Te 11. Estructura de la membrana celular. Notas de las diapositivas.docx

Te 11. Estructura de la membrana celular Diapositiva 1. Uno de los componentes básicos que debe tener cualquier célula es la membrana plasmática o llamada también membrana citoplasmática que mantiene unidos a sus componentes. Esta membrana hace las veces de límite entre el medio interno y el entorno...

Te 11. Estructura de la membrana celular Diapositiva 1. Uno de los componentes básicos que debe tener cualquier célula es la membrana plasmática o llamada también membrana citoplasmática que mantiene unidos a sus componentes. Esta membrana hace las veces de límite entre el medio interno y el entorno de la célula y le permite proteger su contenido del medio externo. Esta membrana es una estructura muy delgada y frágil de apenas unos 8 nm (nanómetros) de grosor , por esta razón no es posible observar su estructura al microscopio óptico. Sólo después que se inventó el microscopio electrónico fue posible conocer su estructura a finales de la década de 1950. La estructura de la membrana plasmática es muy parecida a la estructura de las membranas internas que encierran los compartimentos internos que son las organelas intracelulares como el núcleo, el retículo endoplásmico, aparato de Golgi, lisosomas, mitocondrias, cloroplastos, peroxisomas. Todas las membranas biológicas están conformadas por una bicapa de lípidos, con excepción de algunas arqueas que tienen una monocapa de lípidos como membrana y este armazón formado por lípidos tiene proteínas insertadas en su interior. Las membranas son ensambles de lípidos y proteínas en las que los componentes se mantienen unidos mediante enlaces no covalentes. Los lípidos conforman el armazón básico de las membranas biológicas y las proteínas son las que le dan las características funcionales específicas de los diferentes tipos de membranas biológicas. (Nota: 1 nm = 10-6 mm, es decir 1 nanómetro es un millón de veces más pequeño que un milímetro) Figura tomada de https://www.thoughtco.com/cell-membrane-373364 Diapositiva 2. En 1925, los científicos holandeses Evert Gorter y François Grendel fueron los primeros en proponer que las membranas celulares contienen una bicapa lipídica como estructura principal. Para su estudio utilizaron los glóbulos rojos humanos porque estas células solo tienen la membrana externa, la membrana plasmática. Los glóbulos rojos no tienen núcleo ni organelas membranosas por lo que era un modelo ideal para estudiar los componentes de la membrana plasmática. Estos científicos extrajeron los lípidos de los glóbulos rojos humanos con benceno, un solvente orgánico, y los extendieron sobre un recipiente con agua, como una mancha de aceite sobre un charco de agua. Con una barrera móvil empujaron los lípidos flotantes hasta que formaron una lámina continua de una molécula de espesor. Cuando midieron el área de superficie de la monocapa de lípidos, la relación entre el área superficial de agua cubierta por el lípido extraído, y el área superficial calculada para los glóbulos rojos de los que se extrajo el lípido fue aproximadamente 2:1 por lo que Gorter y Grendel concluyeron que la membrana plasmática estaba formada por una bicapa de lípidos. También sugirieron que los grupos polares de cada capa individual se dirigían hacia afuera, hacia el entorno acuoso. Esta sería la disposición termodinámicamente favorable, porque los grupos de cabeza polar de los lípidos podrían interactuar con las moléculas de agua del exterior e interior de la célula, del mismo modo que las cadenas de ácidos grasos hidrofóbicas estarían protegidas del contacto con el medio acuoso. Los grupos de cabeza polar estarían en contacto con el citoplasma en un borde y con el plasma sanguíneo en el otro. Diapositiva 3. Las moléculas que se denominan anfipáticas (o anfifílicas) tienen al mismo tiempo una cabeza polar e hidrófila (hidrofílica), lo que significa que interacciona con el agua y una región apolar e hidrófoba (hidrofóbica), por lo que no interacciona con el agua. Este