LOS LIPIDOS

Estructura, Clasificacion y Funciones de estas Biomoleculas

LOS LIPIDOS• La palabra lípido proviene del griego lypos

grasa. • Son compuestos extremadamente

polimórficos y difíciles de de definir estructuralmente, mas bien se definen operacionalmente como compuestos orgánicos que se encuentran en los sistemas biológicos y son insolubles en agua o ligeramente solubles en ella.

• Los lípidos son hidrofóbicos (no polares ) o anfipáticos (contienen sustituyentes polares y no polares).

LOS LIPIDOS Los lípidos más sencillos son los ácidos

grasos, RCOOH.

ESTRUCTURA DE UN ESTRUCTURA DE UN ACIDO GRASOACIDO GRASO

CH3

O

O-

Acido Graso

Cola Hidrocarbonada

Grupo Acilo graso

w b a

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

LOS LIPIDOS

• Los ácidos grasos son constituyentes de otros grupos mas complejos como los

• triacilgliceroles (grasas y aceites), • glicerofosfolípidos o fosfoglicéridos, y

los esfingolípidos, ceras y eicosanoides.

• Los esteroides y las vitaminas lipídicas son lípidos estructuralmente distintos, derivados del isopreno (molécula de cinco carbonos), los esteroides se basan en una estructura anular de cuatro anillos fusionados, y las vitaminas liídicas están compuestas sobre todo, por largas cadenas de hidrocarburos o de anillos fusionados.

LOS LIPIDOS

• Estas categorías pueden también agruparse en tres grupos:

• Fosfolípidos: Glicerofosfolípidos + Esfingomielinas

• Glucolìpidos: Cerebrósidos + Gangliósidos + Otros glucolípidos

• Compuestos poliprenílicos: Esteroides + Vit. Lipídicas + otros Terpenos

LOS LIPIDOS• Los ácidos grasos son componentes de muchos lípidos. Se

han identificados más de 100 ácidos grasos diferentes en los lípidos de los microorganismos, plantas y animales.

• Estos difieren unos a otros en la longitud de su cadena hidrocarbonada, su grado de insaturación (dobles enlace carbono carbono) y la posición de estas instauraciones.

LOS LIPIDOS• La mayor parte de los ácidos grasos tienen un

pKa de 4.5 (a un pH de 4.5 tienen un 50% de ionización) por lo tanto a un pH fisiológico están ionizados.

• El número de átomos de carbono es de 12 a 22 y en números pares, ello ocurre ya que en el proceso de síntesis se adicionan fragmentos de dos carbonos.

• En la nomenclatura IUPAC el carbono carboxílico se nombra como 1 mientras que en la nomenclatura común el carbono adjunto al grupo carboxílico se le nombra α y al siguiente β, el carbono terminal se designa como ω.

LOS LIPIDOS

• Los ácidos grasos saturados son aquellos que tienen dobles enlaces carbono carbono.

• Si tienen más de un doble enlace se designan como poliinsaturados y su configuración es cis y nunca están conjugados (dobles enlaces alternos).

• La longitud de la cadena y el nivel de insaturaciones influyen en el punto de fusión de un ácido graso

C2 Acético EtanoicoC4 Butírico ButanoicoC6 Caproico HexanoicoC8 Caprílico OctanoicoC10 Cáprico DecanoicoC12 Láurico DodecanoicoC14 Mirístico TetradecanoicoC16 Palmítico HexadecanoicoC18 Esteárico OctadecanoicoC20 Araquídico EicosanoicoC22 Behénico DocoeicosanoicoC24 Lignocérico Tetraeicosanoico

Acidos grasos saturados

O

H

H

H

H

HH

H

H

HH

H

H

HH

H

H

HH

H

H

HH

H

H

HH

Las fuerzas de Van der Waals se manifiestan en las colas hidrocarbonadas ya que a medida que este segmento aumenta las fuerzas de Van der Waals son mayores

Acidos grasos insaturados

O

H

H H

H

H

H

H

H

H

H

H H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H H

La presencia de dobles enlaces cis impide la libre rotaciòn obligando a la molécula a un giro de la cadena del hidrocarburo haciendo disminuir de esta manera la fuerza de Van der Waals y como consecuencia su punto de fusión disminuye.

Triglicéridos

• Los Triacilgliceroles son lípidos neutros no polares. • Las grasas y los aceites son mezclas de

triacilgliceroles (también se les conoce como triglicéridos).

• Son moléculas resultados de la esterificación de una glicerina (trialcohol) con tres moléculas de ácido graso.

Triacilglicerol

C

C

C

O

O

O

O

O

O

H

H

H

Triglicéridos• La característica principal es que esta molécula

no es solvatada por el agua de tal manera que no se incrementa su tamaño y conserva su capacidad energética (aprox 9 kcal/g).

• El que una mezcla de triacilglicerol sea sólida (una grasa) o líquida (aceite) depende de su composición de ácidos grasos y de la temperatura.

Triglicéridos

• Los triacilgliceroles de cadena larga e insaturados tienden a ser sólidos a la temperatura corporal, mientras que los de cadena corta y saturados tienden a ser líquidos.

• Los ácidos grasos son liberados de los triacilgliceroles por medio de las enzima conocidas como lipasas.

Glicerofosfolípidos• Los glicerofosfolípidos son

componentes importantes de las membranas biológicas.

