¡Bienvenidos a en armonía con la biología! En el post de hoy vengo a hablaros sobre LOS LÍPIDOS: qué son, cuál es su clasificación y cuáles son sus funciones generales.
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno; en ocasiones por nitrógeno, fósforo y azufre, que no son solubles en agua pero sí en disolventes apolares orgánicos como el éter, el cloroformo o el benceno. Su clasificación es:
Ácidos grasos: saturados e insaturados
Lípidos con ácidos grasos o saponificables:
Simples: acilglicéridos (grasas) y céridos (ceras)
Complejos: fosfolípidos (fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos) y esfingolípidos (fosfoesfingolípidos y glucoesfingolípidos)
Lípidos sin ácidos grasos o insaponificables:
Terpenos o Isoprenoides
Esteroides
Prostaglandinas
En cuanto a los ácidos grasos, son ácidos orgánicos monocarboxílicos de cadena larga con números pares de carbonos. Hay dos tipos: los saturados, de cadenas simples lineales (ej: ácido palmítico) que se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente y los insaturados, que son cadenas con dobles y triples enlaces (ej: ácido oléico) que a temperatura ambiente se encuentran en estado líquido.
Los ácidos grasos tienen una serie de propiedades físicas y químicas, como son:
Propiedades físicas:
Son anfipáticos. Esto quiere decir que tienen una parte polar y otra parte apolar. La parte que sí puede estar en contacto con el agua es la denominada hidrófila (extremo -COOH) y la parte que no puede estar en contacto con el agua es denominada hidrófoba (cadena hidrocarbonada)
Su solubilidad. Dependiendo de la cantidad de carbonos de la cadena, los ácidos grasos serán más solubles o menos solubles. Cuantos más carbonos, menos solubilidad porque más cuesta disolverlos. Al verter un ácido graso en agua, la parte hidrófila se dispone quedando dentro del agua y la parte hidrófoba se dispone hacia la parte de fuera, sin tocar el agua. Si agitamos, ambas partes tocarán el agua, con lo cual la parte hidrófoba va a buscar a otras partes hidrófobas de otros ácidos grasos y se va a unir formando micelas. Pueden haber de dos tipos:
Las micelas monocapa, que tienen una única capa y en su interior no hay agua. Puede que en el interior haya aire (efecto espumoso) o gotas lipídicas (efecto emulsionante)
Las micelas bicapa, que contienen dos capas que en su interior tienen agua
3. El punto de fusión. Este depende proporcionalmente de la cantidad de carbonos que contienen. Cuantos más carbonos hay, más elevado es el punto de fusión. Sin embargo, cuantas más insaturaciones contienen, más bajo es el punto de fusión. Si nos dijeran: ¿qué cadena contiene un punto de fusión más alto: una cadena de veinte carbonos o una cadena de veintiuno con una insaturación? Por lo que hemos explicado, la cadena de veinte carbonos sería la que tiene el punto de fusión más alto, porque no contiene insaturaciones.
4. Empaquetamiento por enlaces Van der Waals. Las moléculas de ácidos grasos tienden a agruparse porque los grupos carboxilos realizan entre sí enlaces por puentes de hidrógeno y sobre todo, porque los tramos lipófilos de las cadenas forman entre sí enlaces Van der Waals.
Propiedades químicas:
Desprenden energía por oxidación en las mitocondrias (durante la fotosíntesis)
Realizan la reacción de esterificación, en la cual el ácido graso en presencia de un alcohol da lugar a un éster y a una molécula de agua.
En presencia de bases fuertes como son el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio se hidrolizan mediante la reacción de saponificación, dando lugar a la sal de un ácido orgánico, denominada jabón, y a agua. Aunque los ácidos grasos no son solubles en agua, los jabones son dispersables gracias a ese grupo -COONa o -COOK que le aportan polaridad, lo cual hace que sean grandes emulsionantes.
En cuanto al grupo de los lípidos saponificables, son lípidos que contienen ácidos grasos y que por lo tanto, se hidrolizan por reacción de saponificación dando lugar a jabones. Dentro de los lípidos saponificables encontramos su clasificación en simples y complejos. Los simples u hololípidos son:
Acilglicéridos: formados por glicerina esterificada con una, dos o tres cadenas de ácidos grasos. Se llaman monoacilglicéridos (polares), diacilglicéridos (polares) o triacilglicéridos (no polares), respectivamente, dependiendo del número de cadenas de ácidos grasos con la que esterifica la glicerina. Los trigliceridos son denominados grasas neutras, debido a su carácter apolar. Se clasifican en aceites, sebos o mantequillas dependiendo de si contiene insaturaciones o no en las cadenas de ácidos grasos. Tiene dos funciones: de reserva de energía (en animales se almacenan en adipocitos en el tejido adiposo subcutáneo y en vegetales en vacuolas) y de aislante térmico (en animales que viven a muy bajas temperaturas).
