Ejercicio resuelto de Lípidos · Biología · Galicia · 2020

PREGUNTA 1. LA BASE MOLECULAR Y FISÍCOQUÍMICA DE LA VIDA.



a) ¿Qué tipo de biomolécula se representa en la figura 1?
b) Indica el nombre de los compuestos incluidos en los recuadros A y B e identifica el enlace entre ellos. Explica cómo se forma dicho enlace.
c) ¿Cuál es el comportamiento de esta biomolécula en un medio acuoso y en qué estructuras celulares se encuentra? (2 puntos)

$\textbf{a) ¿Qué tipo de biomolécula se representa en la figura 1?}$

Se trata de un $\textbf{lípido}$, y en concreto de un $\textbf{fosfolípido}$ o fosfoglicérido: una fosfatidilcolina, conocida también como lecitina.

Se reconoce por sus cuatro componentes, dispuestos en el orden característico de esta familia: dos ácidos grasos, una molécula de glicerina, un grupo fosfato y un aminoalcohol. Que aparezca el fósforo lo distingue de un triglicérido, que llevaría un tercer ácido graso en lugar del fosfato.

Los dos ácidos grasos de la figura son iguales, $\mathrm{CH_3(CH_2)_{15}CH_2\text{-}COOH}$, es decir, de dieciocho carbonos y sin ningún doble enlace: ácido esteárico, un ácido graso saturado.

$\textbf{b) Nombre de los compuestos de los recuadros A y B, enlace entre ellos y cómo se forma.}$

El recuadro $\textbf{A}$ contiene los dos $\textbf{ácidos grasos}$ (ácido esteárico), cadenas hidrocarbonadas largas terminadas en un grupo carboxilo.

El recuadro $\textbf{B}$ contiene la $\textbf{glicerina}$ o glicerol, un alcohol de tres carbonos con un grupo hidroxilo en cada uno (propano-1,2,3-triol).

El enlace que los une es un $\textbf{enlace éster}$, llamado también enlace de tipo éster o esterificación.

Se forma por una reacción de $\textbf{condensación}$ entre el grupo carboxilo del ácido graso y uno de los grupos hidroxilo de la glicerina. El carboxilo pierde su grupo $\mathrm{-OH}$ y el hidroxilo del alcohol pierde su hidrógeno; ambos se combinan y se desprende una $\textbf{molécula de agua}$, quedando unidos el carbono del ácido y el oxígeno del alcohol:

$\mathrm{R\text{-}COOH + HO\text{-}CH_2\text{-}R' \rightarrow R\text{-}COO\text{-}CH_2\text{-}R' + H_2O}$

En la molécula de la figura la esterificación se ha producido dos veces, en los carbonos 1 y 2 de la glicerina. El tercer hidroxilo, el del carbono 3, no está esterificado por un ácido graso sino por el ácido fosfórico, y a este se une a su vez la colina. La reacción inversa, la ruptura del enlace éster por adición de agua, es la hidrólisis, y cuando se hace en medio básico se llama saponificación.

$\textbf{c) Comportamiento en medio acuoso y estructuras celulares en las que se encuentra.}$

La molécula es $\textbf{anfipática}$, es decir, tiene dos zonas de comportamiento opuesto frente al agua:

i) Una $\textbf{cabeza polar o hidrófila}$, formada por el grupo fosfato, que está cargado negativamente, y la colina, con su nitrógeno cuaternario cargado positivamente. Esta zona establece interacciones y puentes de hidrógeno con el agua y es soluble en ella.

ii) Dos $\textbf{colas apolares o hidrófobas}$, las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos, que no pueden formar puentes de hidrógeno y son insolubles en agua.

Al colocarla en medio acuoso, el sistema se ordena espontáneamente de modo que las cabezas queden en contacto con el agua y las colas escondidas del agua. Según la proporción y la geometría de la molécula se forman:

i) $\textbf{Monocapas}$ en la superficie, con las cabezas hacia el agua y las colas hacia el aire.

ii) $\textbf{Micelas}$, agregados esféricos con las colas hacia el interior.

iii) $\textbf{Bicapas}$ y $\textbf{liposomas}$, dos láminas enfrentadas por sus colas, con las cabezas hacia el agua de ambos lados. Es la disposición que adoptan los fosfolípidos de dos colas como este.

Ese proceso es espontáneo y no requiere energía: lo impulsa el efecto hidrofóbico, es decir, el aumento de entropía del agua al dejar de tener que ordenarse en torno a las cadenas apolares.

En cuanto a su localización, los fosfolípidos son el $\textbf{componente estructural básico de todas las membranas celulares}$: la membrana plasmática, la envoltura nuclear, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, los lisosomas, las vacuolas y las membranas de mitocondrias y cloroplastos. En todas ellas forman una bicapa que constituye el armazón sobre el que se disponen las proteínas, según el modelo del mosaico fluido.