ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Τα χημικά μόρια που οικοδομούν τους οργανισμούς
Μελέτη φαινομένου της ζωής o Η μελέτη του φαινομένου της ζωής ξεκινά από το μοριακό επίπεδο δηλαδή από τα χημικά μόρια που οικοδομούν τους οργανισμούς. o Τα χημικά μόρια έχουν συγκεκριμένη δομή και συμπεριφορά. Αλληλεπιδρούν μεταξύ τους ώστε να εκδηλώνονται οι διάφορες λειτουργίες στα ανώτερα επίπεδα οργάνωσης της ζωής. o Τα επίπεδα οργάνωσης της ζωής ξεκινούν από το κύτταρο για να καταλήξουν σταδιακά στο οικοσύστημα.
Διαπιστώσεις 1. Η δομή των συστατικών του κυττάρου είναι τέτοια, ώστε να εξυπηρετεί τη συγκεκριμένη λειτουργία που αυτό επιτελεί. 2. Κάθε επίπεδο οργάνωσης εμφανίζει φαινόμενα και ιδιότητες που δεν υπήρχαν στο προηγούμενο, ούτε μπορούν να εξηγηθούν από τις ιδιότητες των επιμέρους συστατικών ή δομών τους. 3. Η έμβια ύλη διέπεται από τους ίδιους φυσικοχημικούς νόμους που διέπουν και την άβια. 4. Όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από το ίδιο είδος χημικών μορίων, πράγμα που υποδηλώνει την κοινή προέλευσή τους.
Η χημεία της ζωής Από τα 92 είδη χημικών στοιχείων που απαντώνται στο φλοιό της Γης, μόνο τα 27 είναι απαραίτητα για τη ζωή και τους ζωντανούς οργανισμούς. o Τα στοιχεία C, H, O και Ν (96% κ.β.) είναι τα επικρατέστερα στους οργανισμούς και συμμετέχουν, σε σημαντικό βαθμό, στη σύνθεση των μορίων που αποτελούν βασικά δομικά ή λειτουργικά συστατικά των οργανισμών και παράγονται από τους ίδιους. o Τα στοιχεία P, S, Na, K, Ca, Mg και Cl (4% κ.β.) αποτελούν συστατικά ορισμένων βιομορίων. o Τα στοιχεία Fe, I κ.ά. (0,01% κ.β.) ονομάζονται ιχνοστοιχεία γιατί βρίσκονται σε μικρό ποσοστό στους οργανισμούς αλλά είναι απαραίτητα για σημαντικές λειτουργίες τους.
Σύγκριση χημικής σύστασης
Η χημεία της ζωής είναι υγρή Το εξωτερικό περιβάλλον των κυττάρων είναι υδατικό. Τα κύτταρα ζουν είτε άμεσα (αμοιβάδα) είτε έμμεσα (ανθρώπινο κύτταρο) σε υδάτινο περιβάλλον: o από αυτό αντλούν όλα τα απαραίτητα συστατικά για την επιβίωσή τους. o σε αυτό εκκρίνουν παράγωγα του μεταβολισμού τους. Το εσωτερικό περιβάλλον των κυττάρων είναι επίσης υδατικό (περίπου 80%): o το νερό επιτρέπει τη μετακίνηση των περισσότερων χημικών ουσιών που είναι ευδιάλυτες σε αυτό. Με αυτόν τον τρόπο οι ουσίες έρχονται σε επαφή και πραγματοποιούνται χημικές αντιδράσεις στα κύτταρα. o το ίδιο το νερό συμμετέχει σε κάποιες αντιδράσεις.
Ποικιλία χημικών ενώσεων Οι χημικές ενώσεις που συναντάμε μέσα στο κύτταρο διακρίνονται σε: o απλές χημικές ενώσεις μικρού μοριακού βάρους όπως οξέα, βάσεις και άλατα. Βρίσκονται σε μικρή συγκέντρωση μέσα στο κύτταρο, αλλά έχουν μοναδική σημασία για τη ζωή: διατηρούν σταθερό το ph στο εσωτερικό του κυττάρου και βοηθούν να γίνονται σωστά οι διάφορες κυτταρικές λειτουργίες. o ενώσεις μεγάλου μοριακού βάρους (μακρομόρια) όπως πρωτεϊνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες και λιπίδια με διακριτούς ρόλους στο κύτταρο.
