Estructuras que pueden formar los lípidos

 

Muchas biomoléculas, contienen tanto grupos polares (o cargados iónicamente) como regiones apolares, por lo tanto son simultáneamente hidrofílicas e hidrofóbicas. Estas moléculas, como los iones de ácidos grasos (ej. Palmitato: C15H31COO-) se conocen como anfifílicas (anfífilos o anfipáticos) del griego amphi, ambos + pathos, pasión.

 

¿Cómo interactúan los anfifílos con un solvente acuoso? El agua tiende a hidratar la porción hidrofílica del anfífilo, pero simultáneamente tiende a excluir a la porción hidrofóbica. Por lo tanto, los anfifílos tienden a formar agregados dispersos ordenados estructuralmente.

 

Dentro de las estructuras que pueden formar los lípidos, se encuentran las MONOCAPAS, BICAPAS, LIPOSOMAS Y MICELAS. Además de las membranas celulares.

 

En soluciones acuosas, las moléculas anfifílicas como los detergentes y los jabones, forman micelas, que son agregados globulares de miles de moléculas de anfifílos cuyos grupos hidrocarbonados están que lejos del contacto del agua y la parte polar en contacto directo con las moléculas de agua a través de puentes de hidrógeno. Este arreglo molecular elimina los contactos desfavorables entre el agua y las partes hidrofóbicas de los anfífilos permitiendo la solvatación de los grupos polares. La formación de micelas, es un proceso cooperativo, pocas moléculas de anfífilo no pueden alejar sus colas hidrofóbicas del agua, consecuentemente, soluciones diluidas de anfífilos, no pueden formar micelas. Hasta que la concentración de anfífilo sobrepase la concentración micelar crítica (cmc) sucede la formación de micelas. El valor de la cmc depende del anfífilo y de las condiciones de la solución que lo contiene. Los lípidos de cadenas hidrocarbonadas sencillas tienden a formar micelas.

 

Los gliceofosfolípidos y los esfingolípidos tienden a formar bicapas, las formas de estos lipidos es aproximadamente rectangular, esta propiedad hace que se agreguen en micelas discoidales, llamadas bicapas lipídicas.

 

Una suspención de fosfolípidos en agua forma vesículas multilamelares con un arreglo parecido al de la cebolla, que están formadas por bicapas lipidicas. Después de sonicar (agitación por vibraciones ultrasónicas), estas estructuras se rearreglan formando liposomas, que son vesículas selladas, llenas de solvente que está rodeado por una sola bicapa. Con estos arreglos, se puede, experimentalmente, preparar membranas biológicas, en estas membranas, se pueden introducir proteínas para el estudio aislado del resto de los componentes celulares de un solo sistema. A este arreglo se le llama entonces proteoliposoma.

 

Figura: proteoliposomas.

Tomada de Edgar Vázquez-Contreras, Marietta Tuena de Gómez-Puyou, and Georges Dreyfus. (1996). PROTEIN EXPRESSION AND PURIFICATION 7, 155–159

La barra corresponde a 100 nm

 

 

          Las interacciones que estabilizan a las micelas o bicapas se conocen como fuerzas hidrofóbicas o interacciones hidrofóbicas, para indicar que resultan de la tendencia del agua a escluir a los grupos hidrofóbicos. A diferencia de los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrofóbicas son relativamente débiles y carecen de orientación. De cualquier forma, las interacciones hidrofóbicas son de suma importancia en los fenómenos biológicos, pues son responsables de la integridad de las biomoléculas, así como de los agregados supramoleculares como las membranas.

 

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Dr. Edgar Vázquez-Contreras

Instituto de Química, UNAM

 

 

 

 

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Última actualización: 02 de Octubre de 2003

 

 

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