I lipidi di membrana sono parte integrante del trasporto attivo attraverso la membrana, di molti tipi di attività enzimatica e della formazione della membrana. I lipidi sono un gruppo di composti che includono grassi e oli e sono insolubili in acqua, ma solubili in alcool. In altre parole, i lipidi non si dissolvono in acqua, il che è chiaramente mostrato quando si aggiunge olio all’acqua: si mescolano, ma rimangono separati. Esistono molti tipi diversi di lipidi, ma le principali classi di lipidi di membrana sono fosfolipidi, glicolipidi, sfingolipidi e colesterolo.
I lipidi sono anfipatici perché ogni molecola ha due aree distinte con affinità diverse per l’acqua e l’olio. L’area idrofila della molecola è polare, quindi è attratta dall’acqua. La regione idrofoba non è polare e non si dissolverà in acqua. È questa caratteristica distinta dei lipidi che causa la struttura delle membrane viventi. Quando si forma una membrana, i lipidi di membrana si dispongono in un doppio strato. Un doppio strato è costituito da due fogli di lipidi di membrana con le loro teste idrofile in evidenza e le code idrofobe nel mezzo del doppio strato di membrana.
Tutte le membrane degli organismi viventi, sia intorno alle cellule che al loro interno, sono costituite principalmente da lipidi e proteine. I lipidi di membrana sono le molecole più predominanti nella membrana. Alcune proteine sono sparse in tutto lo strato lipidico, mentre altre sono attaccate alla sua superficie.
La maggior parte dei lipidi di membrana sono formati dal glicerolo che si lega a tre catene di acidi grassi attraverso un legame covalente. Le molecole risultanti sono chiamate gliceridi. Gli sfingolipidi sono l’eccezione a questa regola in quanto si formano quando la sfingosina si lega in modo covalente alle catene di acidi grassi invece del glicerolo. Il legame covalente si verifica quando atomi con carica opposta condividono coppie di elettroni.
I fosfolipidi sono i più comuni tra i lipidi di membrana. Si formano quando un gruppo fosfato, che contiene fosforo, si lega a un digliceride ea un’altra semplice molecola organica. Un digliceride è costituito da due molecole di gliceride. In un fosfolipide, la testa contenente il gruppo fosfato è polare, quindi è attratta dall’acqua. Le lunghe catene idrocarburiche degli acidi grassi sono idrofobe e rimangono nel mezzo del doppio strato di membrana.
I glicolipidi si formano quando una catena di carboidrati si lega a un fosfolipide. La catena di carboidrati si trova sullo strato esterno del doppio strato di membrana. In questo modo, la catena di carboidrati funge da marker per consentire il riconoscimento cellulare. Inoltre, i glicolipidi forniscono energia, che viene immagazzinata nella catena dei carboidrati. Infine, i glicolipidi aiutano a stabilizzare la membrana e forniscono un luogo per attaccarsi ad altre cellule o tessuti.
Quando il colesterolo è presente in una membrana, si lega debolmente con i fosfolipidi su entrambi i lati di essa. Legandosi ai fosfolipidi adiacenti, il colesterolo li stabilizza e a sua volta stabilizza l’intera membrana. Con maggiori quantità di colesterolo, la membrana diventa meno fluida, o in grado di muoversi liberamente, e meccanicamente più forte. La quantità di colesterolo presente nelle membrane varia a seconda del tipo di cellula. Le piante non contengono colesterolo, quindi fai affidamento sulla parete cellulare per la stabilità delle loro cellule.
Infine, gli sfingolipidi si trovano principalmente nello strato esterno del doppio strato. C’è una distribuzione molto irregolare di questo tipo di lipidi attraverso il doppio strato. Gli sfingolipidi formano zattere lipidiche, importanti nella segnalazione e nel riconoscimento cellulare. Il colesterolo si trova a volte accanto o vicino agli sfingolipidi per stabilizzare la membrana cellulare che li circonda.