Μακρομόρια ή Βιομόρια Τα μακρομόρια ή βιομόρια είναι τα πιο χαρακτηριστικά και σημαντικά μόρια των κυττάρων. Διακρίνονται σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες: o Πρωτεϊνες o Νουκλεϊκά οξέα o Υδατάνθρακες o Λιπίδια Κάθε μακρομόριο είναι δυνατό να αποτελείται από δεκάδες, εκατοντάδες και στις περισσότερες περιπτώσεις από χιλιάδες άτομα.
Πολυμερή Μονομερή Τα μακρομόρια είναι συνήθως πολυμερείς ενώσεις πολυμερή που δομούνται από απλούστερα μόρια, τα οποία ονομάζονται μονομερή. Τα μονομερή αποτελούν τους δομικούς λίθους των μακρομορίων. Για παράδειγμα: o οι πρωτεϊνες δομούνται από αμινοξέα, o τα νουκλεϊκά οξέα (DNA και RNA) δομούνται από νουκλεοτίδια. Τα μονομερή των μακρομορίων διαθέτουν μεταξύ άλλων ένα ελεύθερο άτομο υδρογόνου και μία ελεύθερη υδροξυλομάδα. Δηλαδή, ένα μονομερές έχει περίπου την ακόλουθη δομή: Η ΟΗ
Συμπύκνωση Η συμπύκνωση αποτελεί το βασικό χημικό μηχανισμό σύνδεσης των μονομερών μεταξύ τους προκειμένου να σχηματιστεί ένα πολυμερές. Ο μηχανισμός είναι ο εξής: 1. Δύο μονομερή έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. 2. Το ένα μονομερές χάνει μία υδροξυλομάδα (ΟΗ) και το άλλο μονομερές χάνει ένα άτομο υδρογόνου (Η), ενώ σχηματίζεται ένα μόριο νερού (Η 2 Ο). 3. Τελικά τα δύο μονομερή συνδέονται με ομοιοπολικό δεσμό δημιουργώντας ένα διμερές. 4. Με τη διαδοχική σύνδεση των μονομερών σχηματίζονται οι πολυμερείς ενώσεις, δηλαδή τα μακρομόρια.
Υδρόλυση Η υδρόλυση αποτελεί το βασικό χημικό μηχανισμό διάσπασης των πολυμερών ενώσεων, δηλαδή των μακρομορίων στα μονομερή τους. Ο μηχανισμός είναι ο εξής: 1. Η διάσπαση των μακρομορίων στα μονομερή τους γίνεται με την προσθήκη νερού. 2. Αν για παράδειγμα προσθέσουμε νερό σε ένα διμερές, θα σπάσει ο ομοιοπολικός δεσμός και θα προκύψουν δύο μονομερή. 3. Με τη διαδοχική προσθήκη μορίων νερού γίνεται πλήρης υδρόλυση των πολυμερών ενώσεων.
Δεσμοί μακρομορίων Στα μακρομόρια συναντάμε: 1. ομοιοπολικούς δεσμούς που συνδέουν τα μονομερή. Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ο πιο διαδεδομένος δεσμός στην έμβια ύλη λόγω της σταθερότητάς του. 2. δεσμούς υδρογόνου. Ο δεσμός υδρογόνου είναι ο διαμοριακός δεσμός που αναπτύσσεται μεταξύ του υδρογόνου ενός μορίου και του ηλεκτραρνητικού ατόμου (F, O, N) ενός άλλου μορίου. 3. δυνάμεις Van der Waals. Οι δυνάμεις αυτές είναι ασθενείς ενδομοριακές ηλεκτροστατικές δυνάμεις που οφείλονται σε «στιγμιαίες» μετατοπίσεις των ηλεκτρονίων και στο σχηματισμό διπόλων. 4. υδρόφοβους δεσμούς που είναι οι δυνάμεις που αναγκάζουν υδρόφοβα μόρια ή ομάδες να πλησιάσουν μεταξύ τους όταν βρίσκονται σε υδατικό περιβάλλον. Οι δεσμοί 2,3,4, παρ όλο που δεν συμμετέχουν στη συνένωση των μονομερών, παίζουν σημαντικό ρόλο στην τελική διαμόρφωση των μακρομορίων.