es el caso de los lípidos de las membranas biológicas y esta característica de ser moléculas anfipáticas permite la formación de las bicapas de lípidos. Como resultado de estas propiedades opuestas, si colocamos en agua lípidos de membranas biológicas, éstos se organizarán espontáneamente con las colas hidrófobas juntas, aislándose del agua, y las cabezas hidrófilas orientadas hacia el entorno acuoso. Los lípidos más abundantes de las membranas biológicas son los fosfolípidos, que tienen una cabeza hidrófila que contiene un grupo fosfato unida a dos colas hidrocarbonadas hidrófobas. Entre los fosfolípidos, la fosfatidilcolina es uno de los más abundantes en las membranas de plantas y animales. La fosfatidilcolina tiene en su cabeza hidrófila una pequeña molécula de colina unida a un grupo fosfato que tiene carga negativa. Los fosfolípidos no son los únicos lípidos anfipáticos que encontramos en las membranas biológicas. El colesterol que es abundante en las membranas de animales tiene un grupo hidroxilo (OH) que es polar e hidrófilo y el resto de la molécula conformado por anillos y una cadena hidrocarbonada es hidrófobo. Los glucolípidos también son anfipáticos, tienen azúcares como cabeza polar y tienen cadenas hidrocarbonadas como colas hidrófobas. Diapositiva 4. Los lípidos conforman la estructura básica de una bicapa en las membranas biológicas. Las proteínas son las que determinan las funciones específicas que puede tener una membrana. ¿Pero cómo se disponen, dónde se ubican las proteínas en la bicapa lipídica? En 1972, Jonathan Singer y Garth Nicolson propusieron el modelo del “mosaico fluido”. Ellos propusieron que las proteínas estaban dispersas e insertadas individualmente en la bicapa de fosfolípidos. Las proteínas de membrana también son anfipáticas. Las regiones hidrófilas están expuestas al agua y las regiones hidrófobas estarían inmersas en la bicapa lipídica. De acuerdo al modelo del “mosaico fluido” las membranas biológicas son un mosaico de proteínas, un mosaico porque son muchas proteínas diferentes, que flotan en una bicapa fluida de fosfolípidos. La fluidez de las membranas biológicas se da porque los lípidos en la bicapa no están químicamente enlazados entre sí; se mantienen organizados en una bicapa como resultado de interacciones débiles como las fuerzas de Van der Waals. Estas interacciones son, a nivel individual, relativamente débiles. Por tanto, los componentes individuales en la bicapa se desplazan lateralmente, giran alrededor de su eje mayor y sus colas se mueven. El concepto de que las proteínas penetran a través de las membranas, en lugar de simplemente permanecer fuera de la bicapa, se demostró a partir de los resultados de una técnica llamada Criofractura (fractura por congelación). En este procedimiento el tejido se congela y luego se golpea con una cuchilla, lo que fractura el bloque en dos partes. Cuando esto ocurre, el plano de fractura con frecuencia ocurre entre las dos capas de la bicapa lipídica. Una vez que las dos monocapas de la membrana se separan de esta manera, se depositan metales en las superficies expuestas para formar una réplica sombreada que se ve en el microscopio electrónico. Como se muestra en la figura 7.4 del Campbell, la réplica se parece a una carretera cubierta de piedritas, denominadas partículas asociadas a la membrana. Como el plano de fractura pasa por el centro de la bicapa, la mayoría de estas partículas corresponden a proteínas integrales de la membrana, que pueden atravesar más de la mitad de la bicapa lipídica. Cuando el plano de fractura alcanza una partícula dada, gira alrededor de ella en lugar de partirla a la mitad. En consecuencia, cada proteína (partícula) se separa con una de las mitades de la membrana plasmática y deja un orificio correspondiente en la otra mitad. Una de las ventajas de la técnica de criofractura es que permite observar la heterogeneidad de la membrana. Las diferencias localizadas en ambas capas de la membrana (extracelular y citoplasmática) se destacan en estas