Unidade 4: Membranas Celulares - Marilanda Bellini · PDF fileeliminação de excretas, e a liberação de produtos de secreção ... • Aplicado a todas as membranas celulares (Mitocôndrias,

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Unidade 4: Membranas Celulares

Disciplina: Biologia Celular e MolecularCentro de Ciências da SaúdeProfa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini

[email protected]ó Reitoria de Pesquisa e de Pós Graduação – Bloco L

Unidade 4 – Membranas Celulares

• 4.1 Definição• 4.2 Funções• 4.3 Estrutura• 4.4 Propriedades

• 4.5 Comparações entre as células animais e vegetais

• 4.6 Transportes através da membrana

Membrana Plasmática

http://www.ehu.es/biomoleculas/lipidos/lipid34.htm

Entrada

Saída

Meio Extracelular

Meio Intracelular

Membrana Plasmática

http://www.ehu.es/biomoleculas/lipidos/lipid34.htm

•Definição:É o envoltório que toda célula possui (define seu

limites, e mantém as diferenças essenciais entre os meios interno e externo).

São estrutura altamente diferenciada, destinada a uma compartimentalizaçãoúnica, na natureza.

Capaz de selecionar, por mecanismos de transporte ativo e passivo, os ingredientes que devem passar, tanto para dentro como para fora das células.

Funções: Membrana Plasmática

• Isolamento Físico• mantém o conteúdo interno ou citoplasmático

separado, porém não isolado do meio externo;


• Controla a entrada de íons e nutrientes, a eliminação de excretas, e a liberação de produtos de secreção (permeabilidade seletiva);

• Homeostase intracelular:

Funiconamento Adequado

Seleção de Substâncias

http://paginas.ucpel.tche.br/~mflessa/bi6.html

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• Funções:

• Delimitação de Organelas

• Compartimentalização Intracelular

• Funções Especilizadas

• Separadamente• > Eficiência

, http://biorganela.blogspot.com/2010/11/mitocondria.html


• Funções:

• Sistemas Enzimáticos Membranares

• Ordenação Sequencial Enzimática

• Controle do Metabolismo

http://docentes.esalq.usp.br/luagallo/metcarboidratos.html


• Camadas que delimitam compartimentos;• Trocas Iônicas entre grupos de células;• Fixação e Migração Celular;

• Especializações:• Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém

receptores que permitem reconhecer as moléculas ou as mudanças no ambiente externo;

• Suporte estrutural: as proteínas � formato celular � junções especializadas que estabiliza a estrutura.

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Histologia/epitelio7.php

Funções: Membrana Plasmática• Funções:

1. Transporte de substâncias necessárias ao crescimento e a renovação das estruturas celulares.

2. Transferência de informações (hormônios → modificação da atividade celular)

3. Transferência de estímulos físico-químicos (excitabilidade)

• Papel da membrana na análise de informações:

a) Mecanismo de reconhecimento celular

b) Inibição por contato

c) Suporte de atividades enzimáticas diversas

d) Fixação de substâncias medicamentosas

e) Fixação de vírus, toxinas ou células

f) Transferência de informações extracelulares

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/celulas-tronco/celulas-celulas-tronco.php

Estrutura da Membrana Plasmática

• Espessura: 6 a 9 nm• Identificável apenas em Microscópio Eletrônico


• Estrutura:M.E.

Acúmulo de informações indiretas sobrea membrana.

Experimentos fisiológicos.

M.L.

Não é capaz de revelar, diretamente, apresença da membrana.

Espessura abaixo do poder de resolução.

Silistino-Souza, 2009

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Junqueira; Carneiro, 2012


• Histórico:• Princípio → estrutura celular da membrana plasmática

• Evidências indiretas:

1. Overton (1902) → membrana plasmática era composta deuma delgada camada de lipídeos (baseado no fato de queas substâncias solúveis em solventes para lipídiospenetram na membrana plasmática).

2. Gorter e Gendell (1926) → eritrócitos hemolisados(camada dupla de moléculas lipídicas).

3. Danielli e Davson (1935) → bicamada lipídica no interior +proteínas aderidas a ambas as superfícies.

4. Roberton (1959) → modelo da Unidade de Membrana.


• Modelo Molecular da Membrana Celular:• A membrana plasmática é visualizada, após a

fixação por métodos convencionais em ME:• 2 camadas osmiófilas � afinidade pelo tetróxido de

ósmio• 1 camada osmiófoba• Estrutura com 3 camadas: • densa – clara – densa

• Estrutura trilaminar � UNIDADE DE MEMBRANA


• Modelo Molecular da Membrana Celular:• Zona clara � cadeias de hidrocarbonetos dos lipídios (cadeias

hidrofóbicas)• Camadas densas � proteínas de ambos os lados

• Primeiras observações ao ME:• estrutura formada por 3 camadas

• duas camadas densas externas de 2nm cada uma

• uma intermediária de aproximadamente 3,5nm.



• Lipídios de Membrana:• Moléculas Longas• Extremidade hidrofílica• Cauda hidrofóbica

Anfipáticos

http://dc207.4shared.com/doc/-jCNm6VD/preview.html

Componentes Químicos das Células

• Solubilidade:

• anfifílicas ou anfipáticas: a substância apresenta

parte da molécula hidrofóbica e parte hidrofílica.

• Exemplo: fosfolipídeos, detergentes, ácidos

graxos.

Cabeça Hidrofílica

Cauda Hidrofóbica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:%C3%81gua_digital1654564.jpg/,

Aula

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• Lipídios de Membrana:• Fosfolipídios: Radical Fosfato

• Fosfoglicerídeos: (fosfatidilcolina, fosfatidiltreoninafosfatidiletanolamina);

• Esfingolipídios;

• Colesterol (apenas na célula animal);• Glicolipídios;

• Glicoesfingolipídios (receptores de superfície).


