Lo scopo di una membrana cellulare è quello di separare il contenuto della cellula dall'ambiente esterno. Poiché la vita si è evoluta in un ambiente acquoso o acquoso, le cellule esistono e contengono acqua. Poiché acqua e grasso /olio non si mescolano bene, le membrane si sono sviluppate su questa base.

Molecole idrofobiche /non polari vs. Hydophillic /Polar

Le grandi molecole composte quasi interamente da atomi di carbonio e idrogeno sono chiamate non polari, o idrofobiche, "temibili per l'acqua". Costituiti da grassi, olii, cere e altri lipidi, se posti in acqua, tendono a riunirsi insieme formando goccioline oleose. Molecole contenenti gruppi chimici con atomi di ossigeno, azoto e fosforo separano molte cariche positive e negative, vale a dire che sono polari. Essendo polari, si mescolano bene con l'acqua, che è anche polare, e quindi sono chiamati hydrophillic, o "amanti dell'acqua".

Fosfolipidi: un tipo di molecola anfipartica

Il termine amphiphillic si riferisce a una molecola che ha proprietà idrofobiche e idrofile. L'esempio classico di una tale molecola è un fosfolipide. La spina dorsale di un fosfolipide è il glicerolo, contenente tre atomi di carbonio a cui altre molecole possono essere collegate per mezzo di gruppi di alcol (legami estere, nella terminologia chimica). Quando una catena di atomi di carbonio e idrogeno per lo più chiamati acido grasso è collegata a una o più delle tre posizioni sul glicerolo, la molecola è chiamata gliceride. Se ci sono tre di questi acidi grassi, è un trigliceride, che è estremamente idrofobo. Quando ci sono due di questi acidi grassi, è chiamato digliceride. Tuttavia, se la terza posizione viene quindi collegata a un gruppo chimico noto come fosfato, la molecola viene chiamata fosfolipide. Il gruppo fosfato di un fosfolipide, a sua volta, può essere collegato a un'altra unità chimica, che può essere altamente polare. Conosciuta come la testa polare della molecola, questa entità si mescola bene con l'acqua, mentre la coda della molecola, composta da due acidi grassi, è molto idrofobica.

Tipi di fosfolipidi

Mentre tutti i fosfolipidi consistono in una coda idrofobica, fatta di acidi grassi e una testa polare, differiscono in base alle lunghezze del tipo di catene di acidi grassi nella coda e al componente dell'entità polare attaccato al gruppo fosfato nella testa. Un esempio di una classe di fosfolipidi è la fosfatidilcolina, in cui il gruppo chimico colina è l'entità polare attaccata al fosfato.

Sintesi dei fosfolipidi

La sintesi dei fosfolipidi avviene nel citoplasma di cellule vicine a un'entità di membrana chiamata reticolo endoplasmatico (nella divisione della vita nota come eucarioti). Il reticolo endoplasmatico è coperto da enzimi che mettono insieme i fosfolipidi all'interno delle vescicole. Queste vescicole in seguito germogliano dal reticolo endoplasmatico e si spostano sulla membrana cellulare, dove depositano i fosfolipidi.

Formazione del Trilayer

Se c'è un piccolo numero di fosfolipidi, le code si riuniscono con le code fuori, formando una micella, una sfera con un idrofilo fuori in acqua e un interno hyrdophobic. Se il volume di fosfolipidi aumenta, tuttavia, le membrane si formano. La membrana cellulare è conosciuta come trilayer perché consiste in uno strato di code idrofobiche di fosfolipidi intramezzate tra due strati di teste idrofile. Spesso, tuttavia, è chiamato un doppio strato, perché è costituito da due gruppi di fosfolipidi. Poiché ogni fosfolipide è costituito da una coda hyrdophobica e una testa idrofila, per sfuggire dall'ambiente acquatico, le code di molti fosfolipidi si allineano e fronteggiano le code di un secondo strato di molecole simili. Quindi, uno strato di teste hyrophillic diventa l'esterno della membrana cellulare e un altro strato di teste hydrophillic diventa l'interno della membrana cellulare.