réplicas y se pueden identificar. Observen en la microfotografía electrónica de la capa citoplasmática muestra un mayor número de partículas (proteínas) que en la capa extracelular. Diapositiva 5. Las moléculas anfipáticas que tienen una sola cola hidrófoba como los ácidos grasos libres, los lisofosfolípidos (fosfolípidos con un solo ácido graso) , monacilgliceroles, ácidos biliares , jabones y detergentes, forman micelas esféricas debido a su forma cónica (la cabeza hidratada de la molécula es más ancha que la cola). Las micelas tienen la forma de una esfera en cuyo interior se encuentran las colas hidrofóbicas, aislándose del agua y las cabezas polares se orientan hacia la superficie de la esfera. En los lípidos anfipáticos de las membranas biológicas, como fosfolípidos y glucolípidos, las dos colas hidrófobas hacen que estas moléculas tengan una forma más o menos cilíndrica. Para que se puedan empaquetar estas moléculas entre sí, de manera que las colas hidrofóbicas no entren en contacto con el agua, forman estructuras de grosor de dos moléculas, bicapas. Las bicapas, con proteínas asociadas, son la base estructural de las membranas biológicas. Diapositiva 6. Las mismas fuerzas que explican que los lípidos anfipáticos de membrana formen una bicapa lipídica, también explican porqué la bicapa es autosellante. Cuando ocurre un desgarro en una bicapa lipídica, este desgarro produce bordes libres con las colas hidrofóbicas expuestas al agua. Las moléculas de lípidos se reordenan y excluyen el agua, reparando así a la bicapa como una lámina continua. Si el desgarro es grande, la bicapa lipídica se pliega sobre sí misma y se fragmenta en vesículas cerradas independientes. En todos los casos se eliminan rápidamente los bordes libres. La única manera en que una bicapa lipídica no tenga bordes libres es doblándose y sellándose formando un compartimento cerrado, y esto ocurre de manera espontánea, ya que es lo energéticamente más favorable. Este comportamiento de las bicapas lipídicas dio origen a compartimentos cerrados como las células y las organelas. Es así que se pueden producir fácilmente en el laboratorio bicapas lipídicas sintéticas mediante la agregación espontánea de lípidos anfipáticos en agua. Los fosfolípidos puros cuando se agregan en agua se ordenan en bicapas lipídicas que se doblan para formar vesículas esféricas cerradas en cuyo interior hay agua. Estas vesículas sintéticas formadas por bicapas lipídicas se denominan liposomas. Al estar rodeados de agua, los lípidos de las membranas no pueden escapar de la bicapa, pero eso no significa que no puedan moverse dentro del plano de la membrana. La membrana actúa como un líquido bidimensional en el que sus componentes fluyen, se mueven. Los investigadores utilizan los liposomas para medir los movimientos de los lípidos en una bicapa lipídica. A partir de las mediciones se ha determinado que los lípidos en una bicapa lipídica, sin la presencia de proteínas, pueden realizar algunos movimientos con mucha frecuencia como intercambiar lugares con sus vecinas de manera continua dentro de la misma monocapa. Este movimiento de intercambio lateral permite la difusión lateral de los lípidos dentro del plano de cada monocapa. Un lípido en una bicapa artificial como la de los liposomas puede difundirse a lo largo de una de una longitud equivalente a la de una bacteria (~ 2 µm) en aproximadamente un segundo. Existen otros movimientos muy frecuentes de las moléculas individuales: pueden flexionar sus colas hidrocarbonadas hidrófobas, y también pueden rotar rápidamente alrededor de su eje largo alcanzando velocidad de 500 revoluciones por minuto (rpm). En ausencia de proteínas, en las bicapas artificiales, los lípidos rara vez se mueven de una monocapa a la otra. Este movimiento de inversión se conoce como flip-flop y ocurre menos de una vez por mes, ya que no es energéticamente favorable que las cabezas polares de los fosfolípidos atraviesen la región hidrófoba del centro de la bicapa, conformada por las cadenas hidrocarbonadas. En