Exercicis: La ultraestructura de la membrana

Quins dos tipus de components són els més abundants de la membrana plasmàtica segons el model del mosaic fluid? Explica què representa el «mosaic» i a què fa referència el terme «fluid».

Observa l'esquema de la membrana plasmàtica i identifica les estructures assenyalades amb els nombres 1, 2, 3 i 4.

Els fosfolípids de la membrana es disposen formant una bicapa. Explica com s'orienten els caps i les cues dels fosfolípids respecte a l'aigua de l'interior i de l'exterior cel·lular, i raona per què es forma espontàniament aquesta disposició.

Explica la funció que tenen a la membrana plasmàtica els components següents: el colesterol, el glucocàlix i les proteïnes de transport.

Per què s'afirma que la membrana plasmàtica té permeabilitat selectiva? Posa un exemple d'una substància que la travessi lliurement i un altre d'una substància que necessiti ajuda per creuar-la, i explica la diferència.

La fluïdesa de la membrana canvia amb la temperatura. Explica quin paper té el colesterol quan la temperatura és alta i quan és baixa per mantenir la fluïdesa dins d'uns límits adequats.

En una rèplica de l'experiment de Frye i Edidin, es van fusionar cèl·lules humanes i de ratolí marcades amb fluoròfors de diferent color sota dues condicions: el lot A es va incubar a $37\ \text{°C}$ i el lot B a $4\ \text{°C}$. Als 40 minuts, els fluoròfors s'havien barrejat per tota la membrana híbrida només en el lot A; en el lot B romanien confinats en els seus respectius hemisferis. A més, en afegir al lot A un verí metabòlic que anul·lava completament la síntesi d'ATP, la barreja de fluoròfors es va produir amb idèntica rapidesa. A partir d'aquests resultats, interpreta quina propietat de la membrana queda demostrada i justifica si el desplaçament de les proteïnes depèn directament de l'aportació d'energia metabòlica o és un procés passiu determinat per l'estat físic dels lípids.

Un fàrmac experimental trenca les unions entre el citoesquelet i les proteïnes de la membrana. Prediu quins efectes podria tenir sobre la forma de la cèl·lula i sobre el repartiment de les proteïnes per la membrana, i raona la teva resposta.

S'analitza al laboratori la composició lipídica de les membranes plasmàtiques de dos organismes: la mostra A conté un $68\,\%$ d'àcids grassos poliinsaturats de cadena curta i poc colesterol; la mostra B presenta un $22\,\%$ d'àcids grassos poliinsaturats, cues hidrocarbonades més llargues i abundant colesterol. En sotmetre ambdós a un refredament gradual des de $37\ \text{°C}$ fins a $2\ \text{°C}$, la mostra B pateix una gelificació dràstica de la seva bicapa als $16\ \text{°C}$ amb bloqueig del transport transmembrana, mentre que la mostra A manté una fluïdesa funcional a $2\ \text{°C}$. Justifica quina de les dues mostres correspon a un peix antàrtic i quina a un mamífer terrestre, i prediu raonadament quines conseqüències tindria per a la mostra A un augment brusc de temperatura fins als $38\ \text{°C}$ si no pogués modificar la seva composició lipídica.