Um fosfolipídio é o tipo de molécula semelhante a uma gordura da qual as membranas celulares são construídas principalmente. Ele tem uma cabeça atraída pela água e duas caudas que a evitam. Da borda externa da cabeça até a ponta das caudas, um fosfolipídio mede cerca de 2,5 nanômetros de comprimento, e um nanômetro é um bilionésimo de metro.

Tamanho

A cabeça de um fosfolipídio é um grupo que contém fosfato, ligado a uma pequena molécula chamada glicerol. As duas caudas são ácidos graxos, longas cadeias de átomos de carbono e hidrogênio, geralmente com 10 a 20 átomos de carbono. Cada carbono acrescenta cerca de 0,13 nanômetro ao comprimento da cauda.

O comprimento exato depende das caudas e de como elas se dispõem. Em uma membrana viva, as caudas são fluidas, dobrando-se e se movendo. Um livro de referência em biologia celular indica 2 nanômetros da cabeça à cauda para um fosfolipídio típico.

Medições revisadas em 2000 constataram que uma camada de fosfatidilcolina, um fosfolipídio comum, tem cerca de 2,2 a 2,3 nanômetros de espessura no estado fluido, e 2,6 nanômetros em uma forma mais fria e ordenada, com caudas mais retas. A camada tem a profundidade de uma única molécula, portanto é essa a distância que uma molécula percorre do meio de uma membrana até sua superfície. Cada molécula em uma camada fluida ocupa cerca de 0,6 a 0,7 nanômetro quadrado da superfície. As estimativas de comprimento variam, assim, de cerca de 2 a 2,6 nanômetros.

Comparações de tamanho

Duas camadas de fosfolipídios, cauda com cauda, formam uma bicamada de fosfolipídios, a folha que está no centro de quase todas as membranas celulares.
O comprimento de um fosfolipídio é cerca do dobro da largura de uma alfa-hélice. A alfa-hélice é uma parte comum das proteínas.
Ele é aproximadamente tão comprido quanto a dupla hélice do DNA é larga, ou seja, 2 nanômetros.
Entre cerca de 30.000 e 50.000 fosfolipídios, colocados ponta a ponta, cobririam a largura de um fio de cabelo humano, que tem de 80.000 a 100.000 nanômetros de largura.
Uma única camada de fosfolipídios cobrindo um milímetro quadrado conteria cerca de 1,5 trilhão de moléculas.

Como os fosfolipídios formam as membranas

Como suas cabeças são atraídas pela água e suas caudas não, os fosfolipídios em água se organizam com as caudas voltadas umas para as outras e as cabeças voltadas para fora. Eles formam uma camada dupla que separa a água de um lado da água do outro lado. Aquecidos em água, os fosfolipídios costumam formar pequenas esferas espontaneamente, com as cabeças do lado de fora e as caudas do lado de dentro.

A forma das caudas ajuda a manter as membranas fluidas. Uma cauda com apenas ligações simples entre os átomos de carbono é bastante reta. Uma ligação dupla cria uma dobra de cerca de 30 graus na cauda, e essas dobras afastam as moléculas vizinhas entre si. Isso evita que a membrana endureça no frio.

Óleo em uma lagoa

Benjamin Franklin despejou não mais que uma colher de chá de óleo em uma lagoa perto de Londres e observou o óleo se espalhar por talvez meio acre. O óleo formou uma camada com a espessura de uma única molécula. Suas moléculas são semelhantes, em suas características, às que compõem cada camada de uma membrana celular.

Uma colher de chá contém cerca de 5 centímetros cúbicos, e meio acre equivale a cerca de 2.000 metros quadrados, portanto a camada tinha aproximadamente 2,5 nanômetros de espessura. Agnes Pockels inventou mais tarde uma forma de produzir essas camadas únicas em laboratório, o que permitiu aos cientistas determinar com precisão o tamanho das moléculas.

Fontes

Components and Structure. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
Lipids. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
Structure of Lipid Bilayers. Nagle and Tristram-Nagle, Biochimica et Biophysica Acta, 2000.
What Is the Thickness of the Cell Membrane?. In Cell Biology by the Numbers. Milo and Phillips, Garland Science, 2015.
Predicting Helical Topologies in RNA Junctions as Tree Graphs. Laing et al., PLoS ONE, 2013.
DNA Structure and Sequencing. In Biology 2e, 2nd edition. OpenStax, 2018.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

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