Name: types of lipids and their structure
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 3 min 38 s
Channel: JoVE

Lipidy to grupa cząsteczek hydrofobowych, które obejmują trójglicerydy, które służą do magazynowania energii, oraz fosfolipidy, które są głównymi składnikami strukturalnymi błon komórkowych.
Trójglicerydy i większość fosfolipidów składa się z łańcuchów glicerolu i kwasów tłuszczowych.
Kwasy tłuszczowe mają grupy metylowe na jednym końcu łańcucha i grupy karboksylowe na drugim końcu. Węgiel związany z grupą karboksylową nazywany jest węglem alfa, a węgiel z grupy metylowej jest znany jako węgiel omega.
Kwasy tłuszczowe różnią się długością i obecnością podwójnych wiązań w łańcuchu węglowodorowym. Te z wiązaniami podwójnymi są nienasyconymi kwasami tłuszczowymi, a te z wiązaniami pojedynczymi są kwasami tłuszczowymi nasyconymi, ponieważ są nasycone jak największą liczbą atomów wodoru.
Kwasy tłuszczowe często mają nazwy zwyczajowe, ale mogą być systematycznie nazywane w zależności od liczby atomów węgla oraz liczby i położenia wiązań podwójnych w łańcuchu węglowym.
Istnieje kilka popularnych metod numerowania. Karboksylowy układ odniesienia zlicza położenie wszystkich wiązań podwójnych z węgla karboksylowego, który jest ponumerowany jako 1. System odniesienia omega zlicza położenie podwójnego wiązania najbliżej węgla omega, przy czym węgiel omega jest ponumerowany jako 1.
Na przykład kwas linolenowy, kwas tłuszczowy omega 3, ma 18 atomów węgla i podwójne wiązania w pozycjach 9, 12 i 15, licząc od końca karboksylowego. Będzie to nazywane 18:3 Δ9, 12, 15 zgodnie z karboksylowym systemem odniesienia i 18:3 (ω-3) zgodnie z systemem odniesienia omega.
Nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować w dwóch konfiguracjach: cis i trans. W konfiguracji cis wodory na węglach biorących udział w wiązaniu podwójnym znajdują się po tej samej stronie wiązania, podczas gdy w konfiguracji trans wodory znajdują się po przeciwnych stronach. 
Strukturalnie kwasy tłuszczowe cis mają wygięte łańcuchy, podczas gdy kwasy tłuszczowe trans mają łańcuchy proste.
Stwierdzono, że spożywanie tłuszczów trans jest odpowiedzialne za różne choroby sercowo-naczyniowe, podczas gdy spożywanie kwasów tłuszczowych cis, takich jak omega-3 i omega-6, jest znane jako korzystne dla zdrowia.
Trójglicerydy, potocznie zwane tłuszczami, służą przede wszystkim do magazynowania energii. Składają się z trzech kwasów tłuszczowych połączonych z glicerolem poprzez wiązania estrowe między końcami hydroksylowymi glicerolu a końcami karboksylowymi kwasów tłuszczowych, co powoduje powstanie cząsteczki niepolarnej.
Jeśli wszystkie trzy kwasy tłuszczowe są tego samego rodzaju, są one znane jako proste trójglicerydy. Jeśli te trzy kwasy tłuszczowe różnią się, są one znane jako mieszane trójglicerydy.
Inny rodzaj lipidów, fosfolipidy, jest ważną cechą strukturalną błon biologicznych.
Mają hydrofilowe główki składające się z grup fosforanowych zmodyfikowanych hydrofilową grupą alkoholową i hydrofobowych ogonów kwasów tłuszczowych. Skład tych głów i ogonów może się różnić, co skutkuje różnymi rodzajami lipidów błonowych.
Glicerofosfolipidy są powszechnym rodzajem fosfolipidów, który składa się z dwóch kwasów tłuszczowych i wysoce polarnej grupy przyłączonej do każdego węgla glicerolu odpowiednio poprzez wiązania estrowe i fosfodiestrowe.

