Biopolímero

Biopolímero
s (4831)
8.2.Formación y propiedades químico-físicas de la bicapa lipídica
8.2.1.Formación de la bicapa lipídica
(Consulte para el apartado el libro de I. Levine, Fisicoquímica. capítulo 13)
Las sustancias anfipáticas, dada su doble naturaleza hidrófila-hidrófoba, en un
medio acuoso forman asociaciones moleculares tipo micelar o tipo monocapa
de Langmuir. La fuerzas directoras de la formación de estos procesos de
autoasociación (autoassembly) son todas las que se incluyen en la llamada
interacción hidrófoba, de la parte apolar y las interacciones electrostáticas de la
parte iónica-polar. Es decir, la gran tendencia del agua a minimizar su energía
interna por formación de enlaces de hidrógeno, la imposibilidad de formación
de enlaces de hidrógeno de la cadena hidrocarbonada y por tanto, el
acercamiento intermolecular por la parte apolar excluyendo al agua del medio,
en un proceso entrópicamente dirigido, favorece el reforzamiento de las
interacciones de Van der Waals entre las voluminosas cadenas hidrófobas de
las moléculas lipídicas. Además, las fuertes interacciones electrostáticas y/o de
formación de enlaces de hidrógeno entre el agua y las cabezas iónicas-polares
de la molécula lipídica, llevan a que ésta se encuentre fuertemente solvatada.
La solución a este comportamiento molecular dual son las agregaciones
moleculares anteriormente mencionadas y cuyo esquema se muestra en la
siguiente figura.
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Contrariamente a las sales de los ácidos grasos, como el palmitato sódico, que
al tener sólo una sola cadena hidrocarbonada, tienden preferentemente a
agruparse en micelas, la mayoría de los fosfolípidos y glicolípidos insertos en
un medio acuoso prefieren la formación de bicapas, ya que las dos cadenas de
ácido graso forman una cola hidrocarbonada muy voluminosa y no se acomoda
bien a la estructura de una micela. Esto es una característica fundamental de
los lípidos de membrana de gran implicación en la función biológica. Mientras
que la micela es una estructura limitada, con un diámetro no mayor de 20 nm,
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la bicapa lipídica puede tener dimensiones macroscópicas (10 nm).
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Las membranas lipídicas son estructuras cooperativas no covalentes. Dadas
las características de las interacciones intermoleculares reponsables de la
formación de la bicapa, éstas tienen (1) una gran tendencia espontánea a ser
extensas, (2) una gran tendencia a cerrarse sobre sí mismas formando
liposomas y excluir todo contacto no deseado con el agua y (3) una gran
tendencia, por lo dicho anteriormente, a autorrepararse.
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La doble capa lipídica que forman los liposomas es
asimétrica, es decir, la distribución de los diversos tipos
de fosfolípidos en la capa externa y la capa interna del
liposoma es diferente. Esta característica es una
constante en la composición de las membranas
celulares. La distribución asimétrica de lípidos en las
dos hojas de la becapa se considera que es una
consecuencia de la configuración que se debe adoptar
en los "monómeros" como consecuencia de la distinta
curvatura en la capa interna y externa. La situación
termodinámicamente más favorable será aquella que
minimice las interacciones electrostáticas de las
cabezas iónicas, con lo que, claramente, se tiende a
una discriminación de "monómeros" en razón de su
diferente estructura iónica y de su volumen.
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Biopolímeros. J. Donoso.Página actualizada en Marzo 2006