fosfolipidy i błony biologiczne

trójglicerydy są klasyfikowane jako proste lipidy, ponieważ powstają z zaledwie dwóch rodzajów związków: glicerolu i kwasów tłuszczowych. Natomiast złożone lipidy zawierają co najmniej jeden dodatkowy składnik, na przykład grupę fosforanową (fosfolipidy) lub grupę węglowodanową (glikolipidy). Rysunek \(\PageIndex{2}\) przedstawia typowy fosfolipid złożony z dwóch kwasów tłuszczowych połączonych z glicerolem (diglicerydem). Dwa łańcuchy węglowe kwasów tłuszczowych mogą być nasycone, nienasycone lub po jednym z nich. Zamiast innej cząsteczki kwasu tłuszczowego (jak w przypadku trójglicerydów), trzecie miejsce wiązania na cząsteczce glicerolu zajmuje zmodyfikowana Grupa fosforanowa.

struktura molekularna lipidów powoduje unikalne zachowanie w środowisku wodnym. Rysunek \(\PageIndex{1}\) przedstawia strukturę trójglicerydu. Ponieważ wszystkie trzy podstawniki na szkielecie glicerolu są długimi łańcuchami węglowodorowymi, związki te są niepolarne i nie są znacząco przyciągane do polarnych cząsteczek wody-są hydrofobowe. Odwrotnie, fosfolipidy, takie jak ten pokazany na rysunku \(\PageIndex{2}\) mają ujemnie naładowaną grupę fosforanową. Ponieważ fosforan jest naładowany, jest zdolny do silnego przyciągania cząsteczek wody, a zatem jest hydrofilowy lub ” kochający wodę.”Hydrofilowa część fosfolipidu jest często określana jako polarna „głowa”, a długie łańcuchy węglowodorowe jako niepolarne ” ogony.”Cząsteczka prezentująca część hydrofobową i ugrupowanie hydrofilowe jest uważana za amfipatyczną. Zwróć uwagę na oznaczenie ” R ” w hydrofilowej głowie przedstawione na rysunku \(\PageIndex{2}\), wskazujące, że grupa biegunowa głowy może być bardziej złożona niż prosta Grupa fosforanowa. Glikolipidy są przykładami, w których węglowodany są związane z grupami głowowymi lipidów.

amfipatyczny charakter fosfolipidów umożliwia im tworzenie wyjątkowo funkcjonalnych struktur w środowisku wodnym. Jak wspomniano, głowy biegunowe tych cząsteczek są silnie przyciągane do cząsteczek wody, a niepolarne ogony nie. Ze względu na ich znaczną długość, ogony te są w rzeczywistości silnie przyciągane do siebie. W rezultacie powstają stabilne energetycznie, wielkoskalowe zespoły cząsteczek fosfolipidów, w których hydrofobowe ogony gromadzą się w zamkniętych regionach, osłoniętych przed kontaktem z wodą przez głowice biegunowe (rysunek \(\PageIndex{3}\)). Najprostszą z tych struktur są micele, kuliste zespoły zawierające hydrofobowe wnętrze ogonów fosfolipidowych i zewnętrzną powierzchnię grup głowy polarnej. Większe i bardziej złożone struktury powstają z dwuwarstwowych arkuszy lipidowych lub błon jednostkowych, które są dużymi, dwuwymiarowymi zespołami fosfolipidów połączonych od ogona do ogona. Błony komórkowe prawie wszystkich organizmów zbudowane są z dwuwarstwowych warstw lipidowych, podobnie jak błony wielu składników wewnątrzkomórkowych. Arkusze te mogą również tworzyć dwuwarstwowe warstwy lipidowe, które są podstawą strukturalną pęcherzyków i liposomów, subkomórkowych składników, które odgrywają rolę w licznych funkcjach fizjologicznych.