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Las paredes externas de una casa o un automóvil brindan una barrera fuerte e inflexible que protege a sus habitantes humanos de un mundo externo rudo e impredecible. Podría esperarse que el límite externo de una célula viva estuviera construido de una barrera igual de fuerte e impenetrable porque también debe proteger su delicado contenido interno ante un ambiente no vivo y a menudo inhospitalario. Sin embargo, las células están separadas del mundo externo por una estructura delgada y frágil llamada membrana plasmática que sólo mide 5 a 10 nm de espesor. Se requerirían casi 5 000 membranas plasmáticas apiladas una sobre otra para igualar el grosor de una sola página de este libro.
Como es tan delgada, no se detectó una membrana plasmática cuando se examinó el corte de una célula al microscopio. En realidad, no fue sino hasta finales del decenio de 1950 que las técnicas para preparar y teñir el tejido progresaron hasta el punto en que la membrana plasmática pudo resolverse en el microscopio electrónico. Estas micrografías electrónicas iniciales tomadas por J. D. Robertson, de la Duke University (fig. 4.1a), mostraban la membrana plasmática como una estructura de tres capas, las capas interna y externa con tinción oscura y la intermedia con tinción clara. Todas las membranas que se examinaron de cerca mostraron esta misma estructura, ya fueran plasmáticas, nucleares o citoplásmicas (fig. 4.1b), o tomadas de plantas, animales o microorganismos. Además de proporcionar una imagen visual de esta importante estructura celular, estas micrografías electrónicas iniciaron un vigoroso debate sobre la composición molecular de las diversas capas de una membrana, un argumento que llegó al centro mismo del tema de la estructura y función de la membrana. Como se describe un poco más adelante, las membranas celulares contienen una bicapa de lípidos, y las dos capas de tinción oscura en las micrografías electrónicas de la figura 4.1 corresponden a las superficies polares externa e interna de la bicapa. Más adelante se regresa a la estructura de las membranas, pero antes se revisan algunas de las principales funciones de las membranas en la vida de una célula (fig. 4.2).
FIGURA 4.1
La apariencia trilaminar de las membranas. (a) Micrografía electrónica que muestra la estructura de tres capas (trilaminar) de la membrana plasmática de un eritrocito después de teñir el tejido con el metal pesado osmio. El osmio se une de manera preferente con los grupos cabeza polares de la bicapa lipídica, lo que produce el patrón trilaminar. Las flechas señalan los márgenes interno y externo de la membrana. (b) El margen externo de una célula muscular diferenciada cultivada muestra la misma estructura trilaminar, tanto de la membrana plasmática (PM) como del retículo sarcoplásmico (SR), un compartimiento del citoplasma para almacenamiento de calcio.
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