Lípidos
Los lípidos son un grupo muy heterogéneo de compuestos que comparten una característica: ser hidrofóbicos, es decir, insolubles o muy poco solubles en agua. Y si tienen característica diferentes es por que también difieren en su estructura, y por lo tanto en su función biológica. La principal función que desempeñan los lípidos dentro de la célula (y por lo tanto en los seres vivos) es la de almacenamiento de energía. A lo largo de la evolución, la célula prefirió este tipo de moléculas para almacenar energía química a largo plazo debido a dos razones; la primera es que, comparados con los carbohidratos y los aminoácidos, los lípidos tienen un mayor número de enlaces químicos de alta energía entre Carbono e Hidrógeno que es de 98.8 Kcal/mol, comparado con los 84 Kcal/mol del enlace Carbono-Oxígeno presente en los carbohidratos. La otra razón es que los lípidos, al ser hidrofóbicos, se pueden almacenar "sin agua", es decir, no necesitan estar solvatados o rodeados por moléculas de agua, evitando el peso extra que se necesitaría para su almacén dentro del organismo.
Pero los lípidos no se limitan a ser moléculas de almacén de energía, también realizan funciones estructurales, proveen de medios de soporte para otras moléculas, algunos son mensajeros químicos, hormonas, cofactores, acarreadores de electrones, pigmentos. Aquí veremos las principales características químicas y biológicas de los lípidos.
Los ácidos grasos están compuestos por un número par de átomos de Carbono, entre 4 y 36 aunque la mayoría tienen entre 12 y 24. Se conocen cerca de setenta ácidos grasos que difieren entre sí por el número de carbonos así como en la presencia y disposición de dobles enlaces. Cuando un ácido graso no contiene enlaces dobles entre sus carbonos se dice que está saturado pues todos los átomos de carbono de la cadena de hidrocarburo han "saturado" (usado por completo) sus posibilidades de enlaces covalentes, en otras palabras, podemos decir que están "saturados de hidrógenos" o que están "saturados de enlaces simples".
Por otro lado, cuando se presenta un enlace doble entre los carbonos se dice que el ácido graso se halla insaturado, y cuando se presentan más de un doble enlace se dice que está poli-insaturado. Los ácidos grasos insaturados (y poliinsaturados) se pueden presentar en sus formas isoméricas cis o trans. Casi todas las formas naturales de ácidos grasos son de tipo cis y las formas trans se forman al procesar los alimentos, como al preparar las papas fritas, y como bien sabemos estas formas trans no son muy saludables. Otra fuente de ácidos grasos trans son las grasas de res, ya que los microorganismos que se encuentran en el rumen son capaces de sintetizarlos.
Los ácidos grasos insaturados son más comunes en las plantas y debido a la presencia de dobles enlaces tienen "pliegues" en su estructura, eso evita que se compacten unos con otros, generando una sustancia más bien líquida: los aceites, como por ejemplo el aceite de oliva, el de maní, o el aceite de maíz. Los ácidos grasos saturados, por el contrario, si generan estructuras compactas más sólidas, constituyendo a las grasas de los animales como la manteca o el tocino.
Los ácidos grasos raramente se encuentran en forma libre en la célula, normalmente se hallan asociados al glicerol, un polialcohol de tres átomos de carbono. Cuando se trata de tres ácidos grasos unidos a una molécula de gricerol forman los tri-acil-glicéridos, también llamados grasas neutras. Los triacilglicéridos pueden contener diferentes combinaciones de ácidos grasos, tanto saturados como insaturados. Por otro lado, también puede haber diacilgliceroles o monoacilgliceroles, aunque estos son más bien intermediarios en la síntesis o degradación de triacilgliceridos.
Como podrá imaginarse, también existen diferentes tipos de fosfolípidos que componen a las membranas de las células y esto proveerá de diferentes características a dichas membranas. Dentro de los más relevantes podemos mencionar a la fosfatidil-colina, fosfatidil-serina, fosfatidil-etanolamina y al fosfatidil-inositol. Otros fosfolípidos son lisofosfolipidos, plasmalógenos, esfingomielinas, ácido fosfatídico y fosfatidilgliceroles.
