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Hitoria de los modelos de la membrana plasmática.

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Marco Piñón

on 10 March 2015

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Transcript of Hitoria de los modelos de la membrana plasmática.

1900
1990
1880
1950
Historia de los modelos de la membrana plasmática.
1889 Naturaleza lipídica de la membrana
OVERTON:
Demostró que las sustancias
lipofílicas penetraban la célula con mayor facilidad
que aquellas que no lo eran, lo que le
llevó a concluir que la estructura que delimita a la célula debería estar constituida por una
capa lipídica.
Más tarde, el valor de la capacitancia eléctrica de la membrana plasmática fue reportado.
Langmuir 1916
Irving Langmuir, científico de formación en Física y Química, que trabajaba en los laboratorios de la empresa General Electric- EUA, llegando de esa forma al estudio del aceite con el agua. Para eso usa una versión mejorada del aparato esarrollado por Agnes Pockels, quien consiguió mediciones precisas de las superficies ocupadas por cantidades conocidas de petróleo. Finalmente en el año de 1916, Langmuir publica un artículo sobre sus
estudios acerca de monocapa moleculares
(Langmuir, 1916) en el
cual relató el comportamiento de los fosfolípidos en el agua, donde sus grupos polares se disponían perpendicularmente al agua y los hidrocarburos en dirección opuesta a ella.
Estas conclusiones fueron claves para la comprensión, posterior, de la bicapa lipídica de las membranas biológicas.
1923 Fricke
Determinación del valor de capacitancia eléctrica específica
de la membrana plasmática.
En este sentido, Fricke (1923) determinó el valor de 1.0 µF·cm-2 para la membrana de eritrocitos, mientras que en otros tipos celulares el valor fluctuó entre 1.0 y 6.0 µF·cm-2. Esta aparente inconsistencia fue adjudicada a la variabilidad en el espesor de
las membranas analizadas.
1925 Gorter y Grendel
Organización de los lípidos de la membrana plasmática en bicapa.
En su estudio clásico, Gorter y Grendel (1925)
determinaron el valor del área ocupada por los lípidos extraídos a partir de la membrana plasmática de eritrocitos e inesperadamente
, encontraron que dicho valor correspondía al doble del de la superficie calculada para un número conocido de estas células (asumiendo una forma discoidal para ellas).
Estos investigadores infirieron, acertadamente, que la membrana de los eritrocitos está constituida por una bicapa de lípidos con un espesor de 5.0 – 6.0 nm. Posteriormente, al comparar la tensión superficial de la membrana plasmática de ovocitos de erizo de mar (0.2 dinas·cm-1) con la de una interfase artificial lípidosolución acuosa (10.0 -15.0 dinas·cm-1),
1934 Danielly and Harvey
Teoría paucimolecular de las biomembranas.
Danielli y Harvey (1934) evidenciaron el requerimiento de un factor adicional que explicaba la atenuación de este parámetro en las membranas biológicas, el cual adjudicaron a la presencia de proteínas.
Danielli y Davson 1935
El modelo propuesto por Danielli y Davson en el año 1935 para la membrana plasmática fue aceptado por gran parte de la comunidad científica de aquella época. A diferencia del anterior, este modelo incluía proteínas en la membrana plasmática, donde por sobre la bicapa se encontraban proteínas adsorbidas, la mayoría solubles en el agua, y que los fosfolípidos sonanfipáticos. En el artículo propuesto en la época, ellos mencionan:


La propuesta de Danielli y Davson, que fue conocida como la teoría Paucimolecular (Meza et al., 2010), describe una bicapa lipídica y dos capas de proteínas globulares, siendo una interna y la otra externa a la bicapa (figura 2). La región externa de las proteínas sería hidrofílica y la interior hidrofóbica. Estas conclusiones partieron de la observación de entrada y salida de substancia a la célula, motivo por el cual no fue considerado como un modelo, ya que en este periodo las evidencias acerca de la membrana eran indirectas pues la resolución de los microscopios de aquella época se limitaba a los 200 nm, impidiendo así la observación de la estructura bimolecular de la membrana, la cual tiene cerca de 5 y 10 nm de espesor (Heimburg, 2007).

1959 Robertson
Teoría utilitaria de las membranas biológicas.
científico del departamento de Anatomía de la Universidad College, Londres, escribió un artículo donde presentó su testimonio y mostró las imágenes que se podían observar de la membrana celular y también de su estructura única, lo que llamó de “unidad de membrana” (Robertson, 1957), también conocido como el modelo unitario. Este modelo confirma los avances realizados por Gorter & Grendel (1925) y de Danielli y Davson (1935), ya que se percibía una característica trilaminar de la membrana donde las dos líneas exteriores serian las capas de proteínas y la interior la bicapa de lípidos. En el artículo de la época Robertson concluye:

Robertson la definía, conforme lo menciona Meza, et. Al. (2010), “la bicapa lipídica como una barrera al libre flujo de iones y moléculas hidrófilas, no descartaba la posible presencia de canales acuosos a través de los cuales pudiese darse el transporte de estos materiales”. En su investigación Robertson describe la “estructura común” (figura 3) de todas las membranas celulares, incluso de los orgánulos, sin embargo “eso no quita la posibilidad de composiciones diferenciadas” de acuerdo a su especificidad (Eichman, 1999; Heimburg, 2007; Robertson, 1957).

El modelo de unidad de la membrana fue enseñado en las escuelas durante la década del sesenta e inicios de la década de setenta. En los libros de texto aparecía una imagen de micrografía electrónica (figura 4) para demostrar la estructura trilaminar de la membrana y su aspecto de “sándwich”. Sin embargo durante la década de los sesenta a través de microfotografías, se percibió que las proteínas tienen formato helicoidal, estando de esta forma como mosaico, no como una camada continua, y las estructura de las camadas lipídicas también presentaban aracterísticas más de líquidos que sólidos, llevando a cuestionar así el modelo propuesto por Robertson.

1972 Singer y Nicolson
Modelo del mosaico fluido.
esta novedosa perspectiva en su conocido modelo de mosaico fluido, al postular que la membrana plasmática está constituida por una bicapa fluida de lípidos capaz de alojar diversos conglomerados o mosaicos proteicos. Estos últimos, pueden estar parcialmente inmersos, o bien, pueden atravesar la bicapa lipídica y, en ambos casos, protruir de ella.
El modelo de mosaico fluido, adicionalmente, resalta las interacciones hidrófobas que se establecen entre las proteínas y los lípidos constitutivos de la membrana, así como la distribución aleatoria que ambos elementos guardan como resultado de sudifusión en el plano de la membrana.

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Estudios Superiores Zaragoza
Laboratorio de Investigación y Formativa IV Módulo de Biología Molecular de la Célula II
Cuestionario 2
Piñón Crespo Marco Antonio
Dra. Gavilán Rosas Gabriela
Cuarto Semestre Grupo 2453
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