Anfipático es una palabra usada para describir un compuesto químico que contiene tanto polar (soluble en agua) y no polares (no soluble en agua) partes en su estructura. También puede relacionarse con un compuesto químico que tiene regiones hidrofóbicas e hidrofílicas. En biología, las moléculas anfipáticas son importantes en la formación de membranas biológicas y micelas., A través de ellos, la membrana plasmática, en particular, es capaz de crear una barrera selectiva efectiva para que no todas las sustancias puedan entrar o salir de la célula. En cambio, algunos de ellos necesitan mecanismos de transporte. Esto es esencial para regular su concentración dentro de la célula, y esto, a su vez, es crucial en el mantenimiento de la homeostasis.

Etimología

el término anfipático vino del griego amphis, que significa «ambos» y pathy, del griego pátheia, que significa «sufrimiento», «sentimiento». Sinónimos: anfifílico.

Estructura

El término anfipático es una palabra descriptiva para una sustancia o compuesto químico que posee tanto hidrofóbicos e hidrofílicos partes en su estructura., La porción hidrofóbica es típicamente una fracción hidrocarbonada grande CH3 (CH2)n, con n > 4). Esta porción es no polar y lipofílica. La porción hidrofílica es un grupo funcional polar cargado o no cargado. El grupo cargado puede ser aniónico o catiónico. El grupo aniónico lleva una carga negativa y puede estar en forma de carboxilatos (RCO2 -), sulfatos (RSO4–), sulfonatos (RSO3–) y fosfatos. El grupo catiónico, a su vez, lleva una carga positiva. Un ejemplo es el amonio (RNH3+)., Un compuesto anfipático puede tener varios componentes hidrofóbicos, o varios componentes hidrofílicos, o ambos.

características

debido a que un compuesto anfipático se compone de dos componentes diferentes, sus partes pueden reaccionar de maneras opuestas. Por ejemplo, su porción hidrofílica reaccionará fácilmente con moléculas polares. Por lo tanto, se puede disolver utilizando disolventes polares, como el agua. En contraste, la porción hidrofóbica no reaccionará con las moléculas polares. Más bien, los repele., Y así, a diferencia de la porción hidrofílica, la parte hidrofóbica no se disociará en iones en presencia de agua. Otras moléculas polares no serían capaces de reaccionar con esta porción, pero ciertos disolventes orgánicos no polares sí. Por lo tanto, una solución que contenga disolventes orgánicos acuosos y no polares podrá separar un compuesto anfipático en dos particiones.,

Amphiphatic biomolecules

An amphiphatic chemical compound is called an amphiphile. Many biomolecules are amphipathic, such as proteins, phospholipids, cholesterol, glycolipids, bile acids, and saponins.

Amphipathic proteins

Amphipathic proteins are comprised of polar and nonpolar sequences of amino acids., Por ejemplo, una proteína puede estar compuesta de porciones hidrofílicas de aminoácidos polares (cargados) (por ejemplo, Asp-Ser, Tyr-Glu) y porciones hidrofóbicas de aminoácidos no polares (por ejemplo, Gly-Pro, Ile-Pro-Met). Un ejemplo son las proteínas de membrana que se encuentran en las membranas biológicas.(1) su naturaleza anfipática les permite insertarse en la región hidrofóbica, no polar de una membrana biológica y al mismo tiempo exponer su porción hidrofílica al medio acuoso polar. Y estas porciones hidrofílicas sobresalientes de la proteína pueden interactuar con moléculas polares., La mayoría de estas proteínas anfipáticas son capaces de estas interacciones aparentemente opuestas debido a sus hélices anfipáticas. Una hélice anfipática es una conformación de hélice de proteína caracterizada por la presencia de caras opuestas. La cara orientada a lo largo del eje largo de la hélice es hidrofílica, mientras que la cara opuesta es hidrofóbica. Por lo tanto, puede segregar dominios hidrofóbicos e hidrofílicos de una proteína. Además, permite la auto-asociación y las interacciones proteína-proteína. Las hélices anfipáticas son una característica estructural común de las proteínas., Examples of proteins with this conformation are ion channel membrane proteins, lung surfactant proteins, and apolipoproteins.(2)

Phospholipids

Phospholipid is another amphipathic molecule. It is a type of lipid comprised of a glycerol bound to two fatty acids and a phosphate group., El glicerol con un grupo fosfato cargado negativamente es la cabeza hidrofílica de un fosfolípido. El grupo fosfato puede estar unido a hidrógeno, colina, serina, etanolamina o inositol, diversificándose en ácido fosfatídico, fosfatidilcolina, fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina y fosfolípidos de fosfatidilinositol, respectivamente. Las dos largas cadenas de ácidos grasos son la cola hidrófoba lipofílica del fosfolípido. La naturaleza anfipática de los fosfolípidos hizo de estos últimos un componente esencial de las membranas biológicas., La membrana plasmática, por ejemplo, se compone en gran medida de dos capas de fosfolípidos. Como anfipáticos, los fosfolípidos pueden interactuar con varias moléculas dependiendo de la polaridad. Las cabezas de fosfolípidos interactúan fácilmente con el agua y otras moléculas polares. Las colas fosfolípidas, por el contrario, tienden a evitar el agua y otras interacciones polares. Por lo tanto, los fosfolípidos en el agua se agregarán orientando sus colas entre sí mientras exponen sus cabezas al ambiente acuoso. De hecho, es la naturaleza anfipática de los fosfolípidos la que ayuda a formar la estructura bicapa de la membrana plasmática., Las colas de los fosfolípidos se orientan de tal manera que sus colas se alinean internamente de la membrana plasmática, mientras que las cabezas de los fosfolípidos se enfrentan al exterior.

