How big is Bicapa fosfolipídica?

Una bicapa fosfolipídica es una lámina de moléculas de fosfolípidos de dos capas de espesor, y es la estructura básica de casi todas las membranas celulares. Tiene unos 5 nanómetros de grosor, medidos desde el borde exterior de las cabezas de las moléculas de un lado hasta el de las cabezas del otro. Un nanómetro es una milmillonésima de metro.

Tamaño

Cada fosfolípido tiene una cabeza atraída por el agua y dos colas que evitan el agua. En una bicapa, las cabezas miran hacia el agua de uno y otro lado, y las colas se encuentran en el centro, formando un núcleo que repele el agua. Mediciones revisadas en 2000 situaron el grosor total de las bicapas de fosfatidilcolina, un fosfolípido común, en 4,4–4,7 nanómetros en la forma fluida que se encuentra en las células vivas. En una forma más fría y ordenada llega a 5,2 nanómetros.

El núcleo que repele el agua ocupa de 2,6 a 2,9 nanómetros del grosor de la bicapa fluida. Las membranas celulares reales mezclan muchos tipos de lípidos. Mediciones con rayos X publicadas en 2004 midieron de 3,6 a 4,3 nanómetros entre los grupos fosfato de los dos lados en membranas de células de hígado de rata, y las cabezas sobresalen un poco más allá de los fosfatos.

Las membranas también están repletas de proteínas, que cubren aproximadamente la mitad de la superficie de una membrana, y muchas de ellas sobresalen de la membrana por ambos lados. Con ellas incluidas, a menudo se describe una membrana completa como de 5 a 10 nanómetros de grosor.

Comparaciones de tamaño

Dos fosfolípidos, de unos 2 a 2,5 nanómetros de largo cada uno, colocados cola con cola, abarcan la bicapa.
Una hélice alfa de 20 a 25 aminoácidos, de 3 a 3,75 nanómetros de largo, es lo bastante larga para atravesar el núcleo que repele el agua. Las proteínas que atraviesan las membranas suelen hacerlo así.
Un circovirus porcino, uno de los virus más pequeños conocidos a fecha de 2026, mide de ancho aproximadamente tres veces y media el grosor de la bicapa.
Unas 20 000 bicapas apiladas tendrían el grosor de una hoja de papel, unos 0,1 milímetros.
Si una bicapa se agrandara hasta el grosor de una hoja de papel, un cabello humano tendría de 1,6 a 2 metros de ancho.

Qué hace la bicapa

La bicapa separa el agua y los materiales disueltos del interior de una célula de los del exterior. Su núcleo, que repele el agua, es una barrera para el agua y para las sustancias cuyas moléculas tienen carga o son polares; en una molécula polar, la carga eléctrica está repartida de forma desigual. Los fosfolípidos forman una bicapa por sí solos cuando se colocan en agua, y el resultado se repara a sí mismo. Una aguja muy fina puede atravesar una membrana celular sin reventarla, y la membrana vuelve a juntarse al retirar la aguja.

Cómo se descubrió

Los científicos identificaron la membrana celular en la década de 1890 y comprobaron en 1915 que estaba formada principalmente por lípidos y proteínas. En 1935, Hugh Davson y James Danielli propusieron que estaba construida como un sándwich, con los lípidos como relleno y las proteínas como pan. En la década de 1950, los microscopios electrónicos de transmisión mostraron que el núcleo de la membrana era una doble capa y no una sola.

En 1972, S. J. Singer y Garth Nicolson propusieron el modelo del mosaico fluido, que sigue siendo el que mejor explica cómo se construyen y funcionan las membranas. Representa una membrana como un mosaico de fosfolípidos, colesterol, proteínas e hidratos de carbono que flotan y se desplazan unos respecto de otros como teselas sueltas.