struktura lipidów

Structure of Lipids

Lipidy obejmują zróżnicowaną grupę związków, które w dużej mierze mają charakter niepolarny. Dzieje się tak, ponieważ są to węglowodory zawierające głównie niepolarne wiązania węgiel-węgiel lub węgiel-wodór. Cząsteczki niepolarne są hydrofobowe („bojące się wody”) lub nierozpuszczalne w wodzie. Lipidy pełnią w komórce wiele różnych funkcji. Komórki magazynują energię do długotrwałego wykorzystania w postaci tłuszczów. Lipidy zapewniają także roślinom i zwierzętom izolację od środowiska. Na przykład pomagają utrzymać suchość ptaków i ssaków wodnych podczas tworzenia warstwy ochronnej na futrze lub piórach ze względu na ich hydrofobowy charakter i hydrofobowość. Lipidy są także budulcem wielu hormonów i ważnym składnikiem wszystkich błon komórkowych. Lipidy obejmują tłuszcze, oleje, woski, fosfolipidy i steroidy.

Ogólna struktura lipidów

Cząsteczka tłuszczu składa się z dwóch głównych składników – gliceryny i kwasów tłuszczowych. Glicerol to związek organiczny (alkohol) posiadający trzy atomy węgla, pięć wodorów i trzy grupy hydroksylowe (OH). Kwasy tłuszczowe mają długi łańcuch węglowodorów, do którego przyłączona jest grupa karboksylowa, stąd nazwa „kwas tłuszczowy”. Liczba atomów węgla w kwasie tłuszczowym może wynosić od 4 do 36. Najczęściej spotykane są te zawierające 12–18 atomów węgla. W cząsteczce tłuszczu kwasy tłuszczowe przyłączają się do każdego z trzech atomów węgla cząsteczki glicerolu za pomocą wiązania estrowego poprzez atom tlenu. Połączenie trzech kwasów tłuszczowych ze szkieletem glicerolu w reakcji odwodnienia tworzy triacyloglicerol. Trzy kwasy tłuszczowe w triacyloglicerolu mogą być podobne lub niepodobne.

Fosfolipidy to kolejny powszechny rodzaj lipidów. Jest cząsteczką amfipatyczną, co oznacza, że posiada część hydrofobową i hydrofilową. Łańcuchy kwasów tłuszczowych są hydrofobowe i nie mogą oddziaływać z wodą; podczas gdy grupa zawierająca fosforan jest hydrofilowa i oddziałuje z wodą. Hydrofilowe grupy główne fosfolipidów są zwrócone w stronę roztworu wodnego. Hydrofobowe ogony są zamaskowane w środku dwuwarstwy.

Kwasy tłuszczowe

Kwasy tłuszczowe mogą być nasycone lub nienasycone. W łańcuchu kwasów tłuszczowych, jeśli pomiędzy sąsiednimi atomami węgla w łańcuchu węglowodorowym występują tylko pojedyncze wiązania, kwas tłuszczowy jest nasycony. Kwas stearynowy jest przykładem nasyconego kwasu tłuszczowego.

Gdy łańcuch węglowodorowy zawiera wiązanie podwójne, kwas tłuszczowy jest nienasycony. Kwas oleinowy jest przykładem nienasyconego kwasu tłuszczowego. Większość tłuszczów nienasyconych ma postać płynną w temperaturze pokojowej i nazywane są olejami. Jeżeli w cząsteczce występuje jedno wiązanie podwójne, to jest to tłuszcz jednonienasycony (np. oliwa z oliwek), a jeśli w cząsteczce występuje więcej niż jedno wiązanie podwójne, to jest to tłuszcz wielonienasycony (np. olej rzepakowy). Długie, proste kwasy tłuszczowe z pojedynczymi wiązaniami zazwyczaj ściśle przylegają i są stałe w temperaturze pokojowej. Przykładami tłuszczów nasyconych są tłuszcze zwierzęce zawierające kwas stearynowy i palmitynowy (powszechne w mięsie) oraz tłuszcze z kwasem masłowym (powszechne w maśle).

Kwasy tłuszczowe można dodatkowo podzielić na Cis i trans. Cis i trans wskazują konfigurację cząsteczki wokół wiązania podwójnego. Jeśli wodory są obecne w tej samej płaszczyźnie, jest to tłuszcz cis. Jeśli atomy wodoru znajdują się w dwóch różnych płaszczyznach, jest to tłuszcz trans. Podwójne wiązanie cis powoduje zagięcie lub „załamanie”, które zapobiega ścisłemu upakowaniu kwasów tłuszczowych, utrzymując je w stanie ciekłym w temperaturze pokojowej. Przykładami tłuszczów nienasyconych są oliwa z oliwek, olej kukurydziany, olej rzepakowy i olej z wątroby dorsza. Tłuszcze nienasycone pomagają obniżyć poziom cholesterolu we krwi, podczas gdy tłuszcze nasycone przyczyniają się do tworzenia się płytek w tętnicach.

