Ejercicio resuelto de Lípidos · Biología · Asturias · 2020

1- La inmensa mayoría de los seres vivos están formados por los mismos elementos químicos: Oxígeno, Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. Los bioelementos se unen entre sí para formar moléculas que llamaremos biomoléculas. Las moléculas que constituyen los seres vivos. En la siguiente figura se representa una biomolécula:
a. Identifique el tipo de biomolécula al que pertenece la figura. (Calificación máxima 0,5 puntos)
b. Indique y justifique cuál sería el comportamiento de esta molécula en un medio acuoso. (Calificación máxima 0,5 puntos)
c. Cite en qué estructuras celulares podría encontrarla y cuál sería su función. (Calificación máxima 1 punto)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{biomol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pertenece}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La figura del cuadernillo muestra una molécula de glicerina esterificada por dos ácidos grasos (${\mathrm{R}}_1-\mathrm{C}\mathrm{O}-\mathrm{O}-$ y ${\mathrm{R}}_2-\mathrm{C}\mathrm{O}-\mathrm{O}-$) y, en el tercer carbono, un grupo fosfato unido a su vez a una colina, $-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-{\mathrm{N}}^{+}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{)}_3$.

Se trata, por tanto, de un $\mathbf{\text{l}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pido}}\mathbf{\text{saponificable}}$ del grupo de los $\mathbf{\text{fosfol}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{pidos}}$ o, más exactamente, de los $\mathbf{\text{fosfoglic}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ridos}}$ (glicerofosfolípidos). El que lleva colina se llama $\mathbf{\text{fosfatidilcolina}}$ o $\mathbf{\text{lecitina}}$.

Es saponificable porque contiene ácidos grasos unidos por enlace éster, que la sosa puede hidrolizar dando jabones.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{justifique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{ser}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{comportamiento}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{cula}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{medio}}\mathbf{\text{acuoso.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La molécula es $\mathbf{\text{anfip}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tica}}$ (o anfifílica): tiene dos partes de comportamiento opuesto frente al agua.

La $\mathbf{\text{cabeza}}\mathbf{\text{polar}}$ —el fosfato, con carga negativa, y la colina, con carga positiva— es $\mathbf{\text{hidr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{fila}}$: forma puentes de hidrógeno e interacciones electrostáticas con el agua.

Las $\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{colas}}$ de ácidos grasos, cadenas hidrocarbonadas apolares, son $\mathbf{\text{hidr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{fobas}}$: no pueden establecer esas interacciones y el agua las expulsa.

En consecuencia, al ponerla en agua las moléculas se ordenan solas de modo que las cabezas queden hacia el agua y las colas escondidas entre sí. Según la proporción y la geometría se forman $\mathbf{\text{monocapas}}$ en la superficie, $\mathbf{\text{micelas}}$ (esferas con las colas dentro) o, por tener dos colas voluminosas, sobre todo $\mathbf{\text{bicapas}}$ y $\mathbf{\text{liposomas}}$. Este autoensamblaje es espontáneo: lo empuja el aumento de entropía del agua al no tener que ordenarse alrededor de las cadenas apolares.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{celulares}}\mathbf{\text{podr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{encontrarla}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{ser}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

Los fosfoglicéridos son el componente mayoritario de todas las $\mathbf{\text{membranas}}\mathbf{\text{biol}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{gicas}}$: la membrana plasmática, la envoltura nuclear, el retículo endoplasmático liso y rugoso, el aparato de Golgi, los lisosomas, las vacuolas, las vesículas y las dos membranas de mitocondrias y cloroplastos.

Su función es $\mathbf{\text{estructural}}$: forman la bicapa lipídica que sirve de armazón al modelo del mosaico fluido, con las proteínas embebidas en ella. De ahí se derivan las propiedades esenciales de la membrana:

$\mathbf{\text{Barrera}}\mathbf{\text{selectiva.}}$ El interior hidrófobo impide el paso libre de iones y de moléculas polares, de modo que la célula puede mantener su medio interno distinto del externo y establecer gradientes.

$\mathbf{\text{Fluidez.}}$ Los fosfolípidos difunden lateralmente, lo que permite que la membrana se deforme, se fusione y se estrangule: sin eso no habría endocitosis, exocitosis ni división celular.

$\mathbf{\text{Compartimentaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}$ Al delimitar orgánulos, permiten que en una misma célula ocurran a la vez reacciones incompatibles.

Además, algunos fosfoglicéridos actúan como $\mathbf{\text{segundos}}\mathbf{\text{mensajeros}}$: el fosfatidilinositol de la cara interna se hidroliza en respuesta a ciertas hormonas y libera moléculas señalizadoras.