Bioquímica: ¿Cuál es el “perfil de polaridad” de una bicapa lipídica?

Si no estás hablando de un modelo matemático de bicapas lipídicas que aparece en algunos artículos sobre NCBI, entonces puedo responder a esta pregunta. Daré una descripción de la polaridad biológica de tales membranas.

Muchas bicapas lipídicas tienen una diferencia de carga entre las valvas citosólicas y las extracelulares. Esto es provocado por la localización de ciertos tipos de fosfolípidos a cada lado de la membrana. Los fosfolípidos en el interior de la membrana tienden a tener una carga más negativa, mientras que los del exterior son más a menudo neutros. Esto es mantenido por las enzimas que translocan los lípidos que normalmente no se encuentran en un cierto lado de la membrana de vuelta al prospecto de lípidos adecuado. Estas enzimas se conocen como flippasas.

Los fosfolípidos cargados negativamente más comunes que se encuentran en el lado citosólico de la membrana son fosfatidilserina y fosfatidilinositol. La fosfatidilserina solo se expone a la superficie de la célula durante la apoptosis, donde indica a los fagocitos que envuelvan a la célula apoptótica. El fosfatidilinosital puede tener su grupo “cabeza” fosforilado con fines de señalización y luego tomar parte en las vías de señalización de GPCR. Hay muchas otras propiedades únicas para estos fosfolípidos también. Los fosfolípidos más neutros que se encuentran en ambos lados de la membrana incluyen fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina y otros.


Al mantener un prospecto interno con carga negativa, las células obtienen una variedad de habilidades eléctricas y químicas útiles. Los dominios cargados positivamente en las proteínas intracelulares pueden ayudar a localizarlos en la membrana, los polipéptidos se pueden orientar según su polaridad durante la inserción de los polipéptidos en el ER, y se pueden realizar contribuciones a las interacciones basadas en el potencial de membrana.

Es importante darse cuenta de que esta descripción es una simplificación de lo que realmente sucede. Hay muchos otros factores involucrados en la regulación de las concentraciones de lípidos en las membranas celulares, hay muchos otros tipos de lípidos presentes en las membranas celulares, y todo esto existe en un sistema imperfecto en el que hay gradientes en lugar de absolutos.

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Fuente de imagen:
(Esta puede no ser una fuente formal, pero la imagen todavía imparte el mensaje que estaba tratando de transmitir).
Estructuras de fosfolípidos de membrana comunes. Fosfatidiletanolamina (PE), fosfatidilcolina (PC), fosfatidilserina (PS) y fosfatidilinositol (PI)

  • El perfil de polaridad es un concepto introducido por el grupo de White [The Stephen White Laboratory en UC Irvine]
  • Las interfaces de lípidos bicapa-agua son regiones donde ocurren cambios dramáticos en la polaridad y la penetración.
  • Estos juegan un papel no solo en el transporte de agua u otros solutos polares, sino también en las proteínas transmembrana / inserción de proteínas.
  • Muy simplemente, representan densidades de carga absolutas y promedio a lo largo del eje bicapa. Los valores absolutos de las cargas se pesan por el volumen del grupo y se pueden correlacionar con perfiles de energía electrostática libre.

Figura: Distribución de densidad (superior) de diferentes grupos en una bicapa lipídica DOPC. (Abajo) Perfil de polaridad correspondiente [de Structure of Lipid Lipid Bilayers]