Los lípidos que constituyen las membranas celulares tienen en común una característica muy importante:
son moléculas anfipáticas.
Contienen a la vez una parte hidrofílica, que se siente atraída por el agua y otra hidrofóbica que huye del agua.
Los principales lípidos de membrana son: fosfolípidos (más abundantes), glicolípidos y colesterol.
Lípido de membrana | Unidad hidrofóbica | Unidad hidrofílica |
Fosfoglicéridos | Cadenas de ácidos grasos | Alcohol fosforilado |
Esfingomielina | Cadena de ácido graso y cadena hidrocarbonada de esfingosina. | Fosforilcolina |
Glicolípidos | Cadena de ácido graso y cadena hidrocarbonada de esfingosina | Uno o más residuos de azúcar |
Colesterol | Molécula completa excepto el grupo OH | Grupo OH en C3 |
Al observar la fórmula de fosfoglicéridos vemos que las dos cadenas de ácidos grasos (unidad hidrofóbica) quedan aproximadamente paralelas entre sí, mientras que la parte de la fosforilcolina (unidad hidrofílica) apunta en dirección opuesta.
En la esfingomielina y glicolípidos tienen una conformación semejante.
Por todo ello se ha adoptado la siguiente representación abreviada para los lípidos de membrana. Su unidad hidrofílica también denominada grupo o cabeza polar, se representa mediante un circulo, mientras que sus colas hidrocarbonadas son representadas mediante líneas rectas u onduladas:
En este video podras tener mas claro el caracter anfipatico de una celula.
Es evidente que cuando estos lípidos se encuentran en medio acuoso (como ya estudiamos) sus cabezas polares tendrán afinidad por el agua mientras que las colas hidrocarbonadas evitarán el agua.
Esto puede conseguirse formando una micela en la que los grupos polares están en la superficie y las colas hidrocarbonadas quedan inmersas en el interior de la micela.
Sin embargo, la ordenación que satisface tanto las preferencias hidrofóbicas como hidrofílicas, de la mayoría de los fosfolípidos y glicolípidos en medios acuosos es la de la bicapa lipídica (una capa bimolecular de lípidos).
La razón es que sus colas de ácidos grasos los hacen demasiado voluminosos para acumularse en el interior de la micela.
Además una micela es una estructura limitada, en contraposición con una bicapa lipídica que puede tener dimensiones macroscópicas de hasta 1 mm. (107 Å). Por ello, al poder formar capas bimoleculares extensas, son los constituyentes claves de las membranas.
Además estas películas sirven como barreras de permeabilidad, a pesar de ser estructuras bastantes fluidas.
La formación de estas bicapas de fosfolípidos y glicolípidos, como consecuencia de su carácter anfipático, es un proceso de autoensamblaje o autoasociación, rápido y espontáneo en el agua.
Las principales fuerzas que determinan la formación de bicapas son las interacciones hidrofóbicas osea antifipaticas
Son originadas al liberarse las moléculas de agua de las colas hidrocarbonadas a medida que estas colas quedan secuestradas en el interior apolar de la bicapa.
Además, entre estas colas hidrocarbonadas existen fuerzas de Van der Waals que favorecen su empaquetamiento compacto. Finalmente, se producen interacciones favorables, electrostáticas y de enlace de hidrógeno entre los grupos polares de la cabeza y las moléculas de agua.
Por tanto, las bicapas lipídicas están estabilizadas por todo el conjunto de fuerzas que intervienen en las interacciones moleculares de los sistemas biológicos.
Las bicapas lipídicas tienden a cerrarse sobre si mismas de tal manera que no existan extremos con cadenas hidrocarbonadas expuestas al agua, lo que da como resultado la formación de un compartimento.
Además, las bicapas lipídicas se autorreparan puesto que un orificio en la bicapa es energéticamente desfavorable.
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