• Proteínas:• Integrais ou Intrínsecas e Periféricas ou Extrínsecas



• Proteínas:• Integrais ou Intrínsecas

• 70% das Proteínas de Membrana;• Firmemente associadas aos lipídios;

• Enzimas, glicoproteínas, proteínas trasnportadoras, receptores

• Transmembrana: atravessam a membrana uma vez ou são de passagem múltipla.

• Periféricas ou Extrínsecas• Livre de lipídios;


• Bicamada Lipídica;• Proteínas;

• Mosaico Fluído



• Lipídios


Cadeias Hidrofóbicas (interior)

Cabeças Hidrofílicas (intracelular)

Cabeças Hidrofílicas (extracelular)

Interação Hidrofóbica entre as cadeias


• Proteínas:


Resíduos Hidrofóbicos(interior)

Resíduos Hidrofílicos (intracelular)

Mergulhadas na bicamada lipídica.

Resíduos Hidrofílicos (extracelular)

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• Associação Proteínas entre Lipídios

Única α-hélice

Múltiplas α-hélice

Único lipídio ligado covalentemente a uma proteína

Interações

não covalentes

Com outras proteínas

Fosfolipídio de <concentração (fosfatidilinositol)


• Proteínas:


Camada Hidrofóbica(média)

Camada Hidrofílica (intracelular)

3 camadas

Camada Hidrofílica (externa)


• Carboidratos:Camada de hidratos de carbono (polissacarídeos) + proteínas

• Em todas as células:

• a) Glicolipídios → lipídios + carboidratos

• b) Glicoproteínas → proteínas + carboidratos

• Ex: fibronectina (↑ P.M.)

• Algumas células especiais:

• c) Glicosaminoglicanas

• Ex: Lâminas basais dos epitélios

• parede celular das células vegetais

• proteoglicanas (associadas com proteínas) células cartilaginosas e ósseas

• camada gelatinosa dos ossos de peixes e anfíbios


Modelo de Mosaico Fluido

• Concorda com todos os dados experimentais conhecidos;

• Aplicado a todas as membranas celulares (Mitocôndrias, Cloroplastos, Retículo Endoplasmático, Aparelho de Golgi, Envoltório Nuclear);

• Modelo: bicamada lipídica formando um fluído viscoso onde se inserem as proteínas (extrínsecas e intrínsecas).

Modelo do Mosaico Fluido

• Modelo Atual – Singer & Nicholson (1972):• Um duplo folheto de lipídios, cujos grupos hidrofílicos

ocupam a face externa e a face interna da membrana, e as cadeias de carbono dirigem-se perpendicularmente para a superfície dos 2 folhetos, no espaço que separa os grupos hidrofílicos.

• Proteínas intrínsecas (70%) � fortemente ligadas à membrana. São anfipáticas: pólo hidrofílico (fase aquosa extracelular) e parte interna hidrofóbica (mergulhada na camada lipídica);

• Proteínas extrínsecas ou periféricas (30%) →fracamente ligadas à superfície (forças eletrostáticas ou ligações hidrófobas).

Modelo do Mosaico Fluido

• S.J. Singer & G. Nicholson, 1972

http://probiokelinton.wordpress.com/2010/02/21/os-envoltorios-celulares/

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Proteínas e Lipídios de Membrana x Tipo Sanguíneo

• Grupo MN:• Parte Proteica e Glicídica da Glicoforina

(Glicoproteina da membrana dos eritrócitos)

• Grupo ABO:• Pequenas alterações nas estruturas dos

hidratos de carbono presente glicoproteina.• A: N-acetilgalactosamina;• B: galactose;• AB: N-acetilgalactosamina e/ou galactose;• O: posição livre.

Propriedades da Membrana

• Assimétrica:• Composição de lipídios e proteínas é ≠ nas

duas faces.



• Assimétrica:• A membrana tem duas faces:

• Externa: em contato com outra célula – face E.• Face E tem carboidratos, ausentes na face P.

• Interna ou protoplasmática: em contato com o citoplasma: face P.

• Face P é negativa em relação à face E.

• As duas faces são diferentes química e eletricamente, por isto a membrana é assimétrica.


• Compartimentalização de meios (interno e externo)• Lipídios Anfipáticos


Monocamada

Lipossomos Bicamada


• Fluidez:• Componentes não ocupam posições definidas e são

susceptíveis de deslocações bidimensionais, de rotação ou de translação.

• Não se estabelecerem ligações fortes (covalentes) entre as diversas moléculas,

• Fosfolípidos podem trocar decamada (flip-flop).


• Fluidez:• Flip-Flop:

• Mudança de camada:• Raro• Envolve a passagem da cabeça hidrofílica dentro

da camada hidrofóbica

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• Permeabilidade diferenciada ou semi-permeável• Camada Hidrofóbica e Hidrofílica

• Transportes através de membrana


• Continuidade:• Nunca apresentam bordas livres ou

descontinuidades;• Os espaços por ela delimitados, são sempre

fechados.• Poros nucleares:

• O núcleo não ser delimitado por uma só membrana, mas por um invólucro duplo, constituído por duas membranas paralelas.

• Estas estão aliás em perfeita continuidade com as membranas do retículo endoplasmático.


• Resistência à tração:

Os fosfolípidos

ligações fracas

a integração dessas forças, em número extremamente elevado

resistência à tração

Manutenção da individualidade da célula

http://iecdpgolhosdafe.webnode.com.br/forum/

Bibliografia Sugerida

• JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. – Capítulo 5

• ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. Porto Alegre: Artmed, 2004. – Capítulo 10

• CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula 2001. São Paulo: Manole, 2001.

• De ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.

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