las células este movimiento puede realizarse con más frecuencia gracias a la participación de proteínas translocadoras. La membrana también es flexible porque puede doblarse. Debido a la flexibilidad de la bicapa lipídica, las membranas son deformables y su forma general puede cambiar, como ocurre durante el movimiento ameboideo o la división celular. Se cree que la bicapa lipídica facilita la fusión regulada de las membranas como ocurre en la fecundación entre las membranas del óvulo y el espermatozoide que se unen para formar una sola célula, o la gemación de las membranas como ocurre en los eventos de secreción de vesículas citoplasmáticas Diapositiva 7. La fluidez de la membrana se refiere a la facilidad con la que los lípidos de la membrana se mueven dentro del plano de la bicapa. La fluidez debe mantenerse dentro de ciertos límites para el correcto funcionamiento de la membrana. Por ejemplo es importante la fluidez de la membrana para que muchas proteínas de membrana difundan rápidamente en el plano de la bicapa e interactúen con otras para los procesos de señalización. Permite que lípidos y proteínas puedan difundir desde los lugares donde fueron sintetizados en las membranas hacia diferentes lugares de la célula. La fluidez de la membrana permite que los diferentes lípidos y proteínas de membrana se distribuyan de manera equitativa entre las células hijas cuando se produce la división celular. Hay tres factores que influyen en la fluidez de la membrana: La temperatura. La temperatura afecta la cinética de las moléculas, cómo se mueven los fosfolípidos y qué tanto se pueden acercar. A menor temperatura, se moverán poco y estarán más cerca los fosfolípidos entre sí , la membrana se hace menos fluida. Cuando la temperatura es mayor, la cinética de las moléculas se incrementa, los fodfolípidos se mueven más rápido y se alejan, la membrana se hace más fluida. Colesterol. En las células animales, las moléculas de colesterol están distribuidas al azar a lo largo de la bicapa de fosfolípidos, lo que ayuda a que la bicapa se mantenga fluida bajo diferentes condiciones ambientales. El colesterol con su estructura de anillos esteroides corta, rígida e hidrofóbica, se asocia y mantiene juntos a los fosfolípidos para que no se separen demasiado, sobretodo en condiciones de alta temperatura. Si se separan demasiado los fosfolípidos dejarían pasar a través de la membrana muchas moléculas no deseadas. El colesterol disminuye la permeabilidad de la membrana. Por otro lado, a bajas temperaturas, el colesterol evita que los fosfolípidos se compacten demasiado y restrinjan el movimiento a través de la membrana. Sin colesterol, los fosfolípidos en las membranas se acercarían unos a otros al exponerse al frío, y sería más difícil que moléculas pequeñas, como los gases puedan pasar entre los fosfolípidos como lo hacen normalmente. Sin colesterol, a altas temperaturas los fosfolípidos se separarían unos de otros, dejando grandes huecos. 3. Ácidos grasos saturados e insaturados. El grado de fluidez de una membrana a una temperatura determinada, depende de la composición de sus fosfolípidos, principalmente de las colas hidrocarbonadas de los ácidos grasos, y cómo éstas se empaquetan. Cuanto más cercanas y más regularmente empaquetadas estén las colas hidrocarbonadas, la bicapa será menos fluida y más viscosa. Hay dos propiedades importantes de las colas hidrocarbonadas de los ácidos grasos de las que depende cómo se empaquetan los fosfolípidos en la bicapa lipídica: -Longitud de la cadena hidrocarbonada: Una cadena más corta disminuye la tendencia de las colas hidrocarbonadas a interactuar entre ellas y por lo tanto aumenta la fluidez de la membrana. Los fosfolípidos pueden tener colas hidrocarbonadas ´con aproximadamente 14 a 24 átomos de carbono, siendo los más frecuentes los que tienen entre 18 a 20 átomos de carbono. A mayor número de cadenas largas, menor fluidez de la membrana. -Número de enlaces dobles que contiene la cadena hidrocarbonada. Cada enlace doble de una cadena