The Fluid-Mosaic Model of Membrane Structure: ancora rilevante per comprendere la struttura, la funzione e dinamica delle membrane biologiche dopo più di 40 anni

Nel 1972 fu proposto il modello Fluid-Mosaic Membrane della struttura della membrana basato sui principi termodinamici dellorganizzazione dei lipidi e delle proteine di membrana e sulle prove disponibili di asimmetria e mobilità laterale allinterno del matrice della membrana. Dopo oltre 40 anni, questo modello di base della membrana cellulare rimane rilevante per descrivere le nanostrutture di base di una varietà di membrane intracellulari e cellulari di cellule vegetali e animali e forme di vita inferiori. Negli anni successivi, tuttavia, nuove informazioni hanno documentato limportanza e il ruolo di domini di membrana specializzati, come le zattere lipidiche e i complessi proteina / glicoproteina, nel descrivere la macrostruttura, la dinamica e le funzioni delle membrane cellulari, nonché i ruoli delle membrane associate recinzioni citoscheletriche e strutture a matrice extracellulare nel limitare la diffusione laterale e il range di movimento dei componenti della membrana. Questi dati più recenti si basano sulle fondamenta del modello originale e aggiungono nuovi livelli di complessità e gerarchia, ma i concetti descritti nel modello originale sono ancora applicabili oggi. Nelle versioni aggiornate del modello è stata posta maggiore enfasi sulla natura a mosaico della macrostruttura delle membrane cellulari dove molte componenti proteiche e lipidiche sono limitate nelle loro motilità rotazionali e laterali nel piano della membrana, specialmente nei loro stati naturali dove lipido-lipidico, le interazioni proteina-proteina e lipide-proteina così come le interazioni cellula-matrice, cellula-cellula e proteina associata alla membrana intracellulare e citoscheletriche sono importanti per limitare la motilità laterale e il range di movimento di particolari componenti della membrana. La formazione di domini di membrana specializzati e la presenza di complessi proteici di membrana integrali strettamente imballati a causa di recinzioni, recinzioni e altre strutture associate alla membrana sono considerate molto importanti nella descrizione delle dinamiche e dellarchitettura della membrana. Queste strutture insieme alle strutture citoscheletriche ed extracellulari associate alla membrana mantengono la macro-organizzazione a mosaico non casuale a lungo raggio delle membrane, mentre i domini di dimensioni nanometriche e submicroscopiche di membrana più piccoli, come le zattere lipidiche e i complessi proteici, sono importanti per il mantenimento strutture di membrana specializzate che sono in flusso dinamico cooperativo in un piano di membrana affollato. Questo articolo fa parte di un numero speciale intitolato: Struttura e funzione della membrana: rilevanza nella fisiologia, patologia e terapia delle cellule.