Colesterol

Otro anfifilo es el colesterol. Está compuesto por el grupo hidroxilo hidrofílico (-OH) y la cadena hidrofóbica de esteroides e hidrocarburos. El colesterol se encuentra en las membranas plasmáticas de los animales. Su porción hidrofílica interactúa con el medio acuoso y con las cabezas polares del fosfolípido., Su porción hidrofóbica, a su vez, está incrustada en la membrana junto a las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos y las cadenas de ácidos grasos no polares de otros lípidos.

Glicolípidos

Glicolípidos son compuestos anfipáticos, ya que están hechas de hidrofílico de azúcar en grupo(s) covalentemente a lípidos hidrofóbicos de la cola. También están presentes en la membrana plasmática., El componente de carbohidratos se extiende al exterior de la célula, mientras que el componente lipídico está incrustado en la bicapa lipídica. Los residuos de azúcar expuestos al exterior de la célula permiten interacciones carbohidratos-carbohidratos.

ácidos biliares

Los ácidos biliares tienen una estructura de esteroides compuesta por cuatro anillos y una cadena lateral que termina en un ácido carboxílico y grupos hidroxilo. Las sales de los ácidos biliares pueden agregarse alrededor de las gotitas de lípidos y formar micelas. Cuando se agregan, actúan como surfactante. Emulsionan los lípidos. Esto evita que las gotas de grasa se agreguen en partículas de grasa más grandes.,

saponinas

las saponinas son glucósidos anfipáticos que son abundantes en las plantas. La estructura fundamental es una fracción glucósida hidrofílica y un triterpeno hidrofóbico o derivado esteroide.3 Las plantas las producen, presumiblemente, para desalentar demasiada herbivoría. Son amargos y, por lo tanto, hacen que las plantas sean menos apetecibles.,

funciones Biológicas

La naturaleza anfipática de biomoléculas es esencial para sus funciones biológicas. Las membranas biológicas y las micelas se forman a medida que las moléculas anfipáticas se organizan. Debido a que tienen componentes opuestos, son capaces de reaccionar distintivamente con diversas moléculas.,

formación de membrana

la membrana plasmática es un ejemplo clásico de una estructura biológica formada por biomoléculas cuyas características anfipáticas permiten que la membrana plasmática se vuelva selectivamente permeable. En particular, los fosfolípidos ocupan una gran proporción de la membrana plasmática. Estas moléculas de lípidos tienen componentes hidrofílicos e hidrofóbicos que cuando se orientan para crear una bicapa de lípidos. Las colas fosfolípidas forman el interior de la bicapa lipídica. Luego, sus cabezas de fosfolípidos se colocan en el exterior., Esta disposición espacial es crucial para los movimientos de las moléculas a través de la membrana plasmática. Las pequeñas moléculas no polares pueden difundirse fácilmente a su gradiente de concentración a través de la membrana, mientras que a las moléculas polares se les prohibirá hacerlo. La bicapa lipídica hidrofóbica forma una barrera entre el interior y el exterior de la célula. Por lo tanto, el transporte de moléculas polares necesita ser modulado. Las moléculas polares, como el agua y ciertas proteínas, y los iones necesitan un transportador en la membrana plasmática para cruzarse. Esta es la función de las proteínas de membrana., Dado que las proteínas de membrana también son moléculas anfipáticas, pueden interactuar con la bicapa lipídica hidrofóbica y, por lo tanto, insertarse en la membrana. Al mismo tiempo, proporcionan un mecanismo de transporte por el cual las moléculas polares y cargadas pasan. Por lo tanto, mientras que la bicapa lipídica les impide entrar o salir de la célula, las proteínas de membrana son sus vehículos para la entrada y salida. Esto es importante para que la célula se asegure de que los componentes citosólicos se mantengan en niveles óptimos, manteniendo así la homeostasis., La permeabilidad selectiva de la membrana plasmática es una característica fundamental de las membranas biológicas. Por lo tanto, los orgánulos membranados como el núcleo, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, las mitocondrias, los cloroplastos y las vesículas son capaces de regular de manera similar el paso de las moléculas.
Las moléculas de colesterol son otro anfífilo esencial. Están presentes en la membrana plasmática de las células animales y son responsables de la fluidez de la membrana y la integridad estructural de las células animales. Debido a ellos, las células animales no necesitan una pared celular., Su presencia en la membrana celular animal asegura la integridad celular. Mientras mantienen la membrana estable, también permiten que una célula animal altere su forma y se mueva. También están involucrados en el transporte intracelular, la permeabilidad selectiva, la señalización celular y la conducción nerviosa.los glicolípidos son otro componente de la membrana plasmática. Proporcionan estabilidad a la célula. También permiten interacciones célula a célula. Permiten la formación de tejidos por adhesión celular. Además, facilitan el reconocimiento celular, que es esencial en las funciones inmunológicas.,

formación de micelas

una micela es un agregado de moléculas surfactantes en el que las regiones de la cabeza hidrofílica se enfrentan a la solución acuosa y las regiones de la cola hidrofóbicas están orientadas hacia el centro. Por lo tanto, a menudo es de forma esférica. Debido a la naturaleza anfipática de los ácidos biliares, son capaces de formar micelas. Las micelas que contienen ácidos biliares ayudan en la digestión de lípidos. Llevan los lípidos cerca de la membrana del borde del cepillo intestinal para provocar la absorción de grasa.,4

See also

• Amphiphile
• Phospholipid
• Cholesterol