Oligozaharide si polizaharide - WordPress.com · (palmitic şi stearic) sunt întâlniţi în...

Biochimie - Curs 5- 2019

Lipidele

Lipidele (grec. lipos, grăsime) constituie o altă clasă de molecule prezente în toate

celulele. În contrast cu proteinele, polizaharurile sau acizii nucleici (care sunt polimeri)

aceste substanţe sunt relativ simple. Una din cele mai importante funcţii ale lipidelor este

aceea de a se situa în membrana celulelor (matricea membranară) sub forma unor

agregate. Funcţiile biologice ale lipidelor sunt diverse (la fel ca şi structura lor chimică).

Grăsimile şi uleiurile constituie rezerva principală de energie din multe organisme.

Fosfolipidele şi sterolii sunt elemente structurale majore ale membranelor biologice. Alte

lipide, deşi prezente în cantităţi relativ mici, joacă diverse roluri în organism: cofactori,

purtători de electroni, pigmenţi care absorb lumina, ancora hidrofobă pentru proteine,

chaperoni (proteine care ajută la împachetarea altor proteine – sunt implicate în controlul

calităţii acestor proteine în reticulul endoplasmatic), agenţi de emulsifiere în tractul

digestiv, hormoni şi mesageri intracelulari.

Grăsimile şi uleiurile, sursa de energie universală pentru organismele vii, sunt

derivaţi ai acizilor graşi. Oxidarea celulară a acizilor graşi (la CO2 şi H2O) este un proces

exoterm.

Acizii graşi sunt acizi carboxilici a căror catene variază între 4 şi 36 atomi de

carbon. Aceşti acizi pot fi saturaţi (având catena liniară sau ramificată) sau nesaturaţi

(având în componenţă una sau mai multe legături duble). Poziţia legăturilor duble este

indicată prin litera ∆ având indici care reprezintă poziţia acestei legături (un acid gras

nesaturat, de exemplu acidul ecosadienoic, cu două legături duble între atomii de carbon

4 şi 5 respectiv 8 şi 9 va fi reprezentat cu 20:2 ∆4,8).

Cei mai des întâlniţi acizi graşi sunt liniari şi au catena cuprinsă între 12 şi 24

atomi de carbon. Dintre aceştia acizii graşi care au în catenă 16 sau 18 atomi de carbon

(palmitic şi stearic) sunt întâlniţi în plantele superioare şi animale. Acizii graşi nesaturaţi

reprezintă mai mult de jumătate din totalul de lipide al plantelor şi animalelor. În mod

normal catena acizilor graşi conţine un număr par de atomi de carbon acesta fiind

rezultatul biosintezei acestor compuşi. Acizii

graşi saturaţi sunt molecule flexibile fapt

datorat rotaţiei libere în jurul legăturilor C-C.

Triacilglicerolii sunt esteri ai acizilor

graşi cu glicerina (Figura 1). Funcţia triacil-

glicerolilor este aceea de “rezervor”

energetic al animalelor şi din acest motiv

sunt lipidele cele mai abundente.

Majoritatea triglicerolilor au în componenţă cel puţin 2 sau 3 tipuri diferite de

acizi graşi (saturaţi sau nesaturaţi, Figura 2, pagina 2) şi sunt denumiţi în acord cu poziţia

acestora pe scheletul glicerinei.

Grăsimile şi uleiurile sunt amestecuri complexe de triacilgliceroli a căror

compoziţie în acizi graşi diferă de la un organism la altul. Uleiurile din plante sunt mai

bogate în acizi graşi nesaturaţi decât cele din animale.

Triacilglicerolii sunt mai stabili la oxidare faţă de polizaharuri sau proteine. Mai

mult, aceştia sunt compuşi nepolari şi pot fi depozitaţi în formă anhidră, pe când

Figura 1. Structura glicerinei și a triacilglicerolilor


glicogenul leagă de două ori mai multă apă faţă de greutatea sa. În comparaţie cu

glicogenul, grăsimile pun la dispoziţie de 6 ori mai multă energie decât glicogenul

hidratat.

Figura 2. Structura palmitoil-linoleil-stearoil-glicerinei

Adipocitele (celule care intră în componenţa ţesutului adipos) sunt specializate

pentru sinteza şi depozitarea triacilglicerolilor. În timp ce alte tipuri de celule au câteva

granule de grăsime dispersate în citozol, adipocitele pot fi aproape în totalitate acoperite

cu globule de grăsime. Ţesutul adipos este abundent în stratul subcutanar şi în cavitatea

abdominală. Conţinutul de grăsime al oamenilor (aproximativ 21% pentru bărbaţi şi 26%

pentru femei) permite acestora să supravieţuiască în condiţii de înfometare timp de 2-3

luni. Stratul subcutanar de grăsime asigură protecţia termică, în special în cazul

animalelor acvatice (balena, pinguin etc).

Glicerofosfolipidele (fosfogliceridele) sunt o componentă a membranelor biolo-

gice. Acestea sunt esteri micşti ai glicerinei cu acizii graşi (de obicei poziţia 1 este ocupa-

tă de un acid gras saturat, iar poziţia 2 de un acid gras nesaturat) şi un rest al acidului

fosforic. În mod curent pe gruparea fosforil este grefată o grupare polară (Figura 3).

Figura 3. Structura generală a unui fosfolipid și a grupărilor polare

care apar în structure glicero-fosfo-lipidelor


Din acest motiv glicerofosfolipidele sunt molecule amfifile (cu o “coadă” alifatică şi un

“cap” polar). Prin autoorganizarea acestora se pot forma membrane, entităţi necesare

funcţionarea adecvată tuturor celulelor.

În organismul uman fosfolipidele joacă rolul de agenţi de emulsifiere (în bilă) sau

de agenţi de umezire aflaţi la suprafaţa unor organe (în plămâni, intestine sau rinichi).

Fosfolipidele formează ansamble cu lipoproteinele circularorii (LDL sau HDL)

permiţând transportul nutrienţilor mai greu solubili în organism.

Fosfatidil-etanolamina este o lipidă zwitterionică care are tendinţa de a nu forma

straturi bilipidice şi care este cea mai abundentă fosfolipidă din celulele eucariote.

Fosfatidil-etanolamina (cefalina) se găseşte în special în membranele din ţesuturile

creierului, unde alcătuiesc circa 50% din totalul conţinutului de fosfolipide.

Fosfatidil-colina (lecitina, în greacă ”lekihos” = gălbenuş de ou) este cea mai

abundentă fosfolipidă din plante şi animale, atingând în unele situaţii cantităţi mai mari

de 50% din totalul lipidelor aflate în straturile bilipidice. În particular, se află într-o

proporţie considerabilă în stratul

exterior al membranei celulare. De

asemenea, este fosfolipidul principal

care circulă în plasmă, unde este o

componentă principală a

lipoproteinelor (HDL). Pe de altă parte

este prezentă în cantităţi modeste (mai

puţin de 10%) sau chiar absentă în

membranele microorganismelor. Prin

intermediul grupei sale încărcate

pozitiv fosfatidil-colina permite

livrarea radicalilor metil spre ficat. Aceste reacţii de metilare sprijină o serie de căi

metabolice şi sunt necesare pentru procesul de duplicare a genelor, etapă care precede

diviziunea celulară. Comparativ cu alte lipide, fosfatidil-colina joacă un rol important în

activarea, proliferarea, maturarea sau regenerarea celulară.În zile noastre lecitina este

frecvent folosită în industria alimentară, drept agent de emulsifiere, drept agent de

curgere în industria ciocolatei, stabilizator în panificaţie, potenţiator de aromă sau

supliment în alimentaţia animalelor.

Dipalmitoil-fosfatidil-colina este o componentă majoră a lipidelor prezente pe

suprafaţa celulelor pulmonare.

Fosfatidil serina este o fosfolipidă componentă a membranei celulare care este

localizată îndeosebi în stratul lipidic interior al acesteia. Fosfatidil serina este importantă

pentru funcţiile cognitive ale creierului (memoria, învăţarea sau reînprospătarea informa-

ției; starea de spirit). Datorită instabilităţii reduse în apă, suplimentele bogate în fosfatidil

serină sunt în formă solidă (pudre, cereale sau batoane). De asemenea, fosfatidil serina

poate fi sintetizată în organism.

