O Modelo Fluido-Mosaico da Estrutura da Membrana: ainda relevante para a compreensão da estrutura, função e dinâmica das membranas biológicas após mais de 40 anos

Em 1972, o modelo fluido-mosaico da estrutura da membrana foi proposto com base nos princípios termodinâmicos da organização dos lipídios e proteínas da membrana e evidências disponíveis de assimetria e mobilidade lateral dentro do matriz de membrana. Depois de mais de 40 anos, este modelo básico da membrana celular permanece relevante para descrever as nanoestruturas básicas de uma variedade de membranas intracelulares e celulares de células vegetais e animais e formas inferiores de vida. Nos anos que se seguiram, no entanto, novas informações documentaram a importância e os papéis dos domínios de membrana especializados, como jangadas de lipídios e complexos de proteína / glicoproteína, na descrição da macroestrutura, dinâmica e funções das membranas celulares, bem como os papéis dos associados à membrana cercas citoesqueléticas e estruturas da matriz extracelular na limitação da difusão lateral e amplitude de movimento dos componentes da membrana. Esses dados mais novos se baseiam no modelo original e adicionam novas camadas de complexidade e hierarquia, mas os conceitos descritos no modelo original ainda são aplicáveis hoje. Em versões atualizadas do modelo, mais ênfase foi colocada na natureza do mosaico da macroestrutura das membranas celulares, onde muitas proteínas e componentes lipídicos são limitados em suas motilidades rotacionais e laterais no plano da membrana, especialmente em seus estados naturais onde lipídio-lipídio, as interações proteína-proteína e lipídio-proteína, bem como a célula-matriz, a célula-célula e a proteína associada à membrana intracelular e as interações citoesqueléticas são importantes na restrição da motilidade lateral e amplitude de movimento de componentes específicos da membrana. A formação de domínios de membrana especializados e a presença de complexos de proteína de membrana integral compactados devido a cercas associadas à membrana, postes de cerca e outras estruturas são consideradas muito importantes na descrição da dinâmica e arquitetura da membrana. Essas estruturas, juntamente com as estruturas citoesqueléticas e extracelulares associadas à membrana, mantêm a macroorganização do mosaico não aleatório de longo alcance das membranas, enquanto os domínios menores e submicrométricos de membrana, como jangadas de lipídeos e complexos de proteínas, são importantes na manutenção estruturas de membrana especializadas que estão em fluxo dinâmico cooperativo em um plano de membrana lotado. Este artigo é parte de uma edição especial intitulada: Estrutura e função da membrana: relevância na fisiologia, patologia e terapia celular.