Ejercicio resuelto de Lípidos · Biología · Galicia · 2022

Pregunta 2. LA BASE MOLECULAR Y FISICOQUÍMICA DE LA VIDA
La figura 2 representa un lípido:



a) ¿Qué tipo de lípido es?
b) De ocurrir una hidrólisis simultánea en los cuatro enlaces señalados con las flechas, ¿qué componentes obtendría?
c) El lípido representado en la figura 2 es anfipático, ¿por qué?
d) El hecho de ser anfipático hace que sea especialmente abundante en una estructura celular, ¿cuál es y cómo se organiza en ella?

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pido}}\mathbf{\text{es?}}$

Es un lípido saponificable y complejo, del grupo de los fosfolípidos, y en concreto un glicerofosfolípido o fosfoglicérido. Por llevar colina como grupo polar se trata de una fosfatidilcolina, también llamada lecitina.

Se reconoce por sus cuatro piezas: una molécula de glicerina en el centro, dos ácidos grasos esterificados a sus carbonos 1 y 2, un ácido fosfórico esterificado al carbono 3 y, unido a este, un aminoalcohol con carga positiva, la colina.

Es saponificable porque contiene ácidos grasos unidos por enlaces éster, que pueden hidrolizarse en medio alcalino dando jabones. Y es complejo porque, además del alcohol y los ácidos grasos, incorpora otros componentes: el ácido fosfórico y la colina.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{De}}\mathbf{\text{ocurrir}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{hidr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lisis}}\mathbf{\text{simult}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nea}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{cuatro}}\mathbf{\text{enlaces}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{alados}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{flechas,}}\mathbf{\text{¿qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{componentes}}\mathbf{\text{obtendr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a?}}$

Las cuatro flechas señalan los cuatro enlaces éster de la molécula, y su hidrólisis simultánea liberaría cinco componentes:

• Dos moléculas de ácido graso, procedentes de los dos enlaces éster con la glicerina.

• Una molécula de glicerina.

• Una molécula de ácido fosfórico.

• Una molécula de colina.

Es decir, la molécula quedaría desmontada en las piezas descritas en el apartado anterior. La hidrólisis de estos enlaces la llevan a cabo en la célula las fosfolipasas, cada una de ellas específica de uno de los cuatro enlaces.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pido}}\mathbf{\text{representado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura}}\mathbf{\text{2}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{anfip}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tico,}}\mathbf{\text{¿por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{?}}$

Porque en la misma molécula conviven dos regiones de comportamiento opuesto frente al agua.

Una es la cabeza polar, formada por el ácido fosfórico, que a pH fisiológico está ionizado y tiene carga negativa, y por la colina, que tiene carga positiva. Al estar cargada y ser muy polar, esta parte establece interacciones con el agua y es hidrófila.

La otra son las dos colas, las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos. Están formadas solo por carbono e hidrógeno, no tienen cargas ni grupos polares, no pueden formar puentes de hidrógeno con el agua y son, por tanto, hidrófobas.

Que las dos regiones coexistan en una sola molécula es lo que define el carácter anfipático, y explica que en medio acuoso estas moléculas no se disuelvan al azar sino que se orienten, escondiendo las colas del agua y exponiendo las cabezas.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{hecho}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ser}}\mathbf{\text{anfip}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{hace}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{sea}}\mathbf{\text{especialmente}}\mathbf{\text{abundante}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{celular,}}\mathbf{\text{¿cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{organiza}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ella?}}$

Esa estructura es la membrana celular: tanto la membrana plasmática como las membranas de los orgánulos y la envoltura nuclear.

Los fosfolípidos se organizan en ella formando una bicapa lipídica. Como a ambos lados de la membrana hay medio acuoso, el citosol por dentro y el medio extracelular por fuera, las moléculas se disponen en dos capas enfrentadas: las cabezas polares de una capa miran hacia el exterior y las de la otra hacia el interior, mientras que las colas hidrófobas de ambas quedan enfrentadas en el centro, aisladas del agua. Esa organización se produce espontáneamente, sin gasto de energía, porque es la disposición más estable.

La bicapa así formada tiene dos propiedades esenciales. Es un fluido: los fosfolípidos se desplazan lateralmente y giran, de modo que la membrana es flexible, puede deformarse, fusionarse y repararse, y las proteínas se mueven en ella como en un mosaico. Es lo que describe el modelo del mosaico fluido de Singer y Nicolson. Y es una barrera selectiva: su interior hidrófobo impide el paso de iones y de moléculas polares, que solo pueden atravesarla por proteínas transportadoras, mientras que las moléculas pequeñas y apolares pasan libremente. De esa impermeabilidad selectiva depende que la célula mantenga su medio interno distinto del exterior.