación, se ha probado en varias 
ocasiones y se ha demostrado para 
predecir con precisión las propieda-
des de muchos tipos de membranas 
celulares. La FIGURA 5-2b muestra la 
membrana plasmática de una célula 
eucariota de acuerdo con el modelo 
de mosaico fl uido; la membrana plas-
mática de procarióticas se analizan en 
el capítulo 25.
Las membranas biológicas 
son fl uidos bidimensionales
Una propiedad física importante de 
las bicapas de fosfolípidos es que se 
comportan como cristales líquidos. Las 
bicapas son como un cristal, donde las 
moléculas de lípidos forman un arre-
glo ordenado, con las cabezas hacia el 
exterior y las cadenas de ácidos grasos 
hacia su interior; y son como líquidos 
en los que, a pesar del arreglo orde-
nado de las moléculas, sus cadenas de 
hidrocarburos se encuentran en cons-
tante movimiento. Así, las moléculas 
están libres para girar y se pueden mo-
ver lateralmente dentro de su misma 
capa (FIGURA 5-4). Este movimiento 
le da a la bicapa la característica de un 
fl uido de dos dimensiones. Bajo condi-
ciones normales una simple molécula 
de fosfolípido puede viajar lateral-
mente a través de la superfi cie de una 
célula eucariótica en segundos. Las 
Tiempo
Sólo 
movimiento 
lateral
FIGURA 5-4 Fluidez de la membrana
El arreglo ordenado de las moléculas de fosfolípidos hace de la membrana 
celular un cristal líquido. Las cadenas hidrocarbonadas están en constante 
movimiento, permitiendo que cada molécula de fosfolípido se mueva late-
ralmente en el mismo lado de la bicapa.
E X P E R I M E N TO C L AV E
PREGUNTA: ¿ Las proteínas incrustadas en una membrana biológica se mueven?
HIPÓTESIS: Las proteínas se pueden mover lateralmente en la membrana plasmática.
EXPERIMENTO: Larry Frye y Michael Edidin etiquetaron las proteínas de membrana de las células de 
ratón y de humanos utilizando diferentes tintes o colorantes fl uorescentes para distinguirlas. Después 
fusionaron las células de ratón y de humanos para producir células híbridas.
Célula humana
Células humanas y de ratón 
formando híbridos. Cuando 
las membranas plasmáticas 
de células de ratón y de células 
humanas se fusionaron, las 
proteínas de ratón migraron al 
lado humano y las proteínas 
humanas para el lado del ratón
Proteínas distribuidas 
aleatoriamente. Después 
de un corto tiempo, las 
proteínas de ratón y 
humano se distribuyeron 
aleatoriamente a través 
de la membrana.
Proteínas de membrana etiquetadas. 
Las proteínas de membrana de las 
células de ratón y de las células 
de humanos se marcaron con tintes 
fluorescentes de dos colores 
diferentes.
Célula de ratón
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RESULTADOS Y CONCLUSIÓN: Después de un breve período de incubación, las células de ratón y 
humano se entremezclaron sobre la superfi cie de las células híbridas. Después de 40 minutos aproximada-
mente, las proteínas de cada especie se han distribuido de manera aleatoria a través de toda la membrana 
plasmática híbrida. Este experimento demostró que las proteínas de la membrana plasmática se mueven.
FIGURA 5-5 Animada Experimento de Frye y Edidin
Fuente: Frye, L. D. y M. Edidin. “The rapid intermixing of cell surface antigens after formation of mouse-human hete-
rokaryons”. Journal of Cell Science, vol. 7, 319-335, 1970. 
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	Parte 1 La organización de la vida
	5 Membranas biológicas
	5.1 La estructura de las membranas biológicas
	Las membranas biológicas son fluidos bidimensionales