Asimetría de la membrana plasmática.

Flip-flop.

El flip-flop es un movimiento de lípidos, no de proteínas. No es un movimiento espontáneo, depende del tamaño, la polaridad y la carga del lípido.
Hay proteínas que se denominan flipasas.

El paso de la cabeza polar por el núcleo hidrófobo, es termodinámicamente desfavorable, entonces las flipasas ayudan a “esconder” esa cabeza polar y enmascararla de manera tal que pueda llegar al otro lado de la membrana.
La membrana del RE es una membrana simétrica, es decir que en un lado de la bicapa hay los mismos lípidos que del otro lado de la bicapa.
El RE es el lugar de síntesis de los fosfolípidos. Se van formando los lípidos y se insertan en ambos lados de la membrana. Entonces el RE es un gran equilibrador de lípidos. Esta bicapa es simétrica. Las flipasas transportan los lípidos desde una membrana hacia la otra. Algunas flipasas son dependientes de ATP y otras no.

La asimetría se genera en el aparato de Golgi.

El aparato de Golgi es el generador de la asimetría de lípidos. Depende también de flipasas dependientes de ATP, que se denominan aminofosfolípidos translocasas y son ATPasas de tipo P. Son proteínas que transportan lípidos de un lado a otro y son dependientes de ATP.

La asimetría se genera por la capacidad de insertar lípidos en un lado de la bicapa o retener lípidos en el otro lado.
Se genera en el aparato de Golgi y esta es la asimetría que luego se observa en la membrana plasmática.

El Golgi tiene una proteína, P4, que permite transportar la PE y PS desde la hemicapa luminal hacia la citosólica, pero la PC y la esfingomielina no pasan porque no hay una translocasa que permita hacer ese transporte.
Por esto, no sólo la membrana plasmática va a ser asimétrica sino también la membrana del Golgi.

¿Cómo surge la asimetría de lípidos en las membranas?
Se sintetizan los lípidos en el REL, en el REL no pasa nada, se van al aparato de Golgi. En el aparato de Golgi hay proteínas que son capaces de dejar la PE y PS de un lado de la membrana y tener a la PC y la esfingomielina del otro lado, entonces se genera una bicapa de lípidos asimétrica. También en el aparato de Golgi se favorece la producción de glucoesfingolípidos que van a estar insertos en la hemicapa exterior de la membrana.

Biosíntesis de lípidos.

Entonces en la membrana plasmática predominan hacia el lado externo PC, esfingomielina y los glucoesfingolípidos, y colesterol. El hecho de tener mayor concentración de colesterol y esfingolípidos en una hemicapa hace que ésta sea más rígida (menos fluida). Hacia el lado citosólico de la membrana plasmática hay PE, PI y PS; esto no implica que no tenga alguna PC y algún colesterol, debe tener, pero mayoritariamente están hacia afuera.

¿Cómo determinar la asimetría de una membrana?
Se estudiaron las membranas de los glóbulos rojos para determinar que las membranas eran asimétricas.
La membranas del glóbulo rojo es la única membrana que hay en toda la célula, no hay contaminación con otros tipos de membranas (no tienen organelas).
La membrana del glóbulo rojo tiene una hemicapa interna y otra externa.
Se pusieron a los glóbulos rojos en contacto con una enzima que se llama fosfolipasa, es una enzima que degrada fosfolípidos. Entonces, supongamos que el fosfolípido en la membrana externa es PC, hay una fosfolipasa, como por ejemplo, la fosfolipasa C, que corta entre el fosfato y el glicerol, y libera así la colina unida al fosfato. Si actúa la fosfolipasa D, directamente libera la colina. Entonces ponemos al glóbulo rojo en presencia de fosfolipasa C o D y va a dar un lípido degradado y la cabeza polar. Entonces después usamos alguna técnica analítica que permita saber qué cabeza polar se liberó por la acción de la fosfolipasa. Así, cuando pusieron la hemicapa externa en contacto con fosfolipasa C y D, daba mayoritariamente fosfodilcolina y colina, y también se veían restos de esfingomielina; no se veía PI. Pero cuando se hacía una cromatografía de toda la membrana se veía que había otros lípidos. Entonces lisaron al glóbulo rojo e hicieron lo que se llama vesículas invertidas, es decir, lo que está adentro queda del lado de afuera. Volvieron a hacer lo mismo, y encontraron que cuando ponían la fosfolipasa tenían etanolamina, serina e inositol. Entonces dijeron que el lado de afuera de la membrana estaba enriquecido en esfingomielina y PC, y el lado de adentro en PS, PI y PE.

Tener PE del lado de adentro es fundamental porque ayuda a la curvatura. PI y PS (y en menor medida PE) son necesarios para la señalización intracelular. Entonces éstos van a generar segundos mensajeros celulares, por eso se necesitan del lado de adentro.
Por otro lado, tener colesterol y esfingomielina del lado de externo da mayor rigidez a la bicapa y esto le otorga protección. Los restos glucídicos, básicamente son los receptores de señales: en algunos casos forman moléculas y en casi todos los casos son receptores de señales.