Glicerofosfolipidele pot fi scindate enzimatic de către fosfolipaze. Acestă clasă de

enzime scindează selectiv legăturile esterice ale glicerofosfolipidelor. Fosfolipaza A2

(izolată din pancreas sau rinichi, veninul de şarpe sau al albinelor) clivează restul acidului

gras de la carbonul 2 al glicerinei. Compusul rezultat (lizofosfolipidul) este un detergent

puternic sau un marker tumoral (în fluidul ascitic sau plasmă) pentru cancerul ovarian.

Lizofosfolipidul asistă la scindarea altor lipide prin ruperea globulelor de grăsime şi

Figura 4. Structura 1-stearoil-2-oleoil-3-fosfatidil-colinei


desfacerea acestora în micelii de dimensiuni reduse. Lecitina este secretată la nivelul

ficatului, secretată în bilă iar mai târziu

secretată la nivelul intestinului, unde este

scindată de fosfolipaza A2 (Figura 5),

contribuind la procesul de digestie a

grăsimilor.

Plasmalogenii sunt glicerofosfolipide

de tip eteric care au grefate resturi alchil

nesaturate la atomul de carbon din poziţia 1 a

glicerolului. Plasmalogenii (Figura 6) consti-

tuie o clasă importantă de lipide localizate în

membrana ţesutului nervos. Cei mai cunoscuţi

plasmalogeni sunt derivaţi ai etanol-aminei,

serinei sau colidinei. Datorită restului vinilic

aceşti compuşi se pare că joacă un rol în

protejarea celulei de radicalii de oxigen liberi. O serie de reacţii metabolice care conduc

la plasmalogeni se desfăşoară în peroxizomi şi din acest motiv o serie de boli

peroxizomale pot fi puse pe seama împiedicării biosintezei acestor compuşi.

Sfingolipidele sunt derivaţi de sfingozină (amino-alcool

cu 18 atomi de carbon, Figura 7) şi sunt abundente în

ţesutul nervos. În general acest tip de lipide se

concentrează în partea exterioară a membranei

plasmatice. Derivaţii N-acil-sfingozinici sunt cunoscuţi

sub numele de ceramide.

În urma ataşării restului acil la gruparea amino a

sfingozinei se formează o legătură amidică care este

rezistentă la hidroliză în soluţie alcalină, iar pe baza

acestei proprietăţi pot fi diferenţiaţi de acil-gliceroli care

au legături esterice.

Figura 7. Structura sfingozinei și ceramidelor derivate

Există 3 tipuri de ceramide:

a) Sfingomielinele sunt ceramide care au o grupare fosfocolinică (sau fosfoetanol-

aminică). Acestea constituie 10-20% din totalul lipidelor membrananei celulare.

Figura 5. Scindarea enzimatică a unei

glicero-fosfolipide

Figura 6. Structura plasmalogenilor


Sfingomielinele (Figura 8) sunt componente ale membranei mielinice (care înconjoară

axonii celulelor nervoase).

Boala Niemann-Pick (NPD) este o

tulburare de stocare a lipidelor ca

urmare a deficienței unei enzime

lizozomale numită sfingomielinază

acidă. NPD de tip A, care este o

tulburare fatală ce apare în copilărie

și este caracterizată de hepatospleno-

megalie și probleme neurodegenera-

tive, progresive, cauze care conduc la

deces la vârste fragede (de 2-3 ani).

b) Cerebrozidele sunt glicofosfolipide (ceramide) ce conţin o monohexoză (glucoză sau

galactoză, Figura 9) legată prin intermediul unei legături 1-O--glicozidice de o

grupare alcoolică primară a N-acil-sfingozinei (N-sfingoid). În plante monozaharida

este de regulă glucoza, iar în animale acest zahar este galactoza, deşi acest rest poate

varia în funcţie de ţesut, glucoza fiind prezentă în cerebrozidele din sânge. În plante

sfingoidul este de obicei fitosfingozina, în animale sfingozina sau dihidrosfingozina

(sfinganina). Cerebrozidele conţin frecvent cantităţi însemnate de acizi graşi cu catenă

lungă (acidul behenic-22:0, lignoceric-24:0, nervonic-24:1 sau 2-hidroxi-acizi graşi

cum ar fi acizii 2-hidroxi-nervonic şi -hidroxi cerebronic 24:0). Sinteza

cerebrozidelor presupune acilarea psihozinei sau transferul glucozei sau galactozei la o

molecula de ceramidă.