Otro grupo de lípidos que podemos encontrar en las membranas de las células son los glucolípidos, que como su nombre lo dice contienen glúcidos (carbohidratos). Los carbohidratos presentes en este tipo de lípidos participan en funciones complejas dentro de la biología de los organismos, sobre todo favoreciendo el reconocimiento entre diferentes tipos de células. Son particularmente abundantes en células del tejido nervioso.
Los esfingolípios son fosfolípidos que no contienen glicerol, están formados por una esfingosina, un ácido fosfórico, un aminoalcohol complejo y colina. La combinación de la esfingosina con un ácido graso se conoce con el nombre de ceramida. Los gangliósidos son un tipo de lípidos formados por un gluco-esfingolípido al que se halla unido un residuo de ácido siálico.
En la imagen se muestra al isopreno, la molécula base con la cual se sintetizarán todos los isoprenoides. En el modelo del Beta-Caroteno se ilustran las unidades de isopreno que lo componen. El 11-cis Retinal es la forma activa de la vitamina A, se encuentra dentro de una proteína llamada rodopsina ubicada en las membranas de los bastones, que son las células de los ojos que nos permiten ver.
Los esteroides tienen como base una molécula de cuatro anillos, tres de ellos formando un fenantreno (anillos A, B y C) y el otro en forma de un ciclopentano (anillo D), denominado núcleo esteroide.
Ir al tema siguiente: Los ácidos nucléicos.
Ir al tema anterior: Los carbohidratos.
Pero los lípidos no se limitan a ser moléculas de almacén de energía, también realizan funciones estructurales, proveen de medios de soporte para otras moléculas, algunos son mensajeros químicos, hormonas, cofactores, acarreadores de electrones, pigmentos. Aquí veremos las principales características químicas y biológicas de los lípidos.
Lípidos de Almacenamiento de Energía
Las plantas almacenan sus lípidos en forma de aceites, mientras que los animales lo hacen en forma de grasas. Ambas formas de lípidos están constituidas por derivados de ácidos grasos. Los ácidos grasos son cadenas largas de hidrocarburos (Carbono e Hidrógeno) que tienen en un extremo a un grupo carboxilo. Su "combustión" completa hasta CO2 y H2O libera mucha energía que, en la célula, queda retenida en los enlaces del ATP.
Los ácidos grasos están compuestos por un número par de átomos de Carbono, entre 4 y 36 aunque la mayoría tienen entre 12 y 24. Se conocen cerca de setenta ácidos grasos que difieren entre sí por el número de carbonos así como en la presencia y disposición de dobles enlaces. Cuando un ácido graso no contiene enlaces dobles entre sus carbonos se dice que está saturado pues todos los átomos de carbono de la cadena de hidrocarburo han "saturado" (usado por completo) sus posibilidades de enlaces covalentes, en otras palabras, podemos decir que están "saturados de hidrógenos" o que están "saturados de enlaces simples".
Por otro lado, cuando se presenta un enlace doble entre los carbonos se dice que el ácido graso se halla insaturado, y cuando se presentan más de un doble enlace se dice que está poli-insaturado. Los ácidos grasos insaturados (y poliinsaturados) se pueden presentar en sus formas isoméricas cis o trans. Casi todas las formas naturales de ácidos grasos son de tipo cis y las formas trans se forman al procesar los alimentos, como al preparar las papas fritas, y como bien sabemos estas formas trans no son muy saludables. Otra fuente de ácidos grasos trans son las grasas de res, ya que los microorganismos que se encuentran en el rumen son capaces de sintetizarlos.
Los ácidos grasos insaturados son más comunes en las plantas y debido a la presencia de dobles enlaces tienen "pliegues" en su estructura, eso evita que se compacten unos con otros, generando una sustancia más bien líquida: los aceites, como por ejemplo el aceite de oliva, el de maní, o el aceite de maíz. Los ácidos grasos saturados, por el contrario, si generan estructuras compactas más sólidas, constituyendo a las grasas de los animales como la manteca o el tocino.
