porque la membrana celular se considera como preservativa
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
dos uniaxiales [5], considerando la normal a la membrana
como el director del cristal l´ıquido. As´ı, dedujo la energ´ıa de
curvatura por unidad de area de una membrana [6]. La ecua- ´
cion resultante, publicada en 1973, es llamada “energ ´ ´ıa libre
de Helfrich” para membranas fluidas y es la base del analisis ´
de las propiedades elasticas de las membranas. En este traba- ´
jo presentaremos una deduccion alternativa de la energ ´ ´ıa de
Helfrich y comentaremos algunas de sus consecuencias f´ısi-
cas.
Nuestro art´ıculo esta dividido de la siguiente manera. En ´
la Sec. 1.1, se comentara brevemente la ubicaci ´ on biol ´ ogica, ´
as´ı como la estructura qu´ımica de las membranas celulares.
En la Sec. 2 se expone el modelo de Helfrich para biomem-
branas. En las secciones siguientes se exponen algunas de las
consecuencias f´ısicas de la elasticidad de curvatura: fluctua-
ciones termicas de membranas (Sec. 3.2), m ´ etodos de me- ´
dicion de las constantes el ´ asticas (Sec. 3.3), transformaci ´ on´
de la fase lamelar a la fase esponja (Sec. 4.1) e interaccio-
nes estericas entre membranas (Sec. 4.2). Finalmente, en la ´
seccion final damos algunas conclusiones del trabajo. ´
1.1. Agregados y bicapas lip´ıdicas
Las membranas biologicas son estructuras muy complejas ´
formadas por una gran variedad de moleculas: fosfol ´ ´ıpidos,
prote´ınas, etc. [1]. Estudios basados en microscopia elec-
tronica y en el an ´ alisis de la composici ´ on qu ´ ´ımica de bio-
membranas, as´ı como estudios de propiedades f´ısicas ta-
les como la permeabilidad y la difusion de prote ´ ´ınas y de
moleculas lip ´ ´ıdicas en membranas, condujeron al desarrollo
del llamado modelo del mosaico fluido. Este modelo, pro-
puesto por S.J. Singer y G. Nicolson en 1972 [7], es el mas´
aceptado para describir a las membranas biologicas. La es- ´
tructura base de la membrana es una bicapa lip´ıdica donde
las moleculas individuales pueden moverse como en un l ´ ´ıqui-
do bidimensional. La bicapa lip´ıdica es una mezcla de varias
clases de moleculas, en particular fosfol ´ ´ıpidos y glicol´ıpidos,
mas otras mol ´ eculas peque ´ nas como colesterol. Las prote ˜ ´ınas
de membrana se encuentran incrustadas en la bicapa lip´ıdica.
La estructura de las membranas biologicas es posible debi- ´
do a que los fosfol´ıpidos pertenecen a un tipo especial de
moleculas, llamadas “anfif ´ ´ılicas”, a la cual tambien pertene- ´
cen los surfactantes. Este nombre se debe a que una parte de
la molecula (la cabeza polar) es soluble en agua, mientras que ´
la otra parte (la cola hidrofobica) es insoluble en dicho sol- ´
vente. As´ı, cuando estas moleculas se disuelven en agua, las ´
partes hidrofobicas tienden a asociarse para evitar el contac- ´
to con el solvente, donde son insolubles, lo cual da lugar a
la estructura en forma de bicapas (recordemos que el medio
celular es esencialmente acuoso). Las prote´ınas que se pue-
den insertar en dicha bicapa, tienen segmentos hidrofobicos ´
que tampoco pueden solubilizarse en agua, los cuales se aso-
cian con el centro hidrofobico de la membrana. En la Fig. 2 ´
se muestra de forma esquematica la estructura de una bica- ´
pa lip´ıdica, as´ı como la formula molecular de uno de los fos- ´
fol´ıpidos mas conocidos, de la familia de las fosfatidilcolina