Figura 9. Structura de bază a cerebrozidelor și gangliozidelor

derivate de la ceramide

În boala Gaucher, cantități anormale de cerebrozide se acumulează în ganglionii

limfatici ficat, splină și măduvă osoasă. Enzima defectă este glucocerebrozidaza.

Excesul de lipide, stocate în celule Gaucher dilatate este tipic bolii, interferă cu funcția

acestor celule și se manifestă sub forma a două sindroame distincte: (a) o formă

Figura 8. Structura sfingomielinei


cerebrală acută afectează în principal copiii, care aparent sunt normali la naștere, dar

în curând devin apatici și retardați; extinderea abdomenului lor este urmată de

simptome severe ale sistemului nervos, iar decesul survine în primului an de viață.

(b) O formă mai cronică, care poate deveni evidentă la orice vârstă, se caracterizează

printr-o extindere a splinei, prin anemie, și printr-o pigmentare maro inconsistentă a

pielii; forma oaselor prezintă modificări caracteristice, și interferențele cu procesul de

calcifiere poate conduce la fracturi și deformări osoase.

c) Gangliozidele sunt ceramide care au ataşate oligozaharide (ce conţin şi resturi de acid

sialic, asemeni glicoproteinelor, Figura 10). Glicolipidele cu o moleculă de acid sialic

sunt numite monosialogangliozide (indice M), iar cele cu două molecule de acid sialic

sunt numite disialogangliozide (D). Gangliozidele (cunoscute - aproximativ 60) sunt

în principal componenţi ai membranei celulare şi constituie 6% din lipidele creierului.

GM1, GD1a şi GD2a sunt principalele gangliozide din creier. Gangliozidele sunt

receptori pentru proteine toxice (toxinele holerică, tetanusului sau botulinică).

Figura 10. Rest de oligozaharid din galactozida GM2

(Glc = glucoza, Gal = galactoza, GalNAc = N acetil-

galactozamida, Neu5Ac = N-acetil-neuraminidat sau

acidul sialic)

Sterolii au roluri fiziologice importante

Sterolii sunt substanţe comune localizate în

membrana organismelor eucariote, unde aceştia joacă

un rol important în asigurarea stabilităţii acstora. Sterolii

sunt mai puţin întâlniți în membranele procariotelor.

Colesterolul este cel mai cunoscut sterol

deoarece acest compus poate fi asociat cu ateroscleroza.

În plante şi alge se află în cantitate apreciabilă

sitosterolul (70%) şi stigma-sterolul (20%). Figura 11. Tipuri de nuclee din moleculele

sterolilor

Drojdiile acumulează o cantitate mare de steroli (peste 10% din masa uscată), în

timp ce ficomicetele (ciupercile parazite inferioare) conţin exclusiv ergosterol. Acest

sterol este majoritar şi în alte drojdii sau ciuperci.

Moleculele acestor steroli posedă un element structural comun – trei nuclee de șase atomi

de carbon condensate (ciclurile A, B şi C) la este ataşat un nucleu de ciclopentan (ciclul

D, Figura 11).

Colesterolul liber constituie o componentă majoră a membranarelor celulelor

animale (reprezintă un procent de 30-40% din totalul lipidelor) şi a lipoproteinelor din

plasma sangvină. Datorită grupării –OH colesterolul are un caracter amfifilic moderat.

Prezenţa celor patru nuclee conferă colesterolului o rigiditate crescută comparativ cu

celelalte lipide. În glandele cortico-suprarenale colesterolul participă la sinteza

hormonilor steroidici (glucocorticoide, aldosterone şi androgeni sau estrogeni).


Colesterolul (Figura 12) poate fi de asemenea esterificat cu acizii graşi. În forma

esterificată este depozitat în citoplasma celulelor sau poate circula în sânge (în

componenţa lipoproteine-lor). În contrast, în creier şi alte ţesuturi nervoase, unde

colesterolul este o componentă a membranei mielinice, cantitatea de colesterol esterificat

este foarte mică.