hidrocarbonada insaturada forma un pequeño codo en la cola que hace más difícil que las colas se empaqueten unas con otras. Por eso, mientras más colas hidrocarbonadas insaturadas tenga una membrana, ésta será más fluida en comparación a membranas con proporciones menores de fosfolípidos con ácidos grasos insaturados. Diapositiva 8. Algunas proteínas de membrana, al igual que los lípidos, realizan un movimiento a la deriva en el plano de la membrana. Otras proteínas de membrana parecen moverse de una manera altamente dirigida, quizás impulsadas a lo largo de fibras del citoesqueleto por proteínas motoras conectadas a las regiones citoplasmáticas de las proteínas de membrana. Pero no todas las proteínas se mueven en el plano de la bicapa lipídica. Muchas proteínas de membrana se mantienen inmóviles adheridas a proteínas del citoesqueleto o adheridas a proteínas en el exterior de la célula como proteínas de la matriz extracelular o a proteínas de una célula vecina. En 1970, los investigadores Larry Frye y Michael Edidin, de la Universidad Johns Hopkins, demostraron por primera vez que las proteínas se pueden mover en el plano de la membrana citoplasmática. Estos investigadores marcaron las proteínas de la membrana plasmática de una célula de ratón y de una célula humana con dos marcadores fluorescentes diferentes y fusionaron las células. Mediante un microscopio de fluorescencia observaron los marcadores en la célula hibrida. Al inicio la célula híbrida se veía mitad con los marcadores de proteínas humanas y la otra mitad con los marcadores de proteínas de ratón. La mezcla de las proteínas de la membrana del ratón y humana que se produjo después de un tiempo, indica que por lo menos algunas proteínas de membrana se desplazan lateralmente dentro del plano de la membrana plasmática. Diapositiva 9. La mayoría de las funciones específicas de cada membrana biológica depende de las proteínas que contiene. Pueden tener diferentes funciones: transportan nutrientes, metabolitos e iones a través de la bicapa lipídica, contribuyen al anclaje de la membrana a macromoléculas presentes en uno u otro lado de la membrana, actúan como receptores capaces de detectar señales químicas en el medio celular y transmitirlas al interior de la célula, y otras proteínas actúan como enzimas que catalizan reacciones específicas. En la Figura 11-21 del libro de Alberts 5ta Edición, se muestra las maneras en la que las proteínas pueden asociarse con la bicapa lipídica de una membrana celular. 1. Muchas proteínas de membrana se extienden a través de la bicapa de forma que parte de su masa se localiza a ambos lados de la membrana (Fig. 11-21 A). Al igual que los lípidos vecinos, estas proteínas transmembrana tienen regiones hidrófobas e hidrófilas. Las regiones hidrófobas se localizan en el interior de la bicapa, en contacto con las colas hidrófobas de las moléculas lipídicas. Las regiones hidrófilas están expuestas al medio acuoso de ambos lados de la membrana. 2. Otras proteínas de membrana se localizan exclusivamente en el citosol y se asocian con la lámina interna de la bicapa lipídica mediante una hélice alfa anfipática expuesta en la superficie de la proteína (Fig. 11-21 B). 3. Algunas proteínas se encuentran enteramente por fuera de la bicapa (de un lado o del otro) y se unen a la membrana solo mediante uno o dos grupos lipídicos unidos por enlaces covalentes (Fig. 11-21 C). 4. Por último, otras proteínas están unidas de manera indirecta a una de las superficies de la membrana y se mantienen in situ mediante interacciones débiles con otras proteínas de membrana (Fig. 11-21 D). Las proteínas que se encuentran directamente unidas a la membrana, sean transmembrana, asociadas con la monocapa o unidas covalentemente a lípidos, son proteína de membrana integrales (A-C).Las proteínas integrales de membrana solo se pueden extraer de la membrana por rotura de la bicapa lipídica con detergentes. Las proteínas de membrana restantes son proteínas de membrana periféricas (D) que pueden separarse