En una célula real los fosfolípidos de membrana se disponen una bicapa lipídica y conforman espacialmente una estructura tridimensional esférica, que la rodea. Se representa en dos dimensiones y son el circulo, o cabeza, grupo fosfato cargado negativamente (polar e hidrofílico) y las dos colas corresponden a las cadenas hidrocarbonadas (apolares, hidrofóbicas) de los ácidos grasos que esterifican al glicerol. La bicapa lipídica es semipermeable, es decir que algunas moléculas pasan a través de ella. Las moléculas que pueden difundir a través de la membrana lo hacen a diferentes velocidades dependiendo de su capacidad para solubilizarse en la porción hidrófobica de la bicapa.

1. Las propiedades de una bicapa lipídica se determinan por las estructuras de sus moléculas de lípidos. Predecir las propiedades de las bicapas lipídicas que resultarían si lo siguiente fuera cierto:

A. Los fosfolípidos sólo tienen una cadena de hidrocarburo en lugar de dos.Un fosfolípido está construido de un glicerol, un grupo fosfato y dos cadenas de ácidos grasos (lípidos). Si no tuviera dos perdería su capacidad lipófila y sería totalmente soluble en agua.

B. Las cadenas de hidrocarburos son más cortos de lo normal, digamos de unos 10 átomos de carbono de longitud.Una menor longitud de la cadena reduce la interacción de las colas carbonas entre sí y por ende disminuye la fluidez de la bicapa.

C. Todas las cadenas de hidrocarburos son saturadas.La estructura de la membrana celular se volvería tan unida y permeable que no permitiría expulsar ni absorber sustancias a la célula. Perdería así su fluidez y no podría sobrevivir ya que esta capa le impediría tanto su crecimiento como su reproducción.

D. Todas las cadenas de hidrocarburos son insaturados.La membrana perdería su consistencia y se volvería demasiado permeable, esto afectaría su propiedad de selectividad. La membrana se volvería excesivamente fluida y perdería su forma.

E. La bicapa contiene una mezcla de dos tipos de moléculas lipídicas, uno con dos colas de hidrocarburos saturados y el otro con dos colas de hidrocarburos insaturados.Las colas de los lípidos pueden afectar las propiedades de la membrana, por ejemplo la determinación de la fase de la bicapa. Esta puede adoptar estados sólidos gel de fase a temperaturas más bajas, sufriendo una transición de fase al estado líquido a una temperatura más alta. El empaquetamiento de los lípidos dentro de la bicapa también afecta a sus propiedades mecánicas, como su resistencia al estiramiento y flexión.

F. Cada molécula de lípido se une covalentemente hasta el átomo de carbono final de una de sus cadenas hidrocarbonadas a una molécula lipídica en la monocapa opuesta.En el caso de que se formaran enlaces covalentes entre las colas hidrofóbicas de los lípidos de la membrana celular, estos se convertirían en estructuras incapaces de realizar movimientos de “flip – flop” (los cuales permiten la regeneración de la monocapa no citosólica), flexión y rotación

3. Ordene las moléculas en la siguiente lista en función de su capacidad para difundir a través de una bicapa lipídica, empezando por la que atraviesa la bicapa con mayor facilidad. Explique su orden.

a. Ca2++b. CO2c. Etanold. Glucosa e. e. ARNf. H2O

CO2 > H2O>etanol >glucosa> Ca++2> ARN

Primero va el CO2 ,ya que es una molécula liviana ,luego el H2O por ser molécula polar, posteriormente tenemos al etanol, ahora viene la glucosa por su peso molecular grande, sigue el Ca++2 por ser moléculas con carga, su traspaso por la membrana es lenta, por último tenemos ARN, por tener un enorme peso y poseer carga.La velocidad con la que una molécula difunde a través de una bicapa lipídica sintética depende de su tamaño y su solubilidad. Cuánto más pequeña sea la molécula, y cuanto menor sea la cantidad de interacciones favorables entre la molécula y el agua (menos polar); mayor será la rapidez con la que difunde la molécula a través de la bicapa.