• Estructuralmente son el resultado de la esterificaciòn de un alcohol de la glicerina con un grupo fosfato y los otros dos alcoholes con ácidos grasos

O-

O

O-

O

P

OHOH

Glicerofosfolípidos

• El Tipo más sencillo de glicerofosfolípido se conoce como un fosfotidato, el cual consiste en dos grupos de ácidos grasos esterificados en C1 y C2 del glicerol-3-fosfato.

• Los fosfotidatos son intermediarios metabólicos en la biosíntesis de glicerofosfolípidos más complejos.

Glicerofosfolípidos

C3

C2

C1O

O

O

P

O

O-

O-

CH3

CH3

O

O

Glicerofosfolípidos

• En glicerofosfolípidos más complejos el fosfato está esterificado a glicerol y a otro alcohol. En la estructura se representa por X

C3

C2

C1

O

O

O

P

O

XO

-

CH3

CH3

O

O

Glicerofosfolípidos

• Los glicerofosfolípidos de la tabla anterior en realidad son familias de compuestos que tienen el mismo grupo polar como cabeza, pero diferentes cadenas acilo graso.

• Por ejemplo, las membranas de los glóbulos rojos humanos contienen al menos 21 diferentes especies de fofatidilcolinas que difieren unas de otras en las cadena de acilos grasos esterificados en C1 y C3 del glicero 3-fosfato.

Esfingolípidos

• Los esfingolípidos constituyen una segunda clase de moléculas en las membranas biológicas. En los mamíferos son especialmente abundantes en los tejidos del sistema nervioso central.

• La esfingomielina. • Los cerebrósidos• Los gangliósidos

Esfingolípidos

La esfingomielina es el componente principal de las vainas de mielina que rodean a las neuronas.

• Los cerebrósidos son glucolípidos que contienen un residuo monosacárido.

• Los gangliósidos son glucolípidos más complejos en los cuales la cadena oligosacárida contieneel ácido N-acetil neurmínico (NANA).

• Existe una gran variedad de de gangliósidos y se les encuentra en las superficies de las células ya que su función es la del reconocimiento celular (por ejemplo, los antígenos que determinan el grupo sanguíneo son gangliósidos.

Esteroides

• Los esteroides constituyen una tercera clase de lípidos de membrana. El colesterol es un ejemplo típico

OH

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

A B

C D

Esteroides

• El colesterol a pesar de los cuestionamientos que sufre por estar asociado a enfermades de carácter crónico y alimentario no sólo es un componente de las membranas celulares sino que también es un precursor en la síntesis de hormonas esteroideas y de las sales biliares.

Otros lípidos• Las ceras son èsteres no polares de

alcoholes monohidroxílicos de cadena larga y ácidos grasos de cadena larga. Un ejemplo es el palmitato de miricilo que es el éster del palmitato (16 carbonos) y el alcohol miricílico (30 carbonos). Es uno de los componentes importantes de la cera de abejas.

• Eicosanoides. Estan presentes en las células de los mamíferos y son ácidos grasos de 20 carbonos cuyo papel es de ser precursores de las prostaglandinas, los tromboxanos y los leucotrienos, moléculas reguladoras y fisiológicamente potentes.

• Estos lípidos participan en proceso como la regulación de la presión sanguínea, la inducción del parto y la inducción a la coagulación sanguínea.

• En la nomenclatura IUPAC el carbono carboxílico se nombra como 1 mientras que en la nomenclatura común el carbono adjunto al grupo carboxílico se le nombra α y al siguiente β, el carbono terminal se designa como ω.

Otros lípidos

• Las vitaminas A, D E y K son solubles en grasas y como los esteroides son compuestos poliprénicos.

• Estas vitaminas lipídicas son de importancia metabólica extraordinaria.

Funciones de los lípidos• Aparte de las diversas estructuras los lípidos tienen

diversas funciones biológicas. Los glicerofosfolípidos y los esfingolípidos son componentes importantes de las membranas biológicas.

• En algunos organismos las grasas y los aceites (triacilgliceroles) sirven de reserva de energía metabólica.

• Las grasas proporcionan a los animales un aislamiento térmico y un acolchamiento .

Funciones de los lípidos• Las ceras proporcionan barreras superficiales protectoras

para los organismos vivos como componente de sus paredes celulares, exoesqueletos y pieles.

• Se asocian con una variedad de funciones especializadas, por ejemplo en los mamíferos las hormonas esteroides regulan e integrean un conjunto de actividades metabólicas y los eicosanoides sirven para la regulación de la presión sanguínea, la temperatura corporal y la contracción de la musculatura lisa.

Funciones de los lípidos

• En algunos casos, los lípidos llevan a cabo funciones biológicas como moléculas individuales; en otras interactúan con otras biomoléculas para realizar una función como parte de un complejo o un agregado.

• Los complejos lipídicos son lipoproteínas (lìpidos + proteína) y los agregados lipídicos incluyen las membranas biológicas (bicapas delgadas compuestas de lìpidos, proteìnas y a veces carbohidratos)

Funciones de los lípidos

• Es de extraordinaria importancia el papel de las bicapas ya que ellas son los componentes de la membrana celular.

• La estructura de esta membrana permite la introducción de elementos nutritivos y la expulsión de residuos sin alterar la constitución interna del citoplasma celular.

Funciones de los lípidos

Extremo Polar (hidrofílico)

Extremo no Polar (hidrofóbico)