FOSFOGLICÈRIDS: ESTRUCTURA, FUNCIONS I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

Els fosfoglicèrids o glicerofosfolípids són molècules de naturalesa lipídica abundants en les membranes biològiques. Una molècula de fosfolípid es troba integrada per quatre components bàsics: àcids grassos, un esquelet unit a l'àcid gras, un fosfat i un alcohol unit a aquest últim.

Generalment, en el carboni 1 de l'glicerol es troba un àcid gras saturat (només enllaços simples), mentre que en el carboni 2 l'àcid gras és de el tipus insaturat (enllaços dobles o triples entre els carbonis).

Estructura

Font: No machine-readable Autor provided. Lennert B assumed (based on copyright claims)., Via Wikimedia Commons

Entre els fosfoglicèrids més destacats en les membranes cel·lulars tenim: esfingomielina, fosfatidilinositol, fosfatidilserina i fosfatidiletanolamina.

Els aliments que són rics en aquestes molècules biològiques són les carns blanques com el peix, el rovell dels ous, algunes vísceres, el marisc, la fruita seca, entre d'altres.

estructura

Components d'un fosfoglicèrid

Un fosfoglicèrid està format per quatre elements estructurals bàsics. El primer és un esquelet a què se li uneixen àcids grassos, un fosfat i un alcohol - aquest últim es troba unit a l'fosfat.

L'esquelet dels fosfoglicèrids pot estar format de glicerol o de esfingosina. El primer és un alcohol de tres carbonis, mentre que el segon és un altre alcohol amb una estructura més complexa.

En el glicerol, els grups hidroxils situats en el carboni 1 i 2 es troben esterificats per dos grups carboxil amb cadena grans d'àcids grassos. El carboni que falta, ubicat a la posició 3, es troba esterificat amb un àcid fosfòric.

Si bé el glicerol no posseeix un carboni asimètric, els carbonis alfa no són estereoquímicamente idèntics. Així, l'esterificació d'un fosfat en el carboni corresponent confereix asimetria a la molècula.

Característiques dels àcids grassos en els fosfoglicèrids

Els àcids grassos són molècules compostes de cadenes hidrocarbonades de longitud i grau d'insaturació variables, i acaben en un grup carboxil. Aquestes característiques varien de manera considerable, i determinen les seves propietats.

La cadena d'àcid gras és lineal si és de l'tipus saturat o si és insaturat en posició trans. En contrast, la presència d'un doble enllaç de l'tipus cis crea una torsió en la cadena, de manera que ja no cal representar-la de manera lineal, com sol fer-se.

Els àcids grassos amb dobles o triples enllaços influeixen de manera significativa en l'estat i en les característiques fisicoquímiques de les membranes biològiques.

Propietats hidrofòbiques i hidrofíliques

Cadascun dels elements esmentats difereix quant a les seves propietats hidrofòbiques. Els àcids grassos, per ser lípids, són hidrofòbics o apolars, el que vol dir que no es barregen amb l'aigua.

En contrast, la resta dels elements dels fosfolípids els permet interactuar en un entorn, gràcies a les seves propietats polars o hidrofíliques.

D'aquesta manera, els fosfoglicèrids es classifiquen com a molècules anfipáticas, el que vol dir que un extrem és polar i l'altre és apolar.

Podem fer servir l'analogia d'un fòsfor o un llumí. El cap del llumí representa el cap polar constituïda pel fosfat carregat i per les substitucions de l'sobre el grup fosfat. La prolongació del llumí està representada per una cua no polar, formada per cadenes hidrocarbonades.

Els grups de naturalesa polar es troben carregats a pH de 7, amb una càrrega negativa. Això es deu a l'fenomen d'ionització de el grup fosfat, que posseeix un pk proper a 2, ia les càrregues dels grups esterificats. El nombre de càrregues depèn de el tipus de fosfoglicèrid estudiat.

funcions

Estructura de les membranes biològiques

Els lípids són biomolècules hidrofòbiques que presenten solubilitat en solvents de l'tipus orgànics - com el cloroform, per exemple.

Aquestes molècules posseeixen una àmplia diversitat de funcions: complir un paper com a combustibles emmagatzemant energia concentrada; com molècules senyalitzadores; i com a components estructural de les membranes biològiques.

A la natura, el grup més abundant de lípids que hi ha són els fosfoglicèrids. La seva funció principal és de l'tipus estructural, ja que formen part de totes les membranes cel·lulars.

Les membranes biològiques s'agrupen en forma de bicapa. El que vol dir que els lípids s'agrupen en dues capes, on les seves cues hidrofòbiques miren a l'interior de la bicapa i els caps polars donen a l'exterior i a l'interior cel·lular.

Aquestes estructures són crucials. Delimiten a la cèl·lula i són les encarregades de l'intercanvi de substàncies amb altres cèl·lules i amb el medi extracel·lular. No obstant això, les membranes contenen altres molècules lipídiques diferents als fosfoglicèrids, i també molècules de naturalesa proteica que intervenen el transport actiu i passiu de substàncies.

funcions secundàries

A més de formar part de les membranes biològiques, els fosfoglicèrids s'associen amb altres funcions dins de l'ambient cel·lular. Alguns lípids molt puntuals formen part de les membranes de la mielina, la substància que recobreix els nervis.

Alguns poden actuar com a missatges en la captació i transmissió de senyals a l'ambient cel·lular.

metabolisme

síntesi

La síntesi dels fosfoglicèrids es realitza partint de metabòlits intermediaris com la molècula d'àcids fosfatídic i també els triacilglicerols.