Πρωτεϊνες o Οι πρωτεϊνες αποτελούν τα πιο διαδεδομένα και πολυδιάστατα στη μορφή και στη λειτουργία μακρομόρια. o Έχουν σημαντικούς δομικούς και λειτουργικούς ρόλους στα κύτταρα. o Παρά τις διαφορές τους, οι πρωτεϊνες οικοδομούνται με βάση την ίδια πρώτη ύλη, ένα σύνολο από 20 διαφορετικά αμινοξέα. o Ο αριθμός των αμινοξέων που είναι διαφορετικός για κάθε πρωτεϊνη μπορεί να ξεπερνά τα 1.000. o Τα 20 διαφορετικά αμινοξέα τοποθετούνται σε διαφορετικούς συνδυασμούς και μπορούν να σχηματίσουν έναν τεράστιο αριθμό διαφορετικών πρωτεϊνικών μορίων.
Ρόλοι πρωτεϊνών Λειτουργικός ρόλος Παραδείγματα: o Η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα στον οργανισμό. o Τα ένζυμα είναι πρωτεϊνες που επιταχύνουν τις αντιδράσεις στα κύτταρα. o Τα αντισώματα είναι πρωτεϊνες που εξουδετερώνουν τους μικροοργανισμούς. Παραδείγματα: Δομικός ρόλος o Το κολλαγόνο και η ελαστίνη είναι δομικές πρωτεϊνες του ερειστικού ιστού.
Δομή αμινοξέος To μόριο του αμινοξέος αποτελείται από δύο τμήματα, ένα σταθερό και ένα μεταβλητό. o Το σταθερό τμήμα αποτελείται από ένα άτομο υδρογόνου, μια αμινομάδα και μια καρβοξυλομάδα, ενωμένα σε ένα κοινό άτομο άνθρακα. o Το μεταβλητό τμήμα αποτελείται από μία πλευρική ομάδα R, η οποία έχει διαφορετική χημική δομή για κάθε αμινοξύ.
Πεπτιδικός δεσμός oη ένωση δύο αμινοξέων γίνεται με αντίδραση συμπύκνωσης μεταξύ της καρβοξυλομάδας του ενός και της αμινομάδας του άλλου. Αποβάλλεται ένα μόριο νερού και ανάμεσα στα δύο αμινοξέα σχηματίζεται ένας ομοιοπολικός δεσμός, που ονομάζεται πεπτιδικός δεσμός. Τελικά σχηματίζεται ένα διπεπτίδιο. o Αν στο 2 ο αμινοξύ του διπεπτιδίου συνδεθεί με τον ίδιο τρόπο ένα 3 ο αμινοξύ δημιουργείται ένα τριπεπτίδιο κ.ο.κ oτα πεπτίδια στα οποία ο αριθμός των αμινοξέων υπερβαίνει τα 50 ονομάζονται πολυπεπτίδια.
Επίπεδα οργάνωσης πρωτεϊνών Παρατηρούνται τέσσερα επίπεδα οργάνωσης των πρωτεϊνών. o Πρωτοταγής δομή: η αλληλουχία των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. o Δευτεροταγής δομή: η πολυπεπτιδική αλυσίδα αναδιπλώνεται και αποκτά είτε ελικοειδή είτε πτυχωτή μορφή. o Τριτοταγής δομή: η τελική αναδίπλωση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας στο χώρο (τρισδιάστατη δομή) και η απόκτηση καθορισμένης μορφής. o Τεταρτοταγής δομή: ισχύει για ορισμένες πρωτεϊνες, οι οποίες αποτελούνται από δύο ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες.
Σχέση δομής-λειτουργίας στις πρωτεϊνες o Το στοιχείο που διαφοροποιεί τις πρωτεϊνες μεταξύ τους είναι η διαφορετική αλληλουχία των αμινοξέων τους, δηλαδή η διαφορετική πρωτοταγής δομή. o Όταν η σειρά των αμινοξέων είναι διαφορετική, η δυνατότητα να σχηματιστούν δεσμοί ανάμεσα στις πλευρικές ομάδες αμινοξέων βρίσκεται σε διαφορετικά σημεία της πεπτιδικής αλυσίδας. o Αυτό οδηγεί σε διαφορετική αναδίπλωση του μορίου, που συνεπάγεται διαφορετική δευτεροταγή και τριτοταγή δομή, επομένως σε διαφορετική διαμόρφωση στο χώρο. o Η τρισδιάστατη δομή μιας πρωτεϊνης καθορίζει τη λειτουργία που αυτή επιτελεί!