Ceras: formadas por una cadena larga de ácidos grasos esterificada con un monoalcohol de cadena larga también. Ambos extremos son hidrófobos, con lo cual son insolubles en agua. Tienen función protectora. En los animales recubre e impermeabiliza piel, picos y plumas y en las plantas recubre frutos, hojas y flores para protegerlas de la evaporación o el ataque de insectos.
Los lípidos saponificables complejos o heterolípidos son los fosfolípidos y los esfingolípidos. Son ésteres formados por un alcohol, ácidos grasos y otro tipo de moléculas. Son moléculas constitutivas de la membrana plasmática y contienen poder anfipático. Cuando están en contacto con el agua forman micelas bicapa.
Fosfolípidos: se divide en fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos. Los fosfoglicéridos están formados por dos ácidos grasos, una glicerina, un ácido fosfórico y un aminoalcohol, mientras que los fosfoesfingolípidos están formados por un ácido graso, una esfingosina, un ácido fosfórico y un aminoalcohol, en concreto la colina.
Que tengan carácter anfipático viene genial para que se dispongan en la membrana biológica según su polaridad. De esta manera pueden formar micelas, bicapas, monocapas y liposomas.
Esfingolípidos: se divide en fosfoesfingolípidos (explicados anteriormente) y glucoesfingolípidos. Los glucoesfingolípidos están formados por una esfingosina, un ácido graso y un glúcido. NO contiene ácido fosfórico. Estos se encuentran en la cara más externa de la membrana plasmática actuando como receptores de membrana. Según el tipo de glúcidos pueden ser: cerebrósidos o gangliósidos.
Para terminar con la clasificación general, los lípidos sin ácidos grasos o insaponificables, son aquellos que no contiene ácidos grasos y con lo cual, no pueden dar lugar a jabones. Encontramos en ese grupo tres clasificaciones:
Los terpenos o ISOPRENOIDES: aquellos que derivan del isopreno. Abundan en los vegetales y nos encontramos con moléculas lineales o cíclicas que se presentan SIEMPRE en parejas de esos derivados de isopreno. Se clasifican según el número de parejas en:
Monoterpenos: dos moléculas de isopreno. ej: gerianol, mentol..
Diterpenos: cuatro moléculas de isopreno. ej: fitol, vitamina A, vitamina K…
Triterpenos: seis moléculas de isopreno. ej: escualeno
Tetraterpenos: ocho moléculas de isopreno. ej: carotenoides
Politerpenos: más de ocho moléculas de isopreno. ej: caucho.
Los esteroides: son derivados del esterano. Es esterano está formado por cuatro anillos (tres hexágonos y un pentágono) que contienen radicales en los carbonos 18 y 19 y un doble enlace con un átomo de oxígeno en el carbono número 3. Se divide en dos subgrupos:
Esteroles: contienen una diferencia en la estructura en comparación a la del esterano, en lugar de haber un doble enlace con el oxígeno hay un grupo OH en el carbono 3. El más importante de todos es el colesterol, se encuentra en la membrana plasmática y le aporta estabilidad aunque quita fluidez a esta. También están los ácidos biliares, el grupo de la vitamina D y el estradiol.
Hormonas esteroideas: se divide en hormonas suprarrenales, como son la aldosterona y el cortisol, y en hormonas sexuales, como la testosterona y la progesterona.
Las prostaglandinas: Son derivados del ácido prostanoico que es derivado del ácido araquidónico. Tiene diversas funciones:
Ayudan a la vasodilatación de los capilares sanguíneos cuando nos damos un golpe o hacemos una herida haciendo así que la zona se inflame y más sangre acuda al lugar. También reacciona ante un virus haciendo que se produzca la fiebre para la eliminación de este.
Colaboran con otros aparatos:
Disminución presión sanguínea
Regulación hormonal
Estimula el músculo liso
Disminuye la secreción de jugos gástricos.
3. Ayudan en el proceso de coagulación de la sangre.
Los lípidos tienen diferentes funciones:
Reserva de energía: debido a la oxidación que se produce en las mitocondrias. Los que predominan en esta acción son los acilglicéridos y los ácidos grasos.
Estructural: como son los fosfolípidos y el colesterol formando parte de la membrana celular.
Protectora: como las ceras, los acilglicéridos y otros, que se encargan de la protección mecánica, térmica, frente a golpes y la impermeabilidad.
