Fosfolípidos y Membranas biológicas

Los triglicéridos se clasifican como lípidos simples porque están formados a partir de solo dos tipos de compuestos: glicerol y ácidos grasos. Por el contrario, los lípidos complejos contienen al menos un componente adicional, por ejemplo, un grupo fosfato (fosfolípidos) o una fracción de carbohidratos (glicolípidos). La figura \(\pageIndex{2}\) representa un fosfolípido típico compuesto de dos ácidos grasos unidos al glicerol (un diglicérido). Las dos cadenas de carbono de ácidos grasos pueden ser saturadas, insaturadas o una de cada una. En lugar de otra molécula de ácido graso (como los triglicéridos), la tercera posición de unión a la molécula de glicerol está ocupada por un grupo fosfato modificado.

La estructura molecular de los lípidos resultados en un comportamiento único en ambientes acuosos. La figura \(\pageIndex{1}\) representa la estructura de un triglicérido. Debido a que los tres sustituyentes en la columna vertebral de glicerol son cadenas de hidrocarburos largas, estos compuestos no son polares y no son atraídos significativamente a las moléculas de agua polares, son hidrofóbicos. Por el contrario, los fosfolípidos como el que se muestra en la Figura \(\pageIndex{2}\) tienen un grupo fosfato cargado negativamente. Debido a que el fosfato está cargado, es capaz de una fuerte atracción por las moléculas de agua y, por lo tanto, es hidrófilo, o «amante del agua».»La porción hidrofílica del fosfolípido a menudo se conoce como una «cabeza» polar, y las largas cadenas de hidrocarburos como colas no polares».»Una molécula que presenta una porción hidrofóbica y una fracción hidrofílica se dice que es anfipática. Observe la designación » R » dentro de la cabeza hidrófila representada en la Figura \(\pageIndex{2}\), lo que indica que un grupo de cabezas polares puede ser más complejo que una fracción de fosfato simple. Los glicolípidos son ejemplos en los que los carbohidratos se unen a los grupos de cabeza de los lípidos.

La naturaleza anfipática de los fosfolípidos les permite formar estructuras funcionales únicas en ambientes acuosos. Como se mencionó, las cabezas polares de estas moléculas son fuertemente atraídas por las moléculas de agua, y las colas no polares no lo son. Debido a su considerable longitud, estas colas son, de hecho, fuertemente atraídas entre sí. Como resultado, se forman conjuntos energéticamente estables a gran escala de moléculas de fosfolípidos en los que las colas hidrófobas se congregan dentro de regiones cerradas, protegidas del contacto con el agua por las cabezas polares (Figura \(\pageIndex{3}\)). Las más simples de estas estructuras son micelas, conjuntos esféricos que contienen un interior hidrofóbico de colas fosfolípidas y una superficie exterior de grupos de cabezas polares. Las estructuras más grandes y complejas se crean a partir de láminas bicapa lipídicas, o membranas unitarias, que son grandes conjuntos bidimensionales de fosfolípidos congregados cola a cola. Las membranas celulares de casi todos los organismos están hechas de láminas bicapa lipídicas, al igual que las membranas de muchos componentes intracelulares. Estas láminas también pueden formar esferas bicapa lipídicas que son la base estructural de vesículas y liposomas, componentes subcelulares que desempeñan un papel en numerosas funciones fisiológicas.