Los ácidos grasos raramente se encuentran en forma libre en la célula, normalmente se hallan asociados al glicerol, un polialcohol de tres átomos de carbono. Cuando se trata de tres ácidos grasos unidos a una molécula de gricerol forman los tri-acil-glicéridos, también llamados grasas neutras. Los triacilglicéridos pueden contener diferentes combinaciones de ácidos grasos, tanto saturados como insaturados. Por otro lado, también puede haber diacilgliceroles o monoacilgliceroles, aunque estos son más bien intermediarios en la síntesis o degradación de triacilgliceridos.
Lípidos Estructurales
Los lípidos más conocidos como constituyentes estructurales de las células son los fosfolípidos, que como su nombre lo indica contienen fósforo. Los fosfolípidos forman una capa doble de lípidos que actúan como una barrera para determinadas moléculas. Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas, es decir, que contienen una región que es hidrofóbica y una región hidrofílica, por esta razón forman una bicapa: las porciones hidrofóbicas interactúan entre sí mientras que las hidrofílicas interactúan con las moléculas de agua.
Como podrá imaginarse, también existen diferentes tipos de fosfolípidos que componen a las membranas de las células y esto proveerá de diferentes características a dichas membranas. Dentro de los más relevantes podemos mencionar a la fosfatidil-colina, fosfatidil-serina, fosfatidil-etanolamina y al fosfatidil-inositol. Otros fosfolípidos son lisofosfolipidos, plasmalógenos, esfingomielinas, ácido fosfatídico y fosfatidilgliceroles.
Otro grupo de lípidos que podemos encontrar en las membranas de las células son los glucolípidos, que como su nombre lo dice contienen glúcidos (carbohidratos). Los carbohidratos presentes en este tipo de lípidos participan en funciones complejas dentro de la biología de los organismos, sobre todo favoreciendo el reconocimiento entre diferentes tipos de células. Son particularmente abundantes en células del tejido nervioso.
Los esfingolípios son fosfolípidos que no contienen glicerol, están formados por una esfingosina, un ácido fosfórico, un aminoalcohol complejo y colina. La combinación de la esfingosina con un ácido graso se conoce con el nombre de ceramida. Los gangliósidos son un tipo de lípidos formados por un gluco-esfingolípido al que se halla unido un residuo de ácido siálico.
Isoprenoides
Los Isoprenoides son un tipo de lípidos hechos casi exclusivamente de Hidrógeno y Carbono. Tienen en común que se sintetizan a partir de un precursor llamado isopreno, una molécula de cinco átomos de carbono con un metilo ramificado. Este isopreno es usado por células animales y vegetales para fabricar oligómeros o polimeros, tanto ramificados como lineales, entre los cuales se incluyen al beta-caroteno precursor de la vitamina A, geraniol, escualeno, caucho, tocoferol o vitamina E, vitamina K, ubiquinona, mentol, por mencionar algunos, y otro grupo grande de moléculas llamadas globalmente esteroides como son la testosterona, progesterona, cortisol, colesterol, la hormona de maduración de los insectos ecdisona, ácidos biliares, vitamina D, entre otros.
En la imagen se muestra al isopreno, la molécula base con la cual se sintetizarán todos los isoprenoides. En el modelo del Beta-Caroteno se ilustran las unidades de isopreno que lo componen. El 11-cis Retinal es la forma activa de la vitamina A, se encuentra dentro de una proteína llamada rodopsina ubicada en las membranas de los bastones, que son las células de los ojos que nos permiten ver.
Los esteroides tienen como base una molécula de cuatro anillos, tres de ellos formando un fenantreno (anillos A, B y C) y el otro en forma de un ciclopentano (anillo D), denominado núcleo esteroide.
Ir al tema siguiente: Los ácidos nucléicos.
Ir al tema anterior: Los carbohidratos.
Ir al MAPA DEL SITIO para ver contenido de otras áreas (Bioquímica, Inmunología, Biología...)