Μετουσίωση Όταν μία πρωτεϊνη εκτεθεί σε ακραίες τιμές θερμοκρασίας και ph, τότε υφίσταται μετουσίωση. Σπάζουν οι δεσμοί που έχουν αναπτυχθεί μεταξύ των πλευρικών ομάδων, καταστρέφεται η τρισδιάστατη δομή της και η πρωτεϊνη χάνει τη λειτουργικότητά της.
Νουκλεϊκά οξέα Τα νουκλεϊκά οξέα αποτελούν κατηγορία μακρομορίων και είναι: 1. το DNA (δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ) 2. το RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ) Ο βασικός βιολογικός ρόλος τους είναι ο καθορισμός της παραγωγής πρωτεϊνών και έτσι ελέγχουν όλες τις λειτουργίες και τα κληρονομικά γνωρίσματα των οργανισμών. Οι δομικοί λίθοι (μονομερή) του DNA είναι τα δεσοξυριβονουκλεοτίδια και του RNA είναι τα ριβονουκλεοτίδια.
Νουκλεοτίδια Τα νουκλεοτίδια προέρχονται από τη σύνδεση με ομοιοπολικό δεσμό τριών διαφορετικών μορίων: 1. μίας πεντόζης, σάκχαρο με πέντε άτομα άνθρακα, 2. ενός μορίου φωσφορικού οξέος, 3. και μιας οργανικής αζωτούχας βάσης.
Είδη νουκλεοτιδίων Δεσοξυριβονουκλεοτίδια Τα νουκλεοτίδια του DNA περιέχουν: 1. την πεντόζη δεσοξυριβόζη, 2. ένα μόριο φωσφορικού οξέος, 3. ως αζωτούχο βάση, την αδενίνη (Α) ή τη θυμίνη (Τ) ή τη γουανίνη (G) ή την κυτοσίνη (C). Ριβονουκλεοτίδια Τα νουκλεοτίδια του RNA περιέχουν: 1. την πεντόζη ριβόζη, 2. ένα μόριο φωσφορικού οξέος, 3. ως αζωτούχο βάση, την αδενίνη (Α) ή την ουρακίλη (U) ή τη γουανίνη (G) ή την κυτοσίνη (C).
Σύνδεση νουκλεοτιδίων o Δύο μονοφωσφορικά νουκλεοτίδια ενώνονται με ομοιοπολικό δεσμό και σχηματίζεται ένα δινουκλεοτίδιο. o Αν στο δινουκλεοτίδιο προστεθεί ένα ακόμη νουκλεοτίδιο, τότε δημιουργείται ένα τρινουκλεοτίδιο. o Αν προστεθεί ένα ακόμα, τότε δημιουργείται ένα τετρανουκλεοτίδιο κ.ο.κ. o Αν η διαδικασία αυτή επαναληφθεί χιλιάδες φορές, τότε δημιουργείται ένα πολυνουκλεοτίδιο (πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα).
H δομή του DNA Τα βασικά χαρακτηριστικά του DNA σύμφωνα με το μοντέλο της διπλής έλικας είναι τα εξής: 1. Αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες, τους κλώνους, που σχηματίζουν διπλή έλικα. 2. Οι αζωτούχες βάσεις σε κάθε κλώνο είναι κάθετες στον κύριο άξονα του μορίου και προεξέχουν προς το εσωτερικό του. 3. Οι δύο κλώνοι συγκρατούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ των συμπληρωματικών αζωτούχων βάσεων. Τα ζευγάρια των συμπληρωματικών βάσεων είναι αδενίνη με θυμίνη και γουανίνη με κυτοσίνη. 4. Μεταξύ των βάσεων Α και Τ σχηματίζονται δύο δεσμοί υδρογόνου, ενώ μεταξύ των βάσεων G και C σχηματίζονται τρεις δεσμοί υδρογόνου.
Ο ρόλος του DNA Τα μόρια του DNA φέρουν τις πληροφορίες για το σύνολο των χαρακτηριστικών που εκφράζονται σε ένα κύτταρο και κατ επέκταση σε ένα οργανισμό. Ο ρόλος του DNA είναι να: o φέρει τις γενετικές πληροφορίες. o ελέγχει μέσω των γενετικών πληροφοριών κάθε κυτταρική δραστηριότητα. o μεταβιβάζει τις γενετικές πληροφορίες αναλλοίωτες από κύτταρο σε κύτταρο και από γενιά σε γενιά. o επιτρέπει τη δημιουργία γενετικής ποικιλομορφίας. Το σύνολο των μορίων του DNA ενός κυττάρου αποτελεί το γενετικό του υλικό. Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, το DNA υπάρχει στον πυρήνα (κυρίως), στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες.
