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Les phospholipides sont les principaux constituants des membranes cellulaires. Ils se composent d'une molécule de glycérol phosphorylée (acide phosphatidique) sur laquelle se rattache deux chaînes d'acide gras et une troisième molécule branchée en R3 (souvent notée X) qui varie selon le phospholipide. Les phospholipides se différencient selon les chaînes d'acide gras (longueurs et nombre d'insaturations dans leur structure) et le troisième composé X branché sur l'acide phosphatidique.
Les phospholipides sont des molécule amphiphiles : elles ont une affinité pour les composés polaires grâce à leurs têtes hydrophiles (en R3), et pour les composés apolaires grâce à leurs queues hydrophobes (acides gras éstérifiés en R1 et R2). Ainsi, dans l'eau, les phospholipides vont s'organiser en micelles de manière à minimiser les contacts entre l'eau et leurs queues hydrophobes.
Le phospholipide est habituellement représenté avec une boule (pour la tête polaire) et deux pattes (pour les deux queues hydrophobes).
C'est dans les années 1950 que Robertson a pour la première fois analysé des micrographies électroniques de bicouches lipidiques en utilisant du tétraoxyde d'osmium. Il a par la suite émit l'hypothèse que c'était la tête polaire des phospholipides auxquels se fixait le tétraoxyde d'osmium.
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