Modelo de Membrana Davson y Danielli.

DOCENTE: Belinda Gómez Donado

INTEGRATES: María De Los Cielos Hernández Pertuz Ana Lucila Machado Morales Dilan Isaac Muñoz Rosales Luis Miguel Tapia Montenegro Rafael Andrés Ortiz Macías

Universidad Libre Biología Barranquilla, Atlántico Septiembre -2021

Davson y Danielli Davson Idea principal El modelo de Davson y Danielli, también denominado modelo de la membrana de sándwich, propuesto en 1935 por Hugh Davson y James Danielli.

Este describe una bicapa de fosfolípidos que se ubica entre dos capas de proteínas globulares, el cual es trilaminar y lipoproteinoso. Cabe resaltar, que fue el primer modelo que intentó describir la posición de las proteínas dentro de la bicapa lipídica ubicada en las membranas.

Aspectos importantes  La presencia de proteínas en las membranas que recubren la capa lipídica de ambos lados con láminas de proteínas.  Las proteínas cambiaban la permeabilidad y resistencia de la membrana.  El modelo de sándwich fue la base para las investigaciones referentes al estudio de la membrana celular.

Inconsistencias referentes al desarrollo de este modelo  Supuso que todas las membranas tendrían superficies simétricas tanto internas como externas.  Asumió que las membranas tendrían un grosor uniforme y un flujo constante de lípidos y proteínas.  No se tomó en cuenta la permeabilidad de algunas sustancias.  La temperatura en la cual las membranas se llegaban a solidificar no estaban relacionadas con las presentadas en el modelo.  Aparte de las inconsistencias nombradas con anterioridad, posteriormente se dio a conocer la falsificación de evidencia para este modelo, tales como:

Davson y Danielli Davson

1. Se argumentó que las proteínas de membrana no eran solubles en agua, es decir,

poseían superficies hidrofóbicas y variaban en tamaño. Cabe resaltar, que las proteínas no podrían formar una capa uniforme y continua alrededor del medio exterior de una membrana.

2. Se demostró que las proteínas marcadas con anticuerpos fluorescentes eran móviles,

por lo que no se mantenían en un lugar fijo, esto se demostró debido a que las proteínas de membrana de dos células diferentes fueron señaladas con marcadores fluorescentes rojos y verdes respectivamente. Cuando las dos células se fusionaron, los marcadores se mezclaron a través de la membrana de la célula fusionada. Lo anterior demostró que las proteínas de la membrana podían moverse sin formar una capa estática.

3. Se utilizó el método de fractura por congelación que reveló superficies irregulares ásperas dentro de la membrana. Estas superficies ásperas fueron interpretadas como proteínas transmembranales, demostrando que las proteínas no estaban localizadas únicamente en el exterior de la estructura de la membrana.

Microscopía en el modelo con respaldo de Robertson El modelo de Danielli-Davson fue analizado gracias a la microscopía electrónica.

Se vio que las proteínas aparecen oscuras en las micrografías electrónicas y los fosfolípidos aparecen claros, posiblemente indicando capas de proteínas a ambos lados de un núcleo de fosfolípidos.

Y gracias al microscopio se llegó a la conclusión de que el espesor total de las membranas también resultó ser de aproximadamente 7,5 nm.

Retomando los estudios realizados con Harvey, J. Danielli y H. Davson en ese mismo año (1935), quienes gracias a sus investigaciones, dedujeron doble capa de proteína, distribuida tanto en el parte externa como interna de la célula y en el medio de ellas, una bicapa de lípidos. La tensión superficial anormalmente baja de los lípidos, llevaron a suponer que las proteínas fueran tomadas como factores contaminantes. Este modelo es explicado en la teoría propuesta por ellos llamada “Teoría Paucimolecular” o Modelo “Sandwich” (Proteína-Lípido-Proteína).

Gracias al desarrollo de la microscopía electrónica en los años 50´s, los científicos de esa época pudieron ver lo que otros no, este es el caso de J. Robertson que en 1957 diseñó técnicas de tinción que le permitieron observar, por medio de una fotomicrografía, la membrana celular y su forma “única de dos líneas”, dando crédito a los avances hechos por parte de Gorter y Grendel y al modelo de “Sandwich” de Danielli y Davson.