Figura 12. Tipuri de steroli din membranele celulare

Gruparea –OH din poziţia 3 a sterolului poate forma o legătură O-glicozidică cu gruparea

-OH din poziţia 1 a unei hexoze (de obicei glucoză, Figura 13). Glicozidele steolilor sunt

răspândite în plante sau alge. Mai mult, hidroxilul din poziţia 6 a hexozei respective poate

fi esterificat cu acizi graşi în scopul producerii sterol glicozidelor acilate.

Figura 13. Glicozida a ergosterolului


Colesterolul poate fi transformat în acizi biliari

(primari sau conjugaţi), acizi care sunt

secretaţi în căile biliare, unde intră în

componenţa bilei (sub forma de săruri). De

exemplu, acidul taurocolic permite absorbţia

mai eficientă a colesterolului.

Figura 14. Strucura acidului taurocolic

Ergosterolul este un precursor al vitaminei D3.

Această moleculă este întâlnită în plante şi drojdii. În

cazul în care ergosterolul este iradiat cu lumină

ultraviolet (UV) rezultă vitamina D3, prin deschiderea

ciclului B, compus cu proprietăţi antirahitice.

Plantele, drojdiile şi ciupercile conţin şi alţi

steroli. Glucocorticoizii naturali sau sintetici (cortizolul,

corticosterona, dexametazona, betametazona etc) influen-

ţează metabolismul carbohidraţilor, proteinelor şi

lipidelor și implicit o varietate largă de funcţii vitale,

incluzând reacţiile inflamatorii şi capacitatea de a face faţă

stresului. Glucocorticoizii sunt sintetizaţi în zona fasciculară a cortexului suprarenal.

Aldosterona controlează excreţia de săruri şi apă din rinichi.

Androgenii (hormonii sexuali masculini) şi estrogenii (hormonii sexuali femini)

afectează dezvoltarea şi funcţiile sexuale (Figura 16). Testosteronul se formează din

androstendionă, sub acţiunea unei enzime, în celulele Leydig, din testicule. Este

responsabil de virilizare în timpul vieţii embrionare şi iniţiază şi menţine caracterele

secundare masculine în decursul vieţii. Este sintetizat şi de ovare, majoritatea fiind

convertit la estradiol, iar restul este secretat în sânge. În celulele ţintă este transformat în

dihidrotestosteronă (androgen).

Figura 16. Strucurile testosteronului și β-estradiolului

Ecosanoidele sunt derivaţi ai acidului arahidonic. Prostaglandinele (ecosanoidele)

sunt compuşi cu 20 atomi de carbon (Grec. eikosi = douăzeci). Substanţele din această

clasă acţionează la concentraţii foarte mici şi sunt implicate în producerea durerii şi a

febrei, controlul presiunii arteriale şi reproducere. Acești compuși acţionează îndeosebi la

Figura 15. Strucura cortizolului


Lipida amfifila

Grupe nepolare

(hidrofobe )

Grupe polare

(hidrofile )

nivel local, în apropierea celulelor care-i produc. Aspirina inhibă situsul activ al

ciclooxigenazei (prin acetilarea serinei din poziţia 530). Produşii metabolismului

arachidonatului variază în funcţie de natura ţesutului.

Lipide bistratificate

În organismele vii lipidele sunt adesea în stare liberă, dar în majoritatea cazurilor

acestea sunt asociate cu alte molecule (de regulă cu alte lipide). Proprietăţile lipidelor

bistratificate sunt importante deoarece acestea formează baza structurală a membranelor

biologice. Aceste membrane constituie bariere care delimitează interiorul celulei de

exteriorul acesteia. Membranele au structuri dinamice în care proteinele “plutesc” într-o

mare de lipide. Componentele lipidice ale membranei formează o barieră permeabilă, în

care componentele proteice alcătuiesc un sistem de transport. Alături de membrana

externă celulele eucariotelor conţin de asemenea membrane interne care delimitează

organitele celulare (mitocondria, cloroplastele, peroxizomii şi lizozomii). Membranele

externe şi interne au trăsăturile esenţiale comune.

Formarea bistraturilor

În soluţii apoase, moleculele amfifile (ex. detergenţii şi săpunurile) formează

micelii (agregate globulare care au resturile hidrofobe – lanţurile hidrocarbonate – în

afara contactului cu apa). Acest aranjament molecular elimină contactele nefavorabile

dintre apă şi părţile hidrofobe a moleculelor amfifile şi permite hidratarea părţilor polare

(“capului” lipidei). Formarea straturilor bilipidice este un proces de auto-amsamblare.

Creşterea straturilor bilipidice (ale fosfolipidelor) este un proces rapid în prezenţa

mediilor apoase. Interacţiunile de natură hidrofobă constituie forţa majoră de formare a

straturilor bilipidice. Aceste forţe hidrofobe nu intervin numai în cazul lipidelor ci şi în

cazul proteinelor (procesul de împachetare) sau în cazul acizilor nucleici. Odată cu

formarea stratului bilipidic moleculele de apă sunt expulzate către exterior, în timp ce

lanţurile hidrofobe devin sechestrate în interiorul acestuia. Mai mult, forţele de atracţie de

tip van der Waals dintre lanţurile hidrocarbonate favorizează împachetarea acestora. De

asemenea, trebuie menţionate legăturile de hidrogen (de atracţie) dintre partea polară a

lipidei şi moleculele de apă. Aşadar, straturile bilipidice sunt stabilizate de un spectru

variat de interacţiuni, forţe care mediază interacţiile moleculare din sistemele biologice.

Figura 17. Modul de amsamblare a lipidelor în lipozomi

Strat bilipidic

Faza nepolara (resturi de acizi grasi, colesterol)

Faza polara

(apoasa)


Amfifilii care sunt monostratificaţi (forma anionică a detergenţilor) formează

micele sferice sau elipsoidale (partea hidrofilă fiind mai mare decât “coada” hidrofobă).

Numărul de molecule care intră în componenţa unei micele este de ordinul sutelor.

Cele două lanţuri hidrocarbonate ale glicero-fosfolipidelor şi sfingolipidelor

imprimă amfifililor o structură sub forma unui disc, care are în componenţă straturi

bimoleculare (Figura 17, pagina 9). Motivul este acela că resturile de acizi graşi din

interiorul unei fosfolipide sunt prea voluminoase pentru a permite organizarea acestora în

interiorul unei micele. În contrast, sărurile acizilor graşi (palmitatul de sodiu, constituent

al săpunurilor), care conţin numai un singur lanţ, sunt capabile să formeze micele. O

importanţă biologică deosebită o reprezintă formarea straturilor bilipidice în favoarea

micelelor. Aceste straturi bilipidice constituie bariere pentru moleculele polare şi au

aproximativ 60-100 Å grosime şi se pot desfăşura pe distanţe de pâna la 1mm (în schimb

micelele au o structură limitată, sferică, de obicei cu diametrul de circa 200 Å). Structura

lor pot fi determinată prin microscopie electronică sau difracţia razelor X.

O suspensie de fosfolipide (glicerofosfolipidele şi sfingomieline) poate forma

lipozomi, vezicule inchise (umplute cu apă) care sunt constituite dintr-un singur bistrat.

De regulă acestea au diametru de câteva sute de Å. Odată formaţi lipozomii sunt destul de

stabili şi pot fi purificaţi prin centrifugare, dializă sau cromatografie (gel filtrare).

Lipozomii servesc drept model pentru membranele biologice şi de asemenea pot fi

folosiţi şi drept vezicule purtătoare de medicamente dat fiind faptul că aceştia se pot fixa

pe diferite celule (prin fuziune cu membrana acestora).

Mobilitatea lipidelor

Transferul unei molecule de lipidă dintr-un monostrat în celălalt (în cazul unui

bistrat) este cunoscut sub denumirea de difuzie transversală sau “flip-flop”. Acest

eveniment este destul de rar întâlnit dat fiind faptul că o asemenea mişcare presupune că

partea hidrofilă a acestei lipide să străbată bariera hidrofobă a bistratului. Pentru

fosfolipide rata de difuzie transversală (Figura 18) are timpul de înjumătăţire de câteva

zile (sau mai mult). În mod contrar, lipidele difuzează foarte uşor în planul unui

monostrat din componenţa bistratului. Acest fenomen poartă numele de difuzie laterală.

S-a estimat faptul că timpul difuziei laterale al unei lipide (din cadrul membranei celulei

bacteriene) pe distanţa de 1µm este în jur de 1s. Datorită mobilităţii ridicate a lipidelor se

poate considera faptul că bistratul lipidic este un fluid bidimensional.

