Lípidos: Clasificación, Estructura y Funciones Biológicas

Triacilglicéridos (Grasas Neutras)

Los triacilglicéridos son grasas neutras formadas por tres ácidos grasos unidos mediante enlaces éster a una molécula de glicerol. Se clasifican en:

• Triacilglicéridos simples: Si los tres ácidos grasos son iguales.
• Triacilglicéridos mixtos: Si los ácidos grasos son diferentes.

Funciones de los Triacilglicéridos

1. Reserva Energética: Constituyen la principal reserva energética de los animales. Su oxidación completa libera una gran cantidad de energía. Algunas semillas también los almacenan. Dado que los lípidos son altamente hidrofóbicos, se depositan en estado anhidro, a diferencia del glucógeno, que es hidrofílico y se almacena en forma de gránulos hidratados.

2. Aislamiento Térmico y Físico: En muchos animales, la grasa se acumula en el tejido adiposo. El citoplasma de los adipocitos está ocupado por triacilglicéridos. Al conjunto de este depósito se le denomina panículo adiposo, muy desarrollado en animales que viven en zonas árticas.

3. Termogénesis (Tejido Adiposo Pardo): El tejido pardo suministra calor (termogénesis sin escalofríos). Suele aparecer en bebés y se consume posteriormente. Su oxidación en la mitocondria está desacoplada de la síntesis de ATP, lo que permite la liberación directa de calor, esencial para la hibernación en ciertos animales.

Fosfoglicéridos

Son los principales componentes lipídicos de las membranas biológicas. El más sencillo es el ácido fosfatídico, y está formado por glicerol, ácidos grasos y ácido fosfórico.

Esfingolípidos

Son constituyentes de las membranas vegetales y animales, y abundan especialmente en el tejido nervioso. Están formados por:

• Una molécula de aminoalcohol de cadena larga (esfingosina).
• Una molécula de ácido graso.
• Un grupo de cabeza polar.

Propiedades de los Lípidos de Membrana

Los fosfoglicéridos y esfingolípidos son moléculas anfipáticas. En un medio acuoso, forman espontáneamente bicapas, enfrentando sus extremos polares hacia el exterior. Las bicapas lipídicas tienden a cerrarse sobre sí mismas para evitar que las cadenas hidrocarbonadas queden expuestas al agua. Por esta razón, las bicapas lipídicas poseen la capacidad de autorrepararse. Por ejemplo, una célula como el óvulo no se rompe cuando entra un espermatozoide debido a la formación de esta capa lipídica.

Ceras

Las ceras son sólidos totalmente insolubles en agua. Químicamente, son ésteres formados por la unión de un ácido graso de cadena larga y un alcohol de cadena larga.

Funciones de las Ceras

1. Recubrimiento y Protección: En los animales, las plumas, el pelo y la piel están recubiertos por cera que los mantiene flexibles, lubricados e impermeables. La cubierta cérea de las hojas y los frutos de las plantas impide la pérdida de agua y protege contra los parásitos. Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas.

2. Reserva Energética: Son la principal reserva energética de numerosos componentes del plancton marino.

Proteínas: Estructura, Niveles de Organización y Diversidad Funcional

Las proteínas son biomoléculas formadas por la polimerización de aminoácidos. Están compuestas principalmente por Carbono (C), Hidrógeno (H), Oxígeno (O) y Nitrógeno (N), y en algunos casos Azufre (S). Son macromoléculas con una elevada masa molecular relativa (por ejemplo, el fibrinógeno de la sangre tiene aproximadamente 500,000 aminoácidos). Son responsables de la mayor parte de las estructuras y de las acciones vitales de los organismos.

Niveles Estructurales de las Proteínas

1. Estructura Primaria: Hace referencia a la secuencia lineal de aminoácidos, es decir, al orden en que se colocan para formar la cadena peptídica. El orden de colocación es crucial, ya que una proteína puede tener miles de aminoácidos y existen 20 aminoácidos diferentes.

2. Estructura Secundaria: Un fragmento de cadena polipeptídica puede adoptar diferentes disposiciones espaciales según los ángulos que forman los enlaces. Las estructuras secundarias más frecuentes son la hélice alfa y la hoja plegada beta. Otro caso específico se da únicamente en el colágeno, que es una triple hélice formada por tres cadenas peptídicas que se arrollan entre sí. En algunas proteínas globulares se producen agrupaciones de hélices alfa.

3. Estructura Terciaria: La cadena polipeptídica, aunque estabilizada por su estructura secundaria, puede sufrir giros y plegamientos adicionales, adquiriendo una disposición tridimensional única. Las principales interacciones no covalentes que pueden establecerse entre las cadenas laterales de los aminoácidos y que estabilizan esta estructura son:

   • Puentes de hidrógeno.
   • Interacciones electrostáticas (iónicas).
   • Interacciones de Van der Waals.
   • Interacciones hidrofóbicas.

4. Estructura Cuaternaria: Es un grado superior de organización espacial que implica la asociación de dos o más cadenas polipeptídicas (iguales o diferentes). Una proteína con estructura cuaternaria se denomina oligómero, constituido por varias cadenas polipeptídicas, donde cada cadena individual es un monómero.

Funciones Biológicas de las Proteínas

Proteínas Estructurales

Contribuyen a fijar la forma y la rigidez o flexibilidad de las diversas partes de los organismos. Ejemplo: el colágeno de los tendones.

Proteínas de Reserva

Contribuyen al almacenamiento de aminoácidos que el organismo utilizará en el crecimiento o la reparación de estructuras. Ejemplo: las albúminas.

Proteínas Activas (Funcionales)

Desempeñan múltiples funciones, interactuando específicamente con otras sustancias llamadas ligandos.

H5 Enzimas

Unen el ligando (sustrato) y catalizan su transformación en otra sustancia diferente.

H5 Proteínas Reguladoras

Interaccionan con el ligando y ponen en marcha determinados procesos celulares. Ejemplo: los receptores hormonales al unirse a una hormona.

H5 Proteínas Transportadoras

Se unen reversiblemente a un ligando y lo transportan de un lugar a otro. Ejemplo: la hemoglobina (transporte de oxígeno) o las proteínas transmembrana (transporte a través de la membrana).