Lipidy to jedna z czterech klas cząsteczek organicznych. Większość klas cząsteczek organicznych różni się po prostu strukturą – to znaczy atomami, które zawierają i specyficznym układem tych atomów. Lipidy dodatkowo charakteryzują się swoim zachowaniem: nie rozpuszczają się łatwo w wodzie, ale są rozpuszczalne w wielu rozpuszczalnikach organicznych. W ramach tej klasyfikacji można znaleźć tłuszcze, oleje, woski i kilka innych rodzajów cząsteczek.
Klasyfikacja cząsteczek organicznych
Cząsteczki organiczne to związki składające się z węgla i wodoru, być może z dodanymi innymi atomami. Są podzielone na cztery główne klasy: białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i lipidy. Na przykład białka to długie łańcuchy aminokwasów. Każdy aminokwas jest zdefiniowany przez obecność grupy karboksylowej – węgiel, dwa tleny i wodór, COOH – oraz grupy aminowej – azot i dwa wodory, NH2. Węglowodany i kwasy nukleinowe są również definiowane przez układ ich atomów.
Definicja lipidów
Lipidy można odróżnić od innych cząsteczek organicznych na podstawie jednej cechy: ich niezdolności do łatwego rozpuszczania się w wodzie. Na poziomie atomowym jest to związane ze stanem zwanym biegunowością. Jeśli naładowane cząstki zwane elektronami w cząsteczce są rozmieszczone nierównomiernie, to jedna część cząsteczki może mieć częściowy ładunek dodatni, a inna część może mieć częściowy ładunek ujemny. Na przykład woda jest cząsteczką polarną. Okazuje się, że molekuły polarne dobrze mieszają się z innymi molekułami polarnymi, ale nie z molekułami niepolarnymi. Generalnie lipidy są niepolarne, dlatego nie mieszają się dobrze z wodą. Istnieje wiele różnych układów atomów, które są niepolarne, dlatego istnieje wiele różnych typów lipidów o wielu różnych układach atomowych.
Rodzaje lipidów
Kwasy tłuszczowe, podobnie jak białka, mają grupę COOH. Grupa COOH znajduje się na jednym końcu ogólnie długiej cząsteczki, która może znacznie różnić się długością. Węglowodorowe ogony zwykle zawierają od 4 do 28 węgli, ustawionych w szeregu. Twoje ciało przechowuje energię w kwasach tłuszczowych, ale w grupach po trzy połączonych szkieletem glicerolowym. Grupy te nazywane są triacyloglicerolami lub krócej triglicerydami. Różne formy triglicerydów obejmują tłuszcze i oleje, zarówno nasycone, jak i nienasycone, w zależności od długości i wiązania w kwasach tłuszczowych. Przykładami lipidów są również sterydy, woski i detergenty. Te lipidy mają inne układy atomowe niż ich kuzyni triglicerydów. Na przykład steroidy mają węglowodory ułożone w cztery połączone pierścienie.
Lipidy amfifilowe
Wiele lipidów ma odrębne regiony polarne i niepolarne. Regiony polarne dobrze mieszają się z wodą i dlatego nazywane są hydrofilowymi lub kochającymi wodę. Regiony niepolarne nie mieszają się z wodą, więc nazywane są hydrofobowymi lub bojącymi się wody. Kiedy cząsteczka ma zarówno hydrofilowe, jak i hydrofobowe sekcje, nazywa się to amfifilami – lub amfipatycznymi. Mydła i detergenty to lipidy amfifilowe, ale istnieje jeszcze ważniejsza klasa lipidów amfifilowych: fosfolipidy.
Po umieszczeniu w wodzie fosfolipidy układają się w kulki, tak że polarna grupa fosforanowa styka się woda i niepolarny łańcuch węglowodorowy są skierowane w stronę chronionego środka kulki, z dala od woda. Wszystkie komórki w twoim ciele mają błonę zbudowaną z dwóch warstw fosfolipidów. Ta dwuwarstwowa błona nazywana jest dwuwarstwą fosfolipidową. Bez niej nie byłoby żywych komórek.