Figura 18. Modalități de difuzie a lipidelor într-un bistrat

Interiorul unui bistrat este în continuă mişcare datorită libertăţii de mişcare în jurul

legăturilor C-C ale restului hidrocarbonat. Vâscozitatea bistratului creşte dramatic odată

cu apropierea de capătul hidrofil (de la “capul” lipidei până la gruparea carbonil a

legăturilor amidice sau esterice), a cărei mobilitate este contrânsă de interacţiile cu alte

grupe polare sau încărcate.

(a) Difuzia transversală

zile

sec

(b) Difuzie laterală


Figura 18. Tranzitia intr-un strat bilipidic:

in stanga lantul nepolar al lipidelor este mobil in planul bilipidei

la T Tm;

in dreapta lantul lipidic este mult mai ordonat la TTm

O membrană biologică are în compoziţie o diversitate de lipide (cu diferite

lungimi sau grade de nesaturare). În condiţii fiziologice lanţurile cu mobilitate mai mare

vor umple “golurile” din bistrat.

Bacteriile (E. coli) au în componenţă 2 membrane (interioară – bariera de

permeabilitate şi exterioară – protecţie suplimentară). Acelaşi număr de membrane este

întâlnit şi în cazul mitocondriilor sau porilor nucleari. Mai mult archea şi peroxizomii au

în componenţă numai o singură membrană.

Fluiditatea bistraturilor este dependentă

de temperatură

Dacă un bistrat este răcit la o tempe-

ratura mai mică de aşa-numită tempe-

ratură de tranziţie acesta suferă modifi-

cări devenind asemeni unui gel. Peste

această temperatură de tranziţie lipidele

“mobile” sunt în stadiul de “cristal

lichid” (Figura 18), stadiu în care lipidele

sunt ordonate într-o anumită direcţie.

Temperatura de tranziţie (Tm) a unui

bistrat creşte odată cu lungimea lanţului şi cu gradul de saturare al acizilor graşi din

componenţa lipidelor. Temperaturile de tranziţie ale membranelor biologice variază între

10 şi 40 ºC. Bacteriile reglează fluiditatea membranei lor variind numărul de legături

duble şi lungimea lanţurilor acizilor graşi.

Pe baza proprietăţii de mai sus (temperatura de tranziţie) se pot insera fragmente

de ADN circular (plasmide) în diverse microorganisme (E coli, drojdie) variind brusc

temperatura. Astfel plasmidele pot fi introduse în E coli prin incubarea acestora cu

bacteriile la 42 ºC, timp de 45-90 secunde. După răcire pe gheață, acestea sunt “captate”

în interiorul bacteriilor. Aceste plasmide au și o porțiune de genă care permite sinteza

unei enzime care conferă rezistență la un antibiotic (ampicilină, cloramfenicol sau

kanamicină). Acest lucru permite amplificarea (multiplicarea) ADN-ului sau producerea

proteinelor de interes în microorganisme în medii de cultură selective (cu antibiotice).

Colesterolul formează complecşi specifici cu câteva fosfolipide. Acest sterol nu

formează un bistrat şi ca atare reduce interacţiunile care au loc în mod normal între două

resturi de acizi graşi (din acilgliceroli) micşorând fluiditatea membranei (plasticizează

membrana).

Tabel 1. Distribuţia tipurilor de lipide în diverse membrane (raportat la totalul de conținut în lipide)

Membrana

plasmatică

(ficat)

Membrana

plasmatică

(celule roșii)

Membrana

mielinică

Membrane

mitocondriale

Membranele

reticulului

endoplasmatic

Membrane

E. Coli

Colesterol 17 23 22 3 6 0

Fosfatidiletanolamina 7 18 15 25 17 70

Fosfatidilseina 4 7 9 2 5 urme

Fosfatidilcolina 24 17 10 39 40 0

Sfingomielină 19 18 8 0 5 0

Glicolipide 7 3 28 urme urme 0

Alte lipide 22 13 8 21 27 30

Oligozaharide si polizaharide - WordPress.com · (palmitic şi stearic) sunt întâlniţi în...

Documents

Transcript of Oligozaharide si polizaharide - WordPress.com · (palmitic şi stearic) sunt întâlniţi în...