Explique la composición química de los fosfolípidos, haciendo referencia al tipo de enlaces que unen a sus componentes. ¿En qué estructura celular se localizan mayoritariamente los fosfolípidos? Explique qué significa que los fosfolípidos son compuestos anfipáticos y su implicación en la organización de dicha estructura. [1 punto]
Un fosfolípido, más exactamente un glicerofosfolípido, es un lípido saponificable formado por cuatro componentes: una molécula de glicerina, dos ácidos grasos, un grupo fosfato y un alcohol, que suele ser la colina, la etanolamina, la serina o el inositol.
Los enlaces que los unen son tres. Los dos ácidos grasos se unen a los carbonos 1 y 2 de la glicerina por enlaces éster, formados por condensación entre el grupo carboxilo del ácido y un hidroxilo del alcohol. El ácido fosfórico se une al carbono 3 de la glicerina por otro enlace éster, llamado en este caso éster fosfórico. Y el alcohol de la cabeza se une al fosfato mediante un segundo enlace éster fosfórico, de modo que el fosfato queda esterificado por sus dos lados: es un enlace fosfodiéster.
Se localizan mayoritariamente en las membranas celulares: la membrana plasmática y todas las membranas de los orgánulos, incluidas la envoltura nuclear, el retículo, el Golgi, la mitocondria y el cloroplasto. Son, con diferencia, sus lípidos más abundantes.
Que sean anfipáticos significa que en la misma molécula conviven dos zonas de naturaleza opuesta. La cabeza —el grupo fosfato, cargado negativamente, y el alcohol— es polar y por tanto hidrófila: forma puentes de hidrógeno con el agua. Las colas —las dos cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos— son apolares y por tanto hidrófobas: el agua las rechaza.
Su implicación en la organización de la membrana es total, y merece la pena detallarla.
En un medio acuoso, un fosfolípido no puede disolverse ni permanecer aislado: las moléculas se agrupan espontáneamente de manera que las colas queden protegidas del agua y las cabezas en contacto con ella. Como el fosfolípido tiene dos colas, la geometría que mejor resuelve el problema no es la micela esférica, sino la bicapa: dos hileras enfrentadas, con las colas hacia dentro y las cabezas hacia los dos medios acuosos, el extracelular y el citosol.
De ahí se siguen tres propiedades de la membrana. Se forma sola, sin gasto de energía, empujada por el efecto hidrofóbico, y por la misma razón se cierra sobre sí misma y se repara al romperse, ya que un borde libre dejaría colas expuestas al agua. Su interior hidrófobo es una barrera para los iones y las moléculas polares, lo que permite a la célula mantener un medio interno distinto del externo. Y como los enlaces que la mantienen unida son débiles y no covalentes, la membrana es fluida: sus componentes se desplazan lateralmente y se comporta como un líquido bidimensional, según describe el modelo del mosaico fluido.