fácilmente de la membrana sin dañar la estructura de la bicapa lipídica. Todas las proteínas de membrana tienen una única orientación, de la que depende su función. Por ejemplo, en una proteína receptora la parte que reconoce la señal debe estar localizada hacia el lado externo. Las porciones de una proteína transmembrana localizadas por fuera de la bicapa lipídica están conectadas mediante segmentos de la cadena polipeptídica que atraviesan el medio hidrófobo del interior de la bicapa lipídica y están compuestos sobre todo por aminoácidos con cadenas laterales hidrófobas. En la figura 11-23 del Alberts se reconoce una hélice alfa regular de una proteína transmembrana. En estas hélices alfa que abarcan el espesor de la membrana, los aminoácidos hidrófobos de las cadenas laterales están expuestos a la parte externa de la hélice, en donde entran en contacto con las colas lipídicas hidrófobas, mientras que los átomos presentes en el esqueleto polipeptídico forman enlaces de hidrogeno entre sí del lado interno de la hélice. En la figura 11-24 del Alberts se puede observar una proteína transmembrana que posee una serie de hélices alfa que atraviesan varias veces la bicapa y pueden formar poros acuosos para el pasaje de moléculas. En la figura 11-25 se puede observar una proteína transmembrana que atraviesa la membrana lipídica en la forma de una lámina que se pliega conformando un cilindro a modo de barril denominado barril beta, como las porinas, que forman grandes poros ocupados por agua en las membranas mitocondriales y bacterianas. Diapositiva 10. La mayoría de las membranas biológicas son asimétricas porque las dos monocapas de la membrana contienen diferentes componentes. Hay diferentes conjuntos de fosfolípidos en las dos monocapas como se puede ver en la figura 11-19 del Alberts. Entre los lípidos de la membrana citoplasmática, los glucolípidos son los que tienen una distribución desequilibrada más drástica debido a que solo los encontramos orientados hacia el lado no citosólico, al exterior, donde forman parte de la matriz extracelular y como parte de su función deben interaccionar con otras moléculas en el exterior de la célula. Otro ejemplo es el fosfatidil inositol, que no es muy abundante en las membranas y se encuentra solo hacia el lado citosólico donde cumple principalmente funciones de señalización hacia el interior de la célula. También las proteínas mantienen una orientación en la bicapa lipídica para poder cumplir su función. Hay regiones que siempre deben mantenerse en la capa externa para entrar en contacto con moléculas del exterior. Las glucoproteínas y proteoglucanos, como se muestra en la figura 11-33 del Alberts, deben estar orientadas de manera que el carbohidrato que está unido a ellas quede expuesto al exterior, como ocurre con los glucolípidos. La capa de hidratos de carbono, que resulta de esta distribución asimétrica, constituye una cubierta ubicada por encima de la bicapa lipídica que contribuye a proteger la superficie de la célula de agresiones mecánicas y químicas; confieren a las células una superficie viscosa que ayuda al desplazamiento de células que realizan movimiento ameboideo, como algunos leucocitos, y participan en los procesos de reconocimiento y adhesión entre células. Diapositiva 11. Las células eucariotas tienen organelas membranosas que requieren de una gran cantidad de fosfolípidos para las bicapas lipídicas que conforman sus membranas y todos esos fosfolípidos son sintetizados en la membrana del retículo endoplasmático liso. Los sustratos y enzimas que participan en la síntesis de los fosfolípidos se encuentran en el citosol, de modo que los fosfolípidos son sintetizados en la monocapa citosólica de la membrana del RE. En esta diapositiva tenemos como ejemplo la síntesis de la fosfatidilcolina. Los ácidos grasos son transportados desde el citosol e insertados en la monocapa citosólica del RE liso por proteínas, luego se añaden a estos ácidos grasos los demás componentes como el glicerol 3 fosfato y el aminoácido colina