Un nucleòtid activat CTP (citidina trifosfat) forma un intermediari anomenat CDP -diacilglicerol, on la reacció de l'pirofosfat afavoreix la reacció a la dreta.

La porció anomenada fosfatidilo reacciona amb certs alcohols. El producte d'aquesta reacció són els fosfoglicèrids, entre ells la fosfatidilserina o el fosfatidil inositol. A partir de la fosfatidilserina pot obtenir-se la fosfatidil etanolamina o la fosfatidilcolina.

No obstant això, hi rutes alternatives per sintetitzar els últims fosfoglicèrids esmentats. Aquesta ruta involucra l'activació del turó o de la etanolamina mitjançant la unió amb el CTP.

Subsecuentemente, ocorre una reacció que les uneix amb el fosfatidato, obtenint com a producte final la fosfatidil etanolamina o la fosfatidilcolina.

degradació

La degradació dels fosfoglicèrids està a càrrec d'enzims trucades fosfolipases. La reacció involucra l'alliberament dels àcids grassos que componen als fosfoglicèrids. En tots els teixits dels organismes vius, aquesta reacció té lloc de manera constant.

Hi ha diversos tipus de fosfolipases i es classifiquen segons l'àcid gras que estan alliberin. Seguint aquest sistema de classificació, distingim entre les lipases A1, A2, C i D.

Les fosfolipases són ubiqües en la naturalesa, i les trobem en diferents entitats biològiques. El suc intestinal, les secrecions de certs bacteris i el verí de les serps són exemples de substàncies altes en fosfolipases.

El producte final d'aquestes reaccions de degradació és el glicerol-3-fosfat. Així, aquests productes alliberats més els àcids grassos lliures, poden ser reutilitzats per sintetitzar fosfolípids nous o bé ser dirigits a altres vies metabòliques.

exemples

Fosfatidato

El compost descrit anteriorment és el fosfoglicèrid més simple i rep el nom de fosfatidato, o també diacilglicerol 3-fosfat. Encara que en l'ambient fisiològic no és un molt abundant, és un element clau per a la síntesi de molècules més complexes.

Fosfoglicèrids derivats de l'fosfatidato

A partir de la molècula més simple de fosfoglicèrids, pot ocórrer la biosíntesi d'elements més complexos, amb papers biològics molt importants.

El grup fosfat de l'fosfatidato s'esterifica amb el grup hidroxil dels alcohols - pot ser un o varis. Els alcohols més comuns dels folfoglicéridos són la serina, etanolamina, turó, glicerol, i inositol. A continuació es descriuran aquests derivats:

fosfatidiletanolamina

En les membranes cel·lulars que formen part dels teixits humans, la fosfatidiletanolamina és un component destacat d'aquestes estructures.

Està integrat per un alcohol esterificat per àcids grassos en els hidroxils situats en les posicions 1 i 2, mentre que en la posició 3 trobem un grup fosfat, esterificat amb el aminoalcohol etanolamina.

fosfatidilserina

Generalment aquest fosfoglicèrid es troba a la monocapa que dóna a l'interior - és a dir, a la banda citosòlic - de les cèl·lules. Durant el procés de mort cel·lular programada, la distribució de la fosfatidilserina canvia i es troba en tota la superfície cel·lular.

fosfatidilinositol

El fosfatidilinositol és un fosfolípid que es troba en baixes proporcions tant en la membrana cel·lular com en les membranes dels components subcel·lular. S'ha trobat que participa en els esdeveniments de comunicació cel·lular, ocasionant canvis en l'ambient intern de la cèl·lula.

esfingomielina

En el grup dels fosfolípids, l'esfingomielina és l'únic fosfolípid present en les membranes l'estructura no deriva de l'alcohol glicerol. En el seu lloc, l'esquelet es troba format per la esfingosina.

Estructuralment, aquest últim compost pertany a el grup dels aminoalcohols i posseeix una cadena de carbonis llargues i amb enllaços dobles.

En aquesta molècula, el grup amino de l'esquelet està unit a un àcid gras mitjançant un enllaç de tipus amida. Conjuntament, el grup hidroxil primari de l'esquelet està esterificat a la fosfotilcolina.

Plasmalógenos

Els plasmalógenos són fosfoglicèrids amb caps formades de etanolamina, turó i serina, principalment. Les funcions d'aquestes molècules no han estat totalment dilucidades i hi ha poca informació sobre ells en la literatura.

Gràcies a que el grup vinil èter s'oxida amb facilitat, els plasmalógenos són capaços de reaccionar amb els radicals lliures de l'oxigen. Aquestes substàncies són productes de el metabolisme cel·lular mitjana i s'ha trobat que danyen als components cel·lulars. A més, s'han relacionat també amb els processos d'envelliment.

Per això, una possible funció dels plasmalógenos és atrapar els radicals lliures que potencialment poden tenir efectes negatius en la integritat cel·lular.

referències

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Bioquímica. Reverté.
2. Devlin, TM (2004). Bioquímica: llibre de text amb aplicacions clíniques. Reverté.
3. Feduchi, I., Blasco, I., Romero, CS, & Yáñez, I. (2011). Bioquímica. Conceptes essencials. Panamericana.
4. Melo, V., Ruiz, VM, & Cuamatzi, O. (2007). Bioquímica dels processos metabòlics. Reverte.
5. Nagan, N., & Zoeller, RA (2001). Plasmalogens: biosynthesis and functions. Progress in lipid research, 40 (3), 199-229.
6. Pertierra, AG, Olmo, R., Aznar, CC, & López, CT (2001). Bioquímica metabòlica. Editorial Tebar.
7. Voet, D., Voet, JG, & Pratt, CW (2014). Fonaments de Bioquímica. Artmed Editora.