Biocatalizadora: por sí misma no la realiza pero si ayuda a otros a que consigan su objetivo.
Transportadora: gracias a los ácidos biliares y proteolípidos transportan por emulsión a través de la sangre y la linfa.
Hasta aquí la explicación de los lípidos y su clasificación, así como todas las funciones generales que tienen. ¡Espero que os haya servido de ayuda!
Justo aquí debajo os dejo una serie de preguntas sobre los lípidos respondidas por mi. Unas son de selectividad y otras completan esta misión cuatro. Hasta la semana que viene, ciberbiólogos.
Preguntas PAU lípidos:
Explica qué son los lípidos saponificables. Cita, al menos, tres tipos de lípidos saponificables y pon un ejemplo de cada uno
Los lípidos saponificables son aquellos que contienen ácidos grasos y que al someterlos a hidrólisis en presencia de alcoholes forman jabones. Los acilglicéridos, los céridos y los fosfolípidos son tres tipos de lípidos saponificables. Un ejemplo de acilglicéridos son los diacilglicéridos, de céridos el fitol (pigmento de clorofila) y de fosfolípidos los fosfoglicéridos.
2. ¿Qué lípidos son los constituyentes de las membranas biológicas? ¿Qué característica común poseen que es importante para su función y por qué?
Los fosfolípidos (lípidos saponificables complejos) son constituyentes de la membrana biológica. La característica que poseen es que son anfipáticos, es decir, que tienen una parte que puede estar en contacto con el agua (hidrófila) y una parte que no puede estar en contacto con el agua (hidrófoba). Esto es importante para su función porque la membrana plasmática está rodeada de un medio acuoso, con lo cual, su disposición es de manera que las partes hidrófobas de los fosfolípidos quedan unidas entre sí por enlaces Van der Waals hacia dentro y las partes hidrófilas se unen entre sí por puentes de hidrógeno quedando hacia la parte del medio acuoso, facilitando su función de receptores de membrana a la hora de ver qué sustancias si pueden pasar al interior de la membrana y cuáles no.
3. Relaciona los siguientes lípidos con su función:
Ceras
Sales biliares
Glucoesfingolípidos
Triglicéridos
Moléculas de reconocimiento celular componentes de las membranas celulares.
Reserva energética
Protección e impermeabilidad
Emulsión de las grasas durante la digestión
Ceras: protección e impermeabilidad.
Sales biliares: emulsión de las grasas durante la digestión
Glucoesfingolípidos: moléculas de reconocimiento celular componentes de las membranas celulares
Triglicéridos: reserva energética
4. Define qué son los esteroides. Cita tres funciones de los esteroides y pon tres ejemplos.
Los esteroides son un tipo de lípidos insaponificables (que no contiene ácidos grasos) derivados del esterano o cicloentanohidrofenantreno. Se divide en dos grupos: los esteroles y las hormonas esteroideas.
Tres de las funciones que tienen los esteroides son las de dar estabilidad, resistencia y mantener la fluidez de la célula (colesterol, dentro de los esteroles), la de ayudar al metabolismo del calcio y su absorción intestinal (vitamina D, dentro de los esteroles) y la de ayudar a la formación del ARN (hormonas sexuales, dentro del grupo de hormonas esteroideas).
5. Nombra la clase o clases de lípidos que realizan cada una de estas funciones:
1. Estructural, indicando la estructura de la que forman parte.
Los fosfolípidos, lípidos saponificables complejos (fosfoglicéridos y fosfoesfingolípidos), forman parte de la capa más externa de la membrana plasmática.
El colesterol, lípido insaponificable esteroide, presente en las membranas plasmáticas de las células aportando gran estabilidad a estas.
2. Hormonal, poniendo un ejemplo e indicando el proceso que regula.
En los lípidos insaponificables, el grupo de los esteroides contiene un subgrupo llamado hormonas esteroideas que se dividen en hormonas suprarrenales y hormonas sexuales. En las hormonas suprarrenales encontramos, por ejemplo, el cortisol, que favorece a la glucogénesis, y la aldosterona, que regula la concentración de sales, sodio y cloro en el riñón. Es la que hace que la orina resultante esté más o menos concentrada.
En cuanto a las hormonas sexuales, dos ejemplos son la testosterona, hormona masculina encargada de regular los caracteres sexuales secundarios masculinos, y la progesterona, que durante el ciclo menstrual ayuda a acondicionar el endometrio para facilitar la implantación del embrión en este, y durante el embarazo ayudar a que transcurra de manera segura.
