27.4: fosfolipidy i sfingolipidy są składnikami błon

fosfolipidy są głównymi składnikami błon komórkowych. Przypominają trójglicerydy jako estrowe lub amidowe pochodne glicerolu lub sfingozyny z kwasami tłuszczowymi i kwasem fosforowym. Część fosforanowa otrzymanego kwasu fosfatydowego jest dalej estryfikowana etanoloaminą, choliną lub seryną w samym fosfolipidzie. Poniższy diagram przedstawia struktury niektórych z tych elementów. Kliknięcie na diagramie spowoduje wyświetlenie struktur dla dwóch reprezentatywnych fosfolipidów. Należy zauważyć, że składniki kwasów tłuszczowych (R & R’) mogą być nasycone lub nienasycone.

jako amfifile jonowe, fosfolipidy agregują się lub samoorganizują po zmieszaniu z wodą, ale w inny sposób niż mydła i detergenty. Ze względu na dwa wiszące łańcuchy alkilowe obecne w fosfolipidach i nietypowe ładunki mieszane w ich grupach głowowych, tworzenie Micelli jest niekorzystne w stosunku do struktury dwuwarstwowej. Jeśli fosfolipid jest rozmazany nad małym otworem w cienkim kawałku plastiku zanurzonego w wodzie, w otworze powstaje stabilna płaska dwuwarstwowa cząsteczka fosfolipidu. Jak pokazano na poniższym diagramie, grupy głowy biegunowej na powierzchniach dwuwarstwowych kontaktują się z wodą, a hydrofobowe łańcuchy alkilowe tworzą niepolarne wnętrze. Cząsteczki fosfolipidu mogą poruszać się po swojej połowie dwuwarstwy, ale istnieje znacząca bariera energetyczna uniemożliwiająca migrację na drugą stronę dwuwarstwy.

ta dwuwarstwowa struktura membrany znajduje się również w strukturach zbiorczych zwanych liposomami. Liposomy to mikroskopijne pęcherzyki składające się z wodnego rdzenia zamkniętego w jednej lub więcej warstw fosfolipidowych. Powstają, gdy fosfolipidy są energicznie mieszane z wodą. W przeciwieństwie do Miceli, liposomy mają zarówno wodne wnętrza, jak i zewnętrzne.

komórka może być uważana za bardzo złożony liposom. Dwuwarstwowa błona, która oddziela wnętrze komórki od otaczających płynów, w dużej mierze składa się z fosfolipidów, ale zawiera wiele innych składników, takich jak cholesterol, które przyczyniają się do jej integralności strukturalnej. Kanały białkowe, które umożliwiają transport różnych gatunków chemicznych do i z komórki, są również ważnymi składnikami błon komórkowych.

wnętrze komórki zawiera wiele struktur (organelli), które prowadzą operacje chemiczne istotne dla istnienia komórek. Cząsteczki związane z powierzchniami komórek służą do identyfikacji określonych komórek i ułatwiają interakcję z zewnętrznymi jednostkami chemicznymi. Sfingomyeliny są również lipidami błonowymi. Są głównym składnikiem osłonki mielinowej otaczającej włókna nerwowe. Stwardnienie rozsiane jest niszczącą chorobą, w której osłona mielinowa jest utracona, powodując ewentualny paraliż.