MEMBRANA PLASMÁTICA. Universidade Federal do Pampa Curso de Nutrição Biologia celular e molecular
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- Larissa Ribas Canário
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1 Universidade Federal do Pampa Curso de Nutrição Biologia celular e molecular MEMBRANA PLASMÁTICA Profª Ms. Vanessa Retamoso Adaptado da Prof Drª Carla Sehn
2 Membrana plasmática Modelo mosaico fluido
3 Membranas Nuclear Retículo Endoplasmático Complexo de Golgi Lisossomos Mitocