27.4: Fosfolípidos y Esfingolípidos son Componentes de Membranas

Los fosfolípidos son los principales constituyentes de las membranas celulares. Se asemejan a los triglicéridos en ser éster o derivados de amidas de glicerol o esfingosina con ácidos grasos y ácido fosfórico. La fracción fosfática del ácido fosfatídico resultante se esterifica con etanolamina, colina o serina en el propio fosfolípido. El siguiente diagrama muestra las estructuras de algunos de estos componentes. Al hacer clic en el diagrama, se mostrará la estructura de dos fosfolípidos representativos. Tenga en cuenta que los componentes de ácidos grasos (R & R’) pueden estar saturados o insaturados.

Como iónico anfífilos, fosfolípidos agregado o se auto-ensamblan cuando se mezcla con agua, pero de una manera diferente que los jabones y detergentes. Debido a las dos cadenas de alquilo colgantes presentes en los fosfolípidos y las cargas mixtas inusuales en sus grupos de cabezas, la formación de micelas es desfavorable en relación con una estructura bicapa. Si se unta un fosfolípido sobre un pequeño orificio en una delgada pieza de plástico sumergida en agua, se crea una bicapa plana estable de moléculas de fosfolípidos en el orificio. Como se muestra en el siguiente diagrama, los grupos de cabezas polares en las caras de la bicapa entran en contacto con el agua, y las cadenas alquilo hidrófobas forman un interior no polar. Las moléculas de fosfolípidos pueden moverse en su mitad de la bicapa, pero hay una barrera de energía significativa que impide la migración al otro lado de la bicapa.

Esta estructura de membrana bicapa también se encuentra en estructuras agregadas llamadas liposomas. Los liposomas son vesículas microscópicas que consisten en un núcleo acuoso encerrado en una o más capas de fosfolípidos. Se forman cuando los fosfolípidos se mezclan vigorosamente con agua. A diferencia de las micelas, los liposomas tienen interiores y exteriores acuosos.

Una célula puede considerarse un liposoma muy complejo. La membrana bicapa que separa el interior de una célula de los fluidos circundantes está compuesta en gran medida de fosfolípidos, pero incorpora muchos otros componentes, como el colesterol, que contribuyen a su integridad estructural. Los canales de proteínas que permiten el transporte de varios tipos de especies químicas dentro y fuera de la célula también son componentes importantes de las membranas celulares.

El interior de una célula contiene una variedad de estructuras (orgánulos) que llevan a cabo operaciones químicas vitales para la existencia de las células. Las moléculas unidas a las superficies de las células sirven para identificar células específicas y facilitar la interacción con entidades químicas externas. Las esfingomielinas también son lípidos de membrana. Son el componente principal de la vaina de mielina que rodea las fibras nerviosas. La esclerosis múltiple es una enfermedad devastadora en la que se pierde la vaina de mielina, causando parálisis eventual.