הגדרת מאפיינים של מולקולות ליפידים

ליפידים הם אחד מארבעה סוגים של מולקולות אורגניות. רוב הסוגים של מולקולות אורגניות נבדלים פשוט על ידי המבנה שלהם - כלומר האטומים שהם מכילים והסידור הספציפי של אותם אטומים. בנוסף ליפידים מאופיינים בהתנהגותם: הם אינם מתמוססים בקלות במים, אך הם מסיסים בממיסים אורגניים רבים. במסגרת סיווג זה תוכלו למצוא שומנים, שמנים, שעוות ועוד כמה סוגים שונים של מולקולות.

מולקולות אורגניות הן תרכובות המורכבות מפחמן ומימן, אולי עם אטומים אחרים שנזרקים פנימה. הם מחולקים לארבע מחלקות עיקריות: חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות ושומנים. חלבונים, למשל, הם שרשראות ארוכות של חומצות אמינו. כל חומצת אמינו מוגדרת על ידי נוכחות של קבוצת קרבוקסיל - פחמן, שני חמצנים ומימן, COOH - וקבוצת אמינו - חנקן ושני מימנים, NH2. פחמימות וחומצות גרעין מוגדרות גם על ידי סידור האטומים שלהן.

ניתן להבדיל בין ליפידים למולקולות אורגניות אחרות על סמך מאפיין אחד: חוסר יכולתם להתמוסס בקלות במים. ברמה האטומית זה קשור למצב שנקרא קוטביות. אם החלקיקים הטעונים הנקראים אלקטרונים במולקולה מופצים בצורה לא אחידה אז לחלק אחד של מולקולה יכול להיות מטען חיובי חלקי ולחלק אחר יכול להיות מטען שלילי חלקי. מים, למשל, הם מולקולה קוטבית. מתברר שמולקולות קוטביות מתערבבות היטב עם מולקולות קוטביות אחרות, אך אינן מתערבבות היטב עם מולקולות לא קוטביות. באופן כללי, ליפידים אינם קוטביים, ולכן הם אינם מתערבבים היטב עם מים. ישנם סידורים רבים ושונים של אטומים שאינם קוטביים, ולכן ישנם סוגים רבים ושונים של שומנים בעלי סידורים אטומיים רבים ושונים.

לחומצות שומן, כמו חלבונים, יש קבוצת COOH. קבוצת ה- COOH נמצאת בקצה אחד של המולקולה הארוכה בדרך כלל, אשר יכולה להשתנות מאוד באורכה. זנבות הפחמימנים מכילים בדרך כלל ארבעה עד 28 פחמנים, בשורה. גופך אוגר אנרגיה בחומצות שומן, אך בקבוצות של שלוש המחוברות באמצעות עמוד שדרה של גליצרול. קבוצות אלה נקראות טריאצילגליצרולים או, בקצרה, טריגליצרידים. צורות שונות של טריגליצרידים כוללים שומנים ושמנים, רוויים ובלתי רוויים, תלוי באורך וחיבור חומצות השומן. סטרואידים, שעווה וחומרי ניקוי הם גם דוגמאות לשומנים. לשומנים אלו סידורים אטומיים שונים מאשר בני דודיהם לטריגליצרידים. בסטרואידים, למשל, הפחמימנים שלהם מסודרים בארבע טבעות מחוברות.

לשומנים רבים יש אזורים קוטביים ולא פולניים. אזורי הקוטב מתערבבים היטב עם מים ולכן הם נקראים הידרופיליים, או אוהבי מים. אזורים לא קוטביים לא מתערבבים עם מים, ולכן הם נקראים הידרופובי, או פוחדים ממים. כאשר למולקולה יש חתכים הידרופיליים וגם הידרופוביים אם היא נקראת אמפיפילית - או אמפיפטית. סבונים וחומרי ניקוי הם שומנים אמפיפיליים, אך ישנה מעמד חשוב עוד יותר של ליפידים אמפיפיליים: פוספוליפידים.

כאשר הם מונחים במים, פוספוליפידים יסדרו את עצמם לכדורים כך שקבוצת הפוספט הקוטבית נוגעת המים ושרשרת הפחמימנים הלא קוטבית מופנים לעבר אמצע הכדור המוגן, הרחק ממנו מים. לתאים בגופך יש קרום הבנוי משתי שכבות של פוספוליפידים. קרום דו שכבתי זה נקרא דו שכבתי פוספוליפי. בלעדיה לא היו תאים חיים.