A partir de los modelos de la “Bicapa Lipídica” de Gorter y Grendel; el modelo de Danielli y Davson “Sandwich ProteínaLípido-Proteína” y la de Robertson “Modelo Unitario”, J. Singer y G. Nicolson en 1971 – 1972, con su modelo de Mosaico Fluido, se encargaron de anular el modelo de Danielli y Davson, en el cual, las proteínas se encuentran homogéneamente en la membrana plasmática, ellos descubrieron que las proteínas son estructuras heterogéneas dispuestas en la capa apolar de la membrana e integradas en la capa polar de la misma, reconociéndose en la membrana tres tipos de proteínas Integrales, periféricas y ancladas a fosfolípidos, dándole la propiedad dinámica a las membranas celulares.

-Observaron que la mayoría de orgánulos subcelulares estaban limitados por membranas similares.

-En la membrana plasmática de 2 células adyacentes separados por un espacio intercelular fino que consta de 3 capas -Sugirió que todas las membranas celulares compartían una estructura en común que denominó “unidad de membrana” -El espacio que se encontraba ligeramente teñido contenia una región hidrofóbica de las moléculas lipídicas -Las dos líneas oscuras representaban grupos de los fosfolípidos

Refutación del modelo de Davson y Danielli A medida que avanzan los estudios de membrana, se observa que la proporción de lípidoproteína, que forman las distintas membranas, varían mucho de unas otras, algo que no podía ser explicado por el modelo de Davson y Danielli, que consideraba esta proporción como un valor fijo. Además comienzan a obtenerse las primeras evidencias de que los componentes de las membranas tienen movilidad y pueden difundir libremente por la membrana. Este dato tampoco podía ser explicado por el modelo de Davson y Danielli, ya que éste, considera la membrana como láminas de proteínas en la superficie unidas por enlaces a la bicapa lipídica.

Todos los problemas que plantea el modelo de Davson y Danielli, quedan solventados en 1972 con el modelo propuesto por Jonathan Singer y Garth Nicholson"modelo de mosaico fluido".

Este modelo contiene dos conceptos revolucionarios para la época:  El primero es que considera la membrana como un mosaico. Siguen manteniendo la base de que, la estructura global de la membrana es una bicapa lipídica y que existen proteínas que se disponen independientemente unas de otras, de forma intermitente a lo largo de la membrana. Dichas proteínas se insertan en la membrana total o parcialmente en función de su afinidad por el interior hidrofóbico de la bicapa.  El segundo concepto revolucionario para la época es que consideran la membrana como una estructura fluida, en la que sus componentes, tanto lípidos como proteínas, están en continuo movimiento a lo largo del plano que ocupan.

Se utilizó la fracturación por congelación para abrir la membrana y revelar superficies irregulares y rugosas dentro de la membrana. Estas superficies rugosas se interpretaron como proteínas transmembrana, lo que demuestra que las proteínas no se localizan únicamente en el exterior de la estructura de la membrana. A la luz de estas limitaciones, Seymour Singer y Garth Nicolson propusieron un nuevo modelo en 1972. Según este modelo, las proteínas estaban incrustadas dentro de la bicapa lipídica en lugar de existir como capas separadas. Este modelo, conocido como modelo de mosaico fluido, sigue siendo el modelo preferido por los científicos en la actualidad (con mejoras).

Finalmente… ¿Qué pudimos aprender?

Después de abordar por completo la temática referente al modelo de membrana propuesto por Davson y Danielli, es posible comprender el funcionamiento de la misma a partir de una estructura base; como lo fue el modelo del sándwich, el cual ofreció una primera aproximación para los otros modelos estructurales de la membrana celular. A su vez, se reconoció la membrana como una bicapa lipídica compuesta de fosfolípidos con las colas hidrofóbicas hacia el interior y las cabezas hidrofílicas hacia el exterior.

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