Tłuszcze trans

Przemysł spożywczy sztucznie uwodornia oleje, aby stały się półstałe i miały konsystencję pożądaną dla wielu przetworzonych produktów spożywczych. Podczas tego procesu wiązania podwójne o konformacji cis – w łańcuchu węglowodorowym mogą przekształcić się w wiązania podwójne o konformacji trans.

Margaryna, niektóre rodzaje masła orzechowego i tłuszcz piekarski to przykłady sztucznie uwodornionych tłuszczów trans. Najnowsze badania wykazały, że wzrost zawartości tłuszczów trans w diecie człowieka może prowadzić do podwyższenia poziomu lipoprotein o małej gęstości (LDL), czyli „złego” cholesterolu, co z kolei może prowadzić do odkładania się blaszek w tętnicach, powodując choroby serca.

Kwasy Omega

Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe to te, których organizm ludzki potrzebuje, ale których nie syntetyzuje. Dlatego należy je uzupełniać poprzez dietę. Kwasy tłuszczowe omega-3 należą do tej kategorii i są jednymi z zaledwie dwóch znanych człowiekowi (drugim jest kwas tłuszczowy omega-6). Są to wielonienasycone kwasy tłuszczowe i należą do grupy omega-3, ponieważ podwójne wiązanie łączy trzeci węgiel od końca łańcucha węglowodorowego z sąsiednim węglem.

Kwas alfa-linolenowy jest przykładem kwasu tłuszczowego omega-3. Posiada trzy podwójne wiązania cis i w rezultacie ma zakrzywiony kształt. Łosoś, pstrąg i tuńczyk są dobrymi źródłami kwasów tłuszczowych omega-3. Badania wskazują, że kwasy tłuszczowe omega-3 zmniejszają ryzyko nagłej śmierci z powodu zawału serca, obniżają poziom trójglicerydów we krwi, obniżają ciśnienie krwi i zapobiegają zakrzepicy poprzez hamowanie krzepnięcia krwi. Zmniejszają także stany zapalne i mogą pomóc zmniejszyć ryzyko niektórych nowotworów u zwierząt.

Struktura lipidów

Lipidy obejmują zróżnicowaną grupę związków, które mają w dużej mierze charakter niepolarny. Dzieje się tak, ponieważ są to węglowodory, które obejmują głównie niepolarne ...

Education

JoVE Core

Molecular Biology

Biologia molekularna

Unit 1

Jednostka 1

Biochemistry of the Cell

Biochemia komórki

KEY TERMS AND CONCEPTS

Kluczowe terminy i pojęcia

types of lipids and their structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end.

Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single carbon-carbon bonds, so the chains stay straight and pack tightly. Unsaturated triglycerides contain one or more double bonds, which create bends in the chains.

Phospholipids are another important lipid class. They have a glycerol backbone, but one fatty acid is replaced by a phosphate group. This gives phospholipids a polar head and nonpolar tails, which is useful in cell membranes.

Some lipids are steroids. These have a four-ring structure rather than long fatty acid chains. Cholesterol is a familiar example, and its ring structure makes it different from triglycerides and phospholipids.

Types of Lipids and Their Structure

the periodic table and organismal elements

the-periodic-table-and-organismal-elements

Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

functional groups

Functional Groups in Organic Molecules

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way. Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the...

polymers

Polymer Structures and Uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

structure of lipids

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

chemistry of carbohydrates

Carbohydrate Structures and Types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form. The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units. Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in...

nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

Forces Between Molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Explore lipid structure through fatty acids, triglycerides, phospholipids, and steroids. Learn how each type differs in shape and bonding.

Types of Lipids and Their Structure | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Molecular Biology showcases the molecular processes of the cell through clear and concise animated video lessons. Additionally, in scientist-in-action videos, these concepts' application is demonstrated through real experiments in modern laboratories.

Types of Lipids and Their Structure

Description

Transcript

Tags