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Rodrigo Ricardo

Función, estructura y ubicación de los glucolípidos

Publicado el 20 septiembre, 2021

Glicolípido

Los glicolípidos representan componentes integrales de la membrana celular en eucariotas como animales y plantas. El glicolípido típico se compone de dos componentes principales: lípidos e hidratos de carbono . Los lípidos y los carbohidratos, junto con las proteínas, representan las tres macromoléculas principales que se encuentran en plantas y animales.

Los lípidos son biomoléculas que son tanto no polares (sin carga formal) como hidrófobas (no solubles en agua). Las grasas y los aceites constituyen dos ejemplos comunes de lípidos. Además de servir como fuente de energía dentro del cuerpo, los lípidos también ayudan a aislar y proteger los órganos internos del cuerpo. Los lípidos también sirven como una forma de almacenamiento de energía dentro del cuerpo y representan componentes importantes de las estructuras celulares.

Los carbohidratos son macromoléculas que constan de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) con la fórmula general de (CH2O) n. Los carbohidratos se clasifican por su grado de complejidad:

  • Monosacáridos

    • Glucosa
    • Fructosa
    • Galactosa
  • Disacáridos

    • Sacarosa (glucosa + fructosa)
    • Lactosa (glucosa + galactosa)
    • Maltosa (glucosa + glucosa)

Por el contrario, los carbohidratos complejos consisten en largas cadenas de moléculas de azúcar. Los carbohidratos poseen una serie de funciones dentro del cuerpo, como el reconocimiento celular y una fuente de energía que se metaboliza rápidamente. Algunas fuentes comunes de carbohidratos en la dieta humana incluyen panes, pastas, frutas y verduras.

Los glicolípidos se forman cuando los lípidos y los carbohidratos se unen mediante un enlace covalente o glicosídico. Un enlace covalente ocurre cuando los electrones se comparten entre dos átomos. Un enlace glicosídico es un tipo especial de enlace covalente formado entre un carbohidrato y otro grupo funcional.

Los glicolípidos se dividen en dos clases principales:

  • Glucoesfingolípidos : un tipo de glicolípido que contiene esfingosina, ácidos grasos y carbohidratos, incluidas formas específicas como:

    • Esfingomielina: un aislante en la vaina de mielina de las células nerviosas
    • Cerebrósidos: a menudo se encuentran dentro del tejido cerebral
  • Glicoglicerolípidos : un tipo de glicolípido que contiene glicerol, ácidos grasos y carbohidratos, incluidas formas específicas como:

    • Glucofosfolípidos: se encuentran en los glóbulos rojos.
    • Sulfoglycoglyerolipids: ubicados en las células fotosintéticas de las plantas.

Los glicolípidos poseen una cabeza polar asociada con la porción de carbohidrato y una región no polar asociada con el componente lipídico. Esta característica anfipática , en la que una molécula tiene propiedades tanto hidrófilas como lipófilas, hace que los glicolípidos sean un componente esencial en las membranas celulares de los eucariotas. Mientras que la porción de carbohidrato del glicolípido permanece expuesta al ambiente extracelular, el componente lipídico puede incrustarse dentro de la membrana celular. Una vez incrustados dentro de la membrana celular, los glicolípidos son capaces de facilitar una variedad de interacciones intra e intercelulares.

Una imagen de la membrana celular que muestra glicolípidos incrustados en la superficie.
Membrana celular

Función glicolípida

Los glicolípidos poseen una serie de funciones importantes dentro de los organismos eucariotas. Los glicolípidos, por ejemplo, son importantes para mantener la estabilidad de la membrana celular en eucariotas. Al formar enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua que rodean cada célula, los glicolípidos fortalecen la integridad general de la membrana celular. En las membranas celulares, la mayoría de los glicolípidos se encuentran en grupos conocidos como balsas . Formadas por fuertes interacciones hidrofóbicas entre glicolípidos y colesterol, las balsas lipídicas contribuyen aún más a la estabilidad de la membrana celular.

