I bilayer di fosfolipidi formano la membrana plasmatica che circonda tutte le cellule. Le molecole che compongono la membrana cellulare sono chiamate fosfolipidi.
Struttura dei fosfolipidi
I fosfolipidi sono molecole anfipatiche. Ciò significa che hanno una testa idrofila e polare di fosfato e due code idrofobiche di acidi grassi. Questi componenti dei fosfolipidi fanno sì che si orientino, in modo che la testa fosfato possa interagire con l’acqua e le code degli acidi grassi no, formando così un bilayer. Questa disposizione può anche essere chiamata un foglio bio-molecolare, poiché le code idrofobiche di ogni singolo foglio lipidico interagiscono tra loro formando un interno idrofobico che funge da barriera di permeabilità. La testa idrofila è composta da Gycerol e da un gruppo fosfato – è il gruppo fosfato che rende la testa idrofila. La coda idrofoba è composta da 2 catene di acidi grassi, una delle quali di solito contiene un doppio legame Cis (C=C). Questo doppio legame fa sì che la coda si “pieghi”, il che influisce sulla struttura di impacchettamento e sulla fluidità del bilayer. Nelle membrane plasmatiche dei mammiferi si possono trovare 4 strutture principali di fosfolipidi:
- fosfatidiletanolamina
- fosfatidilserina (carica negativa)
- fosfatidilcolina
- sfingomielina
Oltre a questi, la membrana contiene anche vari altri tipi di lipidi come il colesterolo e le proteine. Queste molecole contribuiscono significativamente alla massa della membrana. Alcuni degli acidi grassi nelle molecole di fosfolipidi sono insaturi, con uno o più doppi legami carbonio-carbonio nella sua catena idrocarburica. Questi doppi legami creano una piega nelle code idrofobiche. Queste pieghe impediscono alle molecole fosfolipidiche adiacenti di impacchettarsi troppo vicine, il che causa un aumento della fluidità del bilayer. Anche la lunghezza delle code degli acidi grassi ha un effetto sulla fluidità del bilayer. Se il bilayer ha catene di acidi grassi più corte, è meno probabile che si “attacchino” tra loro e saranno meno strettamente impacchettati insieme, aumentando la fluidità della membrana. Il bilayer è disposto in modo che le teste dei fosfolipidi siano rivolte verso l’esterno e le catene di acidi grassi verso l’interno, con colesterolo e proteine sparse nella membrana. Questa struttura è descritta come fluida perché i fosfolipidi possono diffondersi lungo la membrana. Il bilayer può formarsi spontaneamente quando si trova in un ambiente acquoso, il che significa che è anche autosigillante. Ciò è dovuto a come la coda idrofoba e la testa idrofila reagiscono quando entrano in contatto con l’acqua. La testa idrofila è solubile in acqua perché è carica o polare. Questo le permette di formare forze elettrostatiche o legami idrogeno con le molecole d’acqua. Tuttavia, la coda idrofoba è insolubile in acqua perché non è carica e non è polare, il che significa che non può formare alcuna interazione con le molecole d’acqua. Pertanto, quando si forma il bilayer, i fosfolipidi sono disposti in modo che le code siano al centro del bilayer e le teste siano all’esterno.
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