Biomoléculas LIPIDOS BIOLOGIA PROF: ANA VALLEJO G.

ASPECTOS GENERALES DE LOS LÍPIDOS  Denominamos lípidos a un conjunto muy heterogéneo de biomoléculas cuya característica es la insolubilidad en agua, siendo por el contrario, solubles en disolventes orgánicos (benceno, cloroformo, éter, hexano, etc.).  Sin embargo algunos de ellos tienen segmentos que si son solubles en agua, como los fosfolipidos.  Los lípidos pueden encontrarse unidos covalentemente con otras biomoléculas como en el caso de los glicolípidos (presentes en las membranas biológicas)  También son numerosas las asociaciones no covalentes de los lípidos con otras biomoléculas, como en el caso de las lipoproteínas y de las estructuras de membrana.

Características  Hidrofobicidad  Dispersión de lípidos en medio acuoso  Agregación de lípidos en medio acuoso

FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS 1. ENERGÉTICA ENERGÉTICA 2. RESERVA DE AGUA RESERVA DE AGUA 3. PRODUCCIÓN DE CALOR PRODUCCIÓN DE CALOR 4. ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL 5. INFORMATIVA INFORMATIVA 6. CATALÍTICA CATALÍTICA

1.-FUNCIÓN ENERGÉTICA  Los lípidos (generalmente en forma de triglicéridos ) constituyen la reserva energética de uso tardío del organismo.  Su contenido calórico es muy alto (9 Kcal/gramo), y representan una forma compacta y anhidra de almacenamiento de energía.  A diferencia de los hidratos de carbono, que pueden metabolizarse en presencia o en ausencia de oxígeno, los lípidos sólo pueden metabolizarse aeróbicamente

2.-RESERVA DE AGUA  Aunque parezca paradójico, los lípidos representan una importante reserva de agua. La combustión o catabolismo de los lípidos produce una gran cantidad de agua (agua metabólica).  En animales desérticos, las reservas grasas se utilizan principalmente para producir agua (joroba de camellos y dromedarios).

3.-PRODUCCIÓN DE CALOR  En algunos animales (particularmente en aquellos que hibernan), hay un tejido adiposo especializado que se llama grasa parda.  En este tejido, la combustión de los lípidos no se produce ATP y la mayor parte de la energía derivada de la combustión de los triaglicéridos se destina a la producción calórica necesaria para los períodos largos de hibernación. En este proceso, un oso puede llegar a perder hasta el 20% de su masa corporal.

4.-FUNCIÓN ESTRUCTURAL  Ls membrana celular está formada por lípidos de tipo anfipático, que tienen una parte de la molécula de tipo hidrofóbico y otra parte de tipo hidrofílico, formando la bicapa lipídica.  En las células eucariotas existen una serie de orgánulos celulares (núcleo, mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, etc) que también están rodeados por una membrana constituída, principalmente por una bicapa lipídica compuesta por fosfolípidos.  Las ceras son un tipo de lípidos neutros, cuya principal función es la de protección mecánica de las estructuras donde aparecen.

5.-FUNCIÓN INFORMATIVA  Los organismos pluricelulares han desarrollado distintos sistemas de comunicación entre sus órganos y tejidos. Así, el sistema endocrino genera señales químicas para la adaptación del organismo a circunstancias medioambientales diversas. Estas señales reciben el nombre de hormonas. Muchas de estas hormonas (esteroides, prostaglandinas, leucotrienos, calciferoles, etc) tienen estructura lipídica.

6.-FUNCIÓN CATALÍTICA  Hay una serie de sustancias que son vitales para el correcto funcionamiento del organismo, y que no pueden ser sintetizadas por éste. Por lo tanto deben ser necesariamente suministradas en su dieta. Estas sustancias reciben el nombre de vitaminas.  La función de muchas vitaminas consiste en actuar como cofactores de enzimas (proteínas que catalizan reacciones biológicas).  Ejemplos son  los retinoides (vitamina A)  los tocoferoles (vitamina E),  las naftoquinonas (vitamina K)  los calciferoles (vitamina D).

CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS  La heterogeneidad estructural de los lípidos dificulta cualquier clasificación sistemática.  El componente lipídico de una muestra biológica puede ser extraído con disolventes orgánicos y ser sometido a un criterio empírico : la reacción de saponificación.

 lípidos saponificables los que forman jabón lípidos saponificables  lípidos insaponificables lípidos insaponificables Los que no forman jabón

Lípidos Saponificables

LÍPIDOS SAPONIFICABLES  Los lípidos saponificables agrupan a los :  ácidos grasos ácidos grasos  eicosanoides (prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos) eicosanoides  lípidos neutros (acilgliceroles y ceras) lípidos neutros  lípidos anfipáticos (glicerolípidos y esfingolípidos). lípidos anfipáticos

ÁCIDOS GRASOS  Son las grasa mas simples  Los ácidos grasos son ácidos carboxílicos de cadena larga. Por lo general, contienen un número par de átomos de carbono, normalmente entre 12 y 24.  Son moléculas débilmente anfipáticas.  Según la naturaleza de la cadena hidrocarbonada, distinguimos:

Tipos de ácidos grasos  ÁCIDOS GRASOS SATURADOS ÁCIDOS GRASOS SATURADOS  ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS

ÁCIDOS GRASOS SATURADOS  Presentan solo enlaces simples C-C  son muy poco reactivos.  ejemplos : palmítico C16:0) esteárico C18:0 ácido mirístico C14:0 ácido lignocérico C24:0

Estructura de los ácidos grasos saturados Ácido palmítico, C16

ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS   Son aquellos que presentan al menos un enlace doble C =C  Este enlace produce un quiebre en la molecula que aumenta su flexibilidad  A veces también enlace triple C C  Ejemplos : ácido oleico ácido araquidónico

Ác.oleico Ác.linoleico Ác.linolénico Ác.araquidónico

LÍPIDOS NEUTROS  Son ésteres de ácidos grasos con alcoholes..  En la Naturaleza encontramos dos tipos:  acilgliceroles acilgliceroles  ceras ceras

ACILGLICERIDOS  Constituyen el contingente mayoritario de los lípidos de reserva energética, y son muy abundantes en el tejido adiposo animal y en las semillas y frutos de las plantas oleaginosas. tipo ester  se forman por la unión de glicerol ( alcohol ) mas acidos grasos por enlaces covalentes tipo ester  Glicerol + un acido graso = monoglicérido  Glicerol + dos acido grasos = diglicéridos  Glicerol + tres ácidos grasos = triglicéridos 

GLICEROL ACIDOS GRASOS

ceras  Se forman por la union de un acido graso con un alcohol.  Su función principal es estructural, cubriendo y protegiendo diversas estructuras, contribuyendo al carácter hidrofóbico de los tegumentos de animales y plantas.

LÍPIDOS ANFIPÁTICOS  Cuando la molécula de un lípido posee un grupo fuertemente polar además de la cadena hidrocarbonada hidrofóbica se dice que se trata de un lípido anfipático.  Se representan de forma esquemática como una o dos líneas rectas o quebradas (que representan a las cadenas hidrocarbonadas hidrofóbicas), que acaban en un círculo (que representa la cabeza polar, hidrofílica). polar apolar

BICAPAS LIPÍDICAS  En los seres vivos, los lípidos anfipáticos forman bicapas,Se puede considerar una bicapa como dos monocapas superpuestas, unidas por sus zonas hidrofóbicas.  La parte hidrofílica de la bicapa flanquea por ambos lados a la zona hidrofóbica, y evita su contacto con el medio acuoso. En el laboratorio se pueden formar bicapas artificiales, que sirven como modelo para el estudio de las propiedades biológicas de las membranas.  Estas bicapas reciben el nombre de liposomas. 

Temperatura (unidades arbitrarias) Fluidez de membrana (Unidades arbitrarias) Bicapa Bicapa + colesterol Fluidez de membrana en función de la temperatura

Lipidos anfipaticos : fosfolípidos  son similares a los triglicéridos, en ellos un acido graso es reemplazado por un grupo polar

EICOSANOIDES  Este término agrupa a una serie de compuestos derivados el ácido araquidónico  Todos ellos tienen una amplia gama de actividades biológicas, bien como señales químicas (hormonas) o como efectores fisiológicos (en procesos inflamatorios). Son el prototipo de mediadores locales, liberados in situ ante diversos estímulos. En esta categoría se incluyen:  PROSTAGLANDINAS PROSTAGLANDINAS  TROMBOXANOS TROMBOXANOS  LEUCOTRIENOS LEUCOTRIENOS 

LÍPIDOS INSAPONIFICABLES

Los lípidos insaponificables  terpenos: retinoides, carotenoides, tocoferoles, naftoquinonas, dolicoles terpenos  esteroides: esteroles, sales y ácidos biliares, hormonas esteroideas esteroides

TERPENOS  Muchas de estas moléculas son vitaminas liposolubles. Son frecuentes en los aceites esenciales de plantas. En este grupo se incluyen:  retinoides (vitamina A) retinoides  carotenoides (provitamina A) carotenoides  tocoferoles (vitamina E) tocoferoles  naftoquinonas (vitamina K) naftoquinonas  dolicoles dolicoles

ESTEROIDES  Son compuestos derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano),  Se distinguen tres grupos de esteroides:  esteroles esteroles  ácidos y sales biliares ácidos y sales biliares  hormonas esteroideas hormonas esteroideas 