Ejercicios: La ultraestructura de la membrana

¿Qué dos tipos de componentes son los más abundantes de la membrana plasmática según el modelo del mosaico fluido? Explica qué representa el «mosaico» y a qué se refiere el término «fluido».

Observa el esquema de la membrana plasmática e identifica las estructuras señaladas con los números 1, 2, 3 y 4.

Los fosfolípidos de la membrana se disponen formando una bicapa. Explica cómo se orientan las cabezas y las colas de los fosfolípidos respecto al agua del interior y del exterior celular, y razona por qué se forma espontáneamente esa disposición.

Explica la función que cumplen en la membrana plasmática los siguientes componentes: el colesterol, el glucocálix y las proteínas de transporte.

¿Por qué se afirma que la membrana plasmática tiene permeabilidad selectiva? Pon un ejemplo de una sustancia que la atraviesa libremente y otro de una sustancia que necesita ayuda para cruzarla, y explica la diferencia.

La fluidez de la membrana cambia con la temperatura. Explica qué papel desempeña el colesterol cuando la temperatura es alta y cuando es baja para mantener la fluidez dentro de unos límites adecuados.

En una réplica del experimento de Frye y Edidin, se fusionaron células humanas y de ratón marcadas con fluoróforos de distinto color bajo dos condiciones: el lote A se incubó a $37\ \text{°C}$ y el lote B a $4\ \text{°C}$. A los 40 minutos, los fluoróforos se habían mezclado por toda la membrana híbrida solo en el lote A; en el lote B permanecían confinados en sus respectivos hemisferios. Además, al añadir al lote A un veneno metabólico que anulaba completamente la síntesis de ATP, la mezcla de fluoróforos se produjo con idéntica rapidez. A partir de estos resultados, interpreta qué propiedad de la membrana queda demostrada y justifica si el desplazamiento de las proteínas depende directamente del aporte de energía metabólica o es un proceso pasivo determinado por el estado físico de los lípidos.

Un fármaco experimental rompe las uniones entre el citoesqueleto y las proteínas de la membrana. Predice qué efectos podría tener sobre la forma de la célula y sobre el reparto de las proteínas por la membrana, y razona tu respuesta.

Se analiza en el laboratorio la composición lipídica de las membranas plasmáticas de dos organismos: la muestra A contiene un $68\,\%$ de ácidos grasos poliinsaturados de cadena corta y escaso colesterol; la muestra B presenta un $22\,\%$ de ácidos grasos poliinsaturados, colas hidrocarbonadas más largas y abundante colesterol. Al someter a ambos a un enfriamiento paulatino desde $37\ \text{°C}$ hasta $2\ \text{°C}$, la muestra B sufre una gelificación drástica de su bicapa a los $16\ \text{°C}$ con bloqueo del transporte transmembrana, mientras que la muestra A mantiene una fluidez funcional a $2\ \text{°C}$. Justifica cuál de las dos muestras corresponde a un pez antártico y cuál a un mamífero terrestre, y predice razonadamente qué consecuencias tendría para la muestra A un aumento brusco de temperatura hasta los $38\ \text{°C}$ si no pudiera modificar su composición lipídica.