Un modelo propuesto por Jonathan Singer y Gart Nicholson, en 1972, ha permitidos explicar la mayor parte de las propiedades físicas y termodinámicas de la membrana. Según este modelo, la membrana está formada básicamente por una doble capa de lípidos en un estado de solución líquida en la que las moléculas poseen cierta libertad de movimiento. Por otro lado, las proteínas y otras sustancias disueltas en los lípidos, o que flotan en ellos, pueden difundir a todas las regiones de la membrana.
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