3. Energética o de reserva, indicando su lugar de almacenamiento.
Los ácidos grasos y un tipo de lípidos saponificables simples llamados acilglicéridos son encargados de reserva de energías. Los ácidos grasos proporcionan energía a través de su oxidación en las mitocondrias y los acilglicéridos tienen función de reserva de energía tanto en animales como en vegetales. Se encuentran en animales en el tejido adiposos, en adipocitos, y en vegetales almacenados en las vacuolas.
Preguntas Misión 4:
1. Con respecto a los fosfolípidos:
a) Explique su composición química, haciendo referencia al tipo de enlaces que unen a sus componentes.
Los fosfolípidos son ésteres formados por un alcohol, ácidos grasos, y otro tipo de moléculas. Este tipo de lípidos tienen poder anfipático al igual que los jabones.
Están compuestos por glicerina esterificada en el carbono número tres con un ácido fosfórico y un alcohol. En el carbono uno y dos siguen habiendo ácidos grasos, lo que reafirma que son saponificables.
b) ¿En qué estructura celular se localizan mayoritariamente los fosfolípidos?
En la membrana plasmática como receptores de membrana, controlando qué sustancias van al interior de la célula.
c) Explique qué significa que los fosfolípidos son compuestos anfipáticos y su implicación en la organización de dicha estructura.
Que son compuestos anfipáticos quiere decir que tienen una parte polar y otra apolar: la que puede estar en contacto con el agua, denominada parte hidrófila y la que no puede estar en contacto con el agua, denominada hidrófoba. En los fosfolípidos la parte hidrófila es la del grupo fosfato y el alcohol, y el resto es la parte hidrófoba. Por esta condición anfipática los fosfolípifos forman micelas bicapa cuando están en contacto con el agua. (la parte hidrófoba queda unida a otras partes hidrófobas de otros fosfolípidos y las partes hidrófilas unidas entre sí por puentes de hidógeno, quedan hacia fuera, en contacto con el agua)
2. Los lípidos son moléculas orgánicas presentes en todos los seres vivos con una gran heterogeneidad de funciones.
a) Indique la composición química de un triacilglicérido de origen vegetal.
Los triglicéridos son lípidos formados por un alcohol, la glicerina en este caso, esterificado con tres moléculas de ácidos grasos. Los triglicéridos de origen vegetal se presentan en forma de aceite, ya que son ácidos grasos insaturados, presentados en forma líquida a temperatura ambiente. Tienen función de reserva de energía y se almacenan en las vacuolas de los vegetales.
b) La obtención del jabón se basa en una reacción en la que intervienen algunos lípidos; explique esta reacción e indique cómo se denomina.
La reacción por la cual se obtiene jabón es la reacción de saponificación. En presencia de bases fuertes como son el hidróxido de sodio e hidróxido de potasio, el ácido graso reacciona con estas dando lugar a la sal de un ácido graso, conocido como jabón. Los lípidos no son solubles en agua, pero los jabones si son dispersables gracias a los grupos COONa y COOK que le aportan polaridad a la molécula.
c) Justifique si el aceite de oliva empleado en la cocina podría utilizarse para la obtención de jabón.
Una de las propiedades químicas que tienen los ácidos grasos es que todos realizan su hidrólisis en presencia de alcoholes en las reacciones de saponifiación, uniéndose el ácido graso a una base fuerte (NaOH o KOH) dando lugar así a jabones. El aceite de oliva es un ácido graso monoinsaturado, con lo cual, contiene esta propiedad química y da lugar a jabones.
3. Dada la siguiente estructura indique:
a) ¿Qué tipo de molécula se muestra?
En la imagen se muestra un tipo de lípido saponificable simple: un triglicérido
b) Indique las principales propiedades físicas y químicas de este grupo de moléculas.
Los triglicéridos están formados por glicerina esterificada con tres moléculas de ácidos grasos. Pueden estar esterificados con una o dos moléculas pero en estos casos se llamarían monoacilglicéridos y diacilglicéridos respectivamente. Pueden presentarse dependiendo del tipo de ácidos grasos de tres maneras: como aceites, si son cadenas de ácidos grasos insaturados (líquidos a temperatura ambiente), como sebos, si son cadenas de ácidos grasos saturados (sólidos a temperatura ambiente) o como mantequillas, si son cadenas de ácidos grasos cortas (semisólidos a temperatura ambiente). Son apolares y prácticamente insolubes en agua.
c) En los organismos vivos animales y vegetales ¿dónde encontraría este tipo de moléculas?
En el caso de organismos vivos animales podemos encontrarlos en el tejidos adiposo sirviendo así de aislante térmico y de reserva de energía. En los organismos vegetales, podemos encontrar este tipo de lípidos saponificables simples almacenados en las vacuolas.