Una imagen de una balsa de lípidos que muestra glicolípidos incrustados dentro de la membrana.
Balsa de lípidos

Los glucolípidos también se encuentran en las membranas intracelulares de orgánulos como el retículo endoplásmico, las mitocondrias y el aparato de Golgi y poseen una serie de otras importantes funciones inter e intracelulares. Por ejemplo, los glicolípidos pueden servir como receptores de biomoléculas como proteínas, enzimas y componentes del sistema inmunológico. Los glucolípidos son esenciales para determinar si el sistema inmunológico reconoce las células como propias o no propias. Cuando una célula se reconoce como no propia, el sistema inmunológico se activa para destruir este patógeno potencial.

Los glicolípidos también modulan la proliferación celular asociada con el crecimiento normal de células o tejidos y el desarrollo de tumores. Debido a que están ubicados en la superficie de la membrana celular, los glicolípidos también proporcionan un medio para que la célula envíe y reciba señales, mientras que al mismo tiempo modulan la adhesión o el enlace de las células adyacentes.

Un tipo especial de glicolípido, llamado gangliósido, juega un papel importante en la homeostasis del calcio. Estos glicolípidos especiales pueden producir cambios en el contenido de calcio celular modulando los canales de calcio y las enzimas dependientes del calcio. Los gangliósidos son especialmente importantes en la apertura de los canales de calcio asociados con la función muscular y nerviosa.

Cuando otras fuentes de combustible se agotan dentro del cuerpo, los glicolípidos también se pueden utilizar para proporcionar energía a los organismos. Debido a que contienen carbohidratos y lípidos, los glicolípidos se pueden convertir en glucosa-1-fosfato para su procesamiento posterior dentro del ciclo glicolítico para producir ATP, NADH y piruvato.

Estructura de glucolípidos

El glicolípido típico se caracteriza por un grupo mono o oligosacárido unido a un esfingolípido o un grupo glicerol, que puede estar acetilado o alquilado y unido a uno o dos ácidos grasos. Debido a la presencia de un componente tanto de carbohidrato como de lípido, los glicolípidos son anfipáticos y poseen una región hidrófila polar y un componente hidrófobo no polar. Al examinar la bicapa de fosfolípidos de la membrana celular típica, comúnmente se observan glicolípidos incrustados dentro de la membrana celular, con el componente de carbohidrato expuesto al ambiente extracelular.

Una comparación de las diferentes estructuras de glicolípidos.
Estructuras de glicolípidos.

Resumen de la lección

Los glicolípidos son biomoléculas importantes que se encuentran dentro de las membranas celulares de los eucariotas.

  • Los glicolípidos se forman mediante la unión covalente de un grupo mono o oligosacárido unido a un esfingolípido o un grupo glicerol y uno o dos ácidos grasos.
  • Debido a que los glicolípidos contienen tanto un componente lipídico como carbohidrato , se consideran anfipáticos y poseen propiedades lipofílicas polares, hidrófilas y apolares.
  • Los glucolípidos se dividen en dos clases principales: glucoesfingolípidos y glucoglicerolípidos . Los glucoesfingolípidos se encuentran comúnmente en el sistema nervioso central, mientras que los glucoglicerolípidos se encuentran en los glóbulos rojos y las células fotosintéticas.

La mayoría de los glicolípidos se encuentran asociados con el colesterol en estructuras conocidas como balsas . Las balsas se encuentran dentro de la membrana celular y proporcionan regiones que contienen receptores y moléculas de señalización en la superficie de la célula. Los fuertes enlaces hidrofóbicos entre los glicolípidos y el colesterol, además de los enlaces de hidrógeno entre los glicolípidos y las moléculas de agua, aumentan la estabilidad de la membrana celular.

Otras funciones de los glicolípidos incluyen:

  • reconocimiento celular
  • conectar células para formar tejidos
  • proporcionar energía cuando se agotan otros combustibles
  • mantener la homeostasis del calcio
  • comunicación tanto dentro como entre células.

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