H δομή του RNA Τα βασικά χαρακτηριστικά του RNA είναι τα εξής: 1. Τα μονομερή του RNA είναι τα ριβονουκλεοτίδια στα οποία η πεντόζη είναι η ριβόζη και υπάρχει η αζωτούχος βάση ουρακίλη αντί της θυμίνης. 2. Το RNA είναι κατά βάση ένα μονόκλωνο μόριο δηλαδή αποτελείται από μία απλή πολυριβονουκλεοτιδική αλυσίδα. 3. Μερικές φορές, το μονόκλωνο μόριο αναδιπλώνεται σε ορισμένα σημεία. Η διαμόρφωση αυτή μπορεί να σταθεροποιηθεί με δεσμούς υδρογόνου, που σχηματίζονται ανάμεσα σε συμπληρωματικές βάσεις (G-C, A-U), παρά το ότι στην περίπτωση αυτή ανήκουν στην ίδια αλυσίδα.
Ο ρόλος του RNA Το RNA εμφανίζεται με τρεις διαφορετικούς τύπους, καθένας από τους οποίους έχει έναν ιδιαίτερο βιολογικό ρόλο. o Το αγγελιοφόρο RNA (mrna) μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA, όπου είναι κωδικοποιημένη, στα ριβοσώματα, όπου γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών. o Το μεταφορικό RNA (trna) μεταφέρει στα ριβοσώματα τα αμινοξέα, προκειμένου αυτά να χρησιμοποιηθούν στη σύνθεση των πρωτεϊνών. o Το ριβοσωμικό RNA (rrna), μαζί με πρωτεϊνες, αποτελεί δομικό συστατικό των ριβοσωμάτων. Το RNA βρίσκεται τόσο στον πυρήνα όσο και στο κυτταρόπλασμα, είτε ως συστατικό των ριβοσωμάτων (rrna) είτε ελεύθερο (mrna, trna). Υπάρχει και στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες.
Υδατάνθρακες o Οι υδατάνθρακες αποτελούν πηγή ενέργειας για το κύτταρο. Σημαντικότεροι από αυτούς είναι η γλυκόζη, το άμυλο και το γλυκογόνο. o Κάποιοι υδατάνθρακες είναι δομικά συστατικά κυττάρων. Ο πιο διαδεδομένος από τους δομικούς υδατάνθρακες είναι η κυτταρίνη, που αποτελεί το βασικό συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος των φυτικών κυττάρων. o Οι υδατάνθρακες διακρίνονται σε: 1. μονοσακχαρίτες, 2. δισακχαρίτες, 3. και πολυσακχαρίτες.
Μονοσακχαρίτες o Διακρίνονται σε: 1. τριόζες (με 3 άτομα C) π.χ. η γλυκεριναλδεϋδη και η διυδροξυακετόνη, 2. πεντόζες (με 5 άτομα C) π.χ. η ριβόζη και η δεσοξυριβόζη, 3. και εξόζες (με 6 άτομα C) π.χ. η γλυκόζη, η φρουκτόζη και η γαλακτόζη. o Ο ρόλος τους είναι ο εξής: 1. αποτελούν πηγή ενέργειας για τα κύτταρα, 2. συμμετέχουν στη σύνθεση δι- και πολυσακχαριτών, 3. ειδικά οι τριόζες λειτουργούν ως ενδιάμεσα προϊόντα της φωτοσύνθεσης και της κυτταρικής αναπνοής. 4. ειδικά οι πεντόζες ριβόζη και δεσοξυριβόζη συμμετέχουν στη σύνθεση του RNA και DNA αντίστοιχα.
Δισακχαρίτες o Προκύπτουν από τη συνένωση δύο μονοσακχαριτών. o Οι κυριότεροι δισακχαρίτες είναι οι εξής: 1. η μαλτόζη που προκύπτει από τη διάσπαση του αμύλου κατά τη διαδικασία της πέψης. Δομείται από δύο μόρια γλυκόζης (γλυκόζη + γλυκόζη). 2. η σακχαρόζη είναι συστατικό των φρούτων. Είναι η κοινή ζάχαρη και αποτελεί την κύρια πηγή γλυκόζης για τους ζωϊκούς οργανισμούς. Δομείται από ένα μόριο γλυκόζης και ένα μόριο φρουκτόζης (γλυκόζη + φρουκτόζη). 3. η λακτόζη είναι το σάκχαρο του γάλακτος. Δομείται από ένα μόριο γλυκόζης και ένα μόριο γαλακτόζης (γλυκόζη + γαλακτόζη).
Πολυσακχαρίτες o Προκύπτουν από τη συνένωση πολλών μορίων μονοσακχαριτών. o Οι κύριοι πολυσακχαρίτες είναι οι εξής: 1. η κυτταρίνη που συναντάται στα φυτικά κύτταρα ως συστατικό του κυτταρικού τοιχώματος (δομικός πολυσακχαρίτης). 2. το άμυλο που παράγεται στα φυτικά κύτταρα ως αποταμιευτική ουσία. 3. το γλυκογόνο που παράγεται στα ζωϊκά κύτταρα και στους μύκητες ως αποταμιευτική ουσία. Παρά το ότι και οι τρεις οικοδομούνται από το ίδιο μονομερές (γλυκόζη) διαφέρουν ως προς τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται μεταξύ τους τα μόρια της γλυκόζης, ως προς το μέγεθος και ως προς τη μορφή που παίρνει το μόριό τους στο χώρο.
Λιπίδια o Τα λιπίδια αποτελούν είτε δομικά συστατικά των κυττάρων (π.χ. συστατικά των μεμβρανών) είτε λειτουργικά (π.χ. αποταμιευτικές ουσίες). o Κοινό χαρακτηριστικό όλων των λιπιδίων είναι ότι δεν διαλύονται στο νερό. o Οι σημαντικότερες κατηγορίες λιπιδίων είναι οι εξής: 1. τα ουδέτερα λίπη (τριγλυκερίδια), 2. τα φωσφολιπίδια, 3. τα στεροειδή.
Ουδέτερα λίπη (τριγλυκερίδια) o Ένα μόριο ουδέτερου λίπους αποτελείται από τρία μόρια λιπαρών οξέων που έχουν ενωθεί με ένα μόριο γλυκερόλης. o Διακρίνονται σε: 1. ακόρεστα λίπη, συχνότερα στα φυτά και στις συνήθεις συνθήκες υγρά (ελαιόλαδο κ.ά). 2. κορεσμένα λίπη, συχνότερα στα ζώα και στερεοποιούνται (βούτυρο κ.ά). Τα ουδέτερα λίπη αποτελούν για τους οργανισμούς σπουδαίες αποθήκες ενέργειας και σε ορισμένα ζώα παίζουν και θερμομονωτικό ρόλο.
Φωσφολιπίδια Τα περισσότερο διαδεδομένα φωσφολιπίδια είναι αυτά που αποτελούνται από: 1. ένα μόριο γλυκερόλης, 2. δύο μόρια λιπαρών οξέων που συνδέονται με το μόριο γλυκερόλης, 3. ένα μόριο φωσφορικού οξέος, 4. και ένα μικρότερο πολικό μόριο, όπως η χολίνη. Εμφανίζουν ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό σε σχέση με το νερό. Η κεφαλή του μορίου είναι υδρόφιλη, ενώ αντίθετα η ουρά του μορίου είναι υδρόφοβη.
Διπλοστιβάδα φωσφολιπιδίων o Στα κύτταρα, επειδή και το εξωτερικό και το εσωτερικό τους περιβάλλον είναι υδατικό, τα φωσφολιπίδια αυθόρμητα συγκροτούν διπλοστιβάδα. o Οι υδρόφιλες κεφαλές τους στρέφονται προς το υδατικό εξωκυττάριο και ενδοκυττάριο περιβάλλον, ενώ οι υδρόφοβες ουρές «κρύβονται» στο εσωτερικό της διπλοστιβάδας και έλκονται μεταξύ τους. o Έτσι δημιουργείται μια σταθερή δομή, ιδιότητα σημαντική για τη συγκρότηση και τη λειτουργικότητα των μεμβρανών του κυττάρου.
Στεροειδή o Τα στεροειδή διαφέρουν από τα υπόλοιπα λιπίδια ως προς τη δομή τους. o Το γνωστότερο στεροειδές είναι η χοληστερόλη. o Η χοληστερόλη αποτελεί συστατικό των μεμβρανών των ζωϊκών κυττάρων. o Υψηλές συγκεντρώσεις χοληστερόλης στο αίμα προκαλούν αθηρωματική πλάκα.