O propósito de uma membrana celular é separar o conteúdo da célula do ambiente externo. Como a vida evoluiu em um ambiente aquoso ou aquoso, as células existem e contêm água. Como a água e a gordura /óleo não se misturam bem, as membranas se desenvolveram nessa base.
Moléculas Hidrofóbicas /Não-Polares vs. Moléculas Hidrofílicas /Polares
Grandes moléculas consistindo quase inteiramente de átomos de carbono e hidrogênio são chamadas de não-polares, ou hidrofóbicas, "temerosas". Consistindo de gorduras, óleos, ceras e outros lipídios, quando colocados na água, eles tendem a se reunir juntos, formando gotículas oleosas. Moléculas contendo grupos químicos com átomos de oxigênio, nitrogênio e fósforo possuem muitas cargas positivas e negativas separadas, o que equivale a dizer que elas são polares. Sendo polares, eles se misturam bem com a água, que também é polar, e assim eles são chamados hidrofílicos, ou "amantes da água".
Fosfolipídeos: um tipo de molécula anfifílica
O termo anfifílico refere-se a uma molécula que possui propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas. O exemplo clássico de tal molécula é um fosfolipídio. A espinha dorsal de um fosfolipídio é o glicerol, contendo três átomos de carbono ao qual outras moléculas podem ser conectadas por meio de grupos de álcool (ligação éster, na terminologia química). Quando uma cadeia de átomos de carbono e hidrogênio chamados átomos gordurosos é conectada a uma ou mais das três posições do glicerol, a molécula é chamada de glicerídeo. Se existem três desses ácidos graxos, é um triglicerídeo, extremamente hidrofóbico. Quando há dois desses ácidos graxos, é chamado diglicerídeo. No entanto, se a terceira posição é então conectada a um grupo químico conhecido como fosfato, a molécula é chamada de fosfolipídio. O grupo fosfato de um fosfolipídio, por sua vez, pode ser ligado a outra unidade química, que pode ser altamente polar. Conhecida como a cabeça polar da molécula, esta entidade se mistura bem com a água, enquanto a cauda da molécula, feita de dois ácidos graxos, é muito hidrofóbica.
Tipos de fosfolipídios
Embora todos fosfolipídios consistem de uma cauda hidrofóbica, feita de ácidos graxos e uma cabeça polar, eles diferem com base nos comprimentos do tipo de cadeias de ácidos graxos na cauda e no componente da entidade polar ligada ao grupo fosfato na cabeça. Um exemplo de uma classe de fosfolipídios são as fosfatidilcolinas, nas quais o grupo químico colina é a entidade polar ligada ao fosfato.
Síntese de Fosfolipídeos
A síntese de fosfolipídios ocorre no citoplasma da células ao lado de uma entidade de membrana chamado retículo endoplasmático (na divisão da vida conhecida como eucariotos). O retículo endoplasmático é coberto por enzimas que colocam os fosfolipídios juntos dentro das vesículas. Essas vesículas depois se desprendem do retículo endoplasmático e se movem para a membrana celular, onde depositam os fosfolipídios.
Formação do Trilayer
Se houver um pequeno número de fosfolipídios, as caudas se juntam com caudas de fora, formando uma micela, uma esfera com uma parte externa hidrofílica na água e um interior hyrdophobic. Se o volume de fosfolipídios aumenta, entretanto, as membranas se formam. A membrana celular é conhecida como trilayer porque consiste de uma camada de caudas hidrofóbicas de fosfolipídios intercaladas entre duas camadas de cabeças hidrofílicas. Muitas vezes, no entanto, é chamado de bicamada, porque é feito de dois conjuntos de fosfolipídios. Como cada fosfolípido consiste de uma cauda hipodófila e uma cabeça hidrofílica, para escapar do ambiente aquoso, a cauda de muitos fosfolípidos se alinha e se depara com as caudas de uma segunda camada de moléculas semelhantes. Assim, uma camada de cabeças hyrophillic torna-se o exterior da membrana celular e outra camada de cabeças hidrofílicas torna-se o interior da membrana celular.