entre otras modificaciones hasta completar la síntesis de la fosfatidilcolina. No es necesario que se aprendan de memoria el nombre de las enzimas e intermediarios de las reacciones, es solo un ejemplo en el que se muestra cómo todo el proceso se produce en la monocapa del lado citosólico de la membrana del RE liso. Esto significa que todos los nuevos fosfolípidos están siendo agregados solamente en una monocapa, esto puede traer un problema estructural en la membrana, ya que el movimiento de flip flop de los fosfolípidos en las bicapas lipídicas no es energéticamente favorable. Diapositiva 12. En la figura de la izquierda se muestra que los fosfolípidos solo están siendo añadidos en la monocapa citosólica del retículo endoplasmático liso y el flip flop no es espontáneo de una monocapa a otra, se requiere de un translocador de fosfolípidos unido a la membrana (llamado escramblasa) para transferir fosfolípidos de la monocapa lipídica a la monocapa del lado del lumen del Retículo endoplasmático, de manera que la membrana pueda crecer como una bicapa. La escramblasa no es específica para determinados fosfolípidos y por lo tanto equilibra los diferentes fosfolípidos entre las dos monocapas haciendo que el crecimiento sea simétrico. En la figura de la derecha se muestra lo que ocurre en la membrana citoplasmática donde se requiere que la membrana sea asimétrica para su correcto funcionamiento. En la membrana citoplasmática hay otro translocador, la flipasa, que cataliza específicamente el flip flop de los fosfolípidos fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina desde la monocapa extracelular hacia la monocapa citosólica, creando así la asimetría característica de la membrana citoplasmática. La escramblasa también está presente en la membrana citoplasmática para asegurar que ambas monocapas tengan el mismo tamaño, por lo tanto se requiere que la flipasa actúe contínuamente para mantener la asimetría de los fosfolípidos en la membrana. Como el flip flop no es espontáneo requiere de energía, estos translocadores de fosfolípidos utilizan la energía de la hidrólisis del ATP. Diapositiva 13. La membrana recién ensamblada en el retículo endoplasmático liso se exporta a otras membranas de la célula a través de un ciclo de gemación y fusión de la membrana. Del Retículo endoplasmático se desprenden pequeñas porciones de membrana que forman pequeñas vesículas que luego se incorporaran a otra membrana, como la plasmática, mediante un proceso de fusión. Durante el proceso de formación de vesículas y fusión de las vesículas, se mantiene la orientación de la bicapa en relación con el citosol. Esto significa que todas las membranas celulares, incluidas la membrana plasmática externa y las membranas intracelulares internas que rodean a los orgánulos, poseen una superficie “interna” y una superficie “externa” distintas, que quedan establecidas en el momento de la síntesis de la membrana: la superficie citosolica siempre es adyacente al citosol, mientras que la superficie no citosólica está expuesta al exterior de la célula o al espacio interior de una organela. Los glucolipidos, así como la parte glucosídica de las glucoproteínas están presentes exclusivamente en la mitad no citosolica de la bicapa. En consecuencia, los grupos azúcares que los componen están expuestos al exterior de la célula. Esto es debido a que las enzimas que catalizan el agregado de los grupos azúcares se encuentran localizadas exclusivamente en el interior del complejo de Golgi, de manera que el agregado de azúcares solo se produce en las moléculas de lípidos de la mitad no citosólica de la bicapa lipídica. Cuando una molécula de glucoproteína llega finalmente a la membrana plasmática, se orienta con el grupo azúcar expuesto en el lado no citosólico, en la parte exterior de la célula como se muestra en la figura 11-18 del Alberts, mientras que durante su paso a través de las organelas y vesículas, el azúcar siempre estará expuesto en el lado no citosólico, estará expuesto en el interior de la organela.