Resumen

Se presenta un modelo de mosaico de fluidos para la organización y estructura general de las proteínas y lípidos de las membranas biológicas. El modelo es consistente con las restricciones impuestas por la termodinámica. En este modelo, las proteínas que son parte integral de la membrana son un conjunto heterogéneo de moléculas globulares, cada una dispuesta en una estructura anfipática, es decir, con los grupos iónicos y altamente polares que sobresalen de la membrana hacia la fase acuosa, y los grupos no polares. enterrado en gran parte en el interior hidrofóbico de la membrana. Estas moléculas globulares están parcialmente incrustadas en una matriz de fosfolípidos. La mayor parte del fosfolípido se organiza como una bicapa fluida discontinua, aunque una pequeña fracción del lípido puede interactuar específicamente con las proteínas de la membrana. Por tanto, la estructura de mosaico fluido es formalmente análoga a una solución orientada bidimensional de proteínas integrales (o lipoproteínas) en el disolvente bicapa de fosfolípidos viscoso. Se describen experimentos recientes con una amplia variedad de técnicas y varios sistemas de membranas diferentes, todos los cuales son compatibles con el modelo de mosaico fluido y le agregan muchos detalles. Por tanto, parece apropiado sugerir posibles mecanismos para diversas funciones de membrana y fenómenos mediados por membrana a la luz del modelo. Como ejemplos, se sugieren mecanismos comprobables experimentalmente para los cambios de la superficie celular en la transformación maligna, y para los efectos cooperativos exhibidos en las interacciones de las membranas con algunos ligandos específicos.

Nota agregada como prueba: Desde que se escribió este artículo, han obtenido evidencia microscópica electrónica (69) de que los sitios de unión de concanavalina A en las membranas de los fibroblastos de ratón transformados por el virus SV40 (células 3T3) están más agrupados que los sitios en las membranas de las células normales, como predice la hipótesis representada en la Fig. 7B. T-aquí también ha aparecido un estudio de Taylor et al. (70) que muestran los notables efectos producidos en los linfocitos por la adición de anticuerpos dirigidos a sus moléculas de inmunoglobulina de superficie. Los anticuerpos inducen una redistribución y pinocitosis de estas inmunoglobulinas de superficie, de modo que en aproximadamente 30 minutos a 37 ° C las inmunoglobulinas de superficie se eliminan por completo de la membrana. Sin embargo, estos efectos no ocurren si los anticuerpos bivalentes son reemplazados por sus fragmentos Fab univalentes o si los experimentos de anticuerpos se llevan a cabo a 0 ° C en lugar de 37 ° C. Estos y los resultados relacionados indican claramente que los anticuerpos bivalentes producen una agregación de las moléculas de inmunoglobulina de superficie en el plano de la membrana, lo que sólo puede ocurrir si las moléculas de inmunoglobulina están libres para difundirse en la membrana. Esta agregación luego parece desencadenar la pinocitosis de los componentes de la membrana por algún mecanismo desconocido. Tales transformaciones de la membrana pueden ser de importancia crucial en la inducción de una respuesta de anticuerpos a un antígeno, así como también en otros procesos de diferenciación celular por vía intravenosa.