3.5: Moléculas lipídicas - Fosfolípidos

Objetivos de aprendizaje

• Describir los fosfolípidos y su papel en las células

Definición de las características de los fosfolípidos

Los fosfolípidos son componentes principales de la membrana plasmática, la capa más externa de las células animales. Al igual que las grasas, están compuestas por cadenas de ácidos grasos unidas a una columna vertebral de glicerol. A diferencia de los triglicéridos, que tienen tres ácidos grasos, los fosfolípidos tienen dos ácidos grasos que ayudan a formar un diacilglicerol. El tercer carbono de la cadena principal de glicerol también está ocupado por un grupo fosfato modificado. Sin embargo, solo un grupo fosfato unido a un diacilglicerol no califica como fosfolípido. Esto sería considerado un fosfatidato (diacilglicerol 3-fosfato), el precursor de los fosfolípidos. Para calificar como fosfolípido, el grupo fosfato debe ser modificado por un alcohol. La fosfatidilcolina y la fosfatidilserina son ejemplos de dos fosfolípidos importantes que se encuentran en las membranas plasmáticas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Molécula de fosfolípido: Un fosfolípido es una molécula con dos ácidos grasos y un grupo fosfato modificado unido a una cadena principal de glicerol. El fosfato puede modificarse mediante la adición de grupos químicos cargados o polares. Aquí se muestran dos grupos químicos que pueden modificar el fosfato, la colina y la serina. Tanto la colina como la serina se unen al grupo fosfato en la posición marcada R a través del grupo hidroxilo indicado en verde.

Estructura de una molécula de fosfolípido

Un fosfolípido es una molécula anfipática, lo que significa que tiene un componente hidrófobo y uno hidrófilo. Una sola molécula de fosfolípido tiene un grupo fosfato en un extremo, llamado “cabeza”, y dos cadenas lado a lado de ácidos grasos que componen las “colas” lipídicas. El grupo fosfato está cargado negativamente, haciendo que la cabeza sea polar e hidrófila, o “amante del agua”. Las cabezas de fosfato son así atraídas por las moléculas de agua en su entorno.

Las colas lipídicas, por otro lado, son sin carga, no polares e hidrofóbicas, o “temerosas del agua”. Una molécula hidrófoba repele y es repelida por el agua. Algunas colas lipídicas consisten en ácidos grasos saturados y algunas contienen ácidos grasos insaturados. Esta combinación se suma a la fluidez de las colas que están constantemente en movimiento.

Fosfolípidos y Membranas Biológicas

La membrana celular consiste en dos capas adyacentes de fosfolípidos, que forman una bicapa. Las colas de ácidos grasos de los fosfolípidos se enfrentan al interior, lejos del agua, mientras que las cabezas de fosfato están orientadas hacia el lado acuoso exterior. Dado que las cabezas están orientadas hacia afuera, una capa está expuesta al interior de la celda y una capa está expuesta al exterior. Como los grupos fosfato son polares e hidrófilos, son atraídos por el agua en el fluido intracelular.

Figura\(\PageIndex{1}\): Bicapa fosfolípida: La bicapa de fosfolípidos consta de dos láminas adyacentes de fosfolípidos, dispuestas cola con cola. Las colas hidrófobas se asocian entre sí, formando el interior de la membrana. Las cabezas polares entran en contacto con el fluido dentro y fuera de la célula.

Debido a las características químicas y físicas de los fosfolípidos, la bicapa lipídica actúa como una membrana semipermeable; solo los solutos lipófilos pueden pasar fácilmente por la bicapa de fosfolípidos. Como resultado, hay dos compartimentos acuosos distintos a cada lado de la membrana. Esta separación es esencial para muchas funciones biológicas, incluyendo la comunicación celular y el metabolismo.

Fluidez de Membrana

La membrana plasmática de una célula contiene proteínas y otros lípidos (como el colesterol) dentro de la bicapa de fosfolípidos. Las membranas biológicas permanecen fluidas debido a las colas hidrófobas insaturadas, que evitan que las moléculas de fosfolípidos se empaqueten y formen un sólido.

Si se coloca una gota de fosfolípidos en agua, los fosfolípidos forman espontáneamente una estructura conocida como micela, con sus cabezas hidrófilas orientadas hacia el agua. Las micelas son moléculas lipídicas que se disponen en forma esférica en solución acuosa. La formación de una micela es una respuesta a la naturaleza anfipática de los ácidos grasos, lo que significa que contienen regiones tanto hidrófilas como hidrófobas.

Figura\(\PageIndex{1}\): Micelas: Un ejemplo de micelas en agua.

Puntos Clave

• Los fosfolípidos consisten en una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y un grupo fosfato que es modificado por un alcohol.
• El grupo fosfato es la cabeza polar cargada negativamente, la cual es hidrofílica.
• Las cadenas de ácidos grasos son las colas no cargadas, no polares, que son hidrófobas.
• Dado que las colas son hidrofóbicas, están orientadas hacia el interior, alejadas del agua y se encuentran en la región interna de la membrana.
• Dado que las cabezas son hidrofílicas, están orientadas hacia afuera y son atraídas por el fluido intracelular y extracelular.
• Si los fosfolípidos se colocan en agua, se forman en micelas, que son moléculas lipídicas que se disponen en forma esférica en soluciones acuosas.

Términos Clave

• micela: Moléculas lipídicas que se disponen en forma esférica en soluciones acuosas.
• anfipático: Describir una molécula, como un detergente, que tiene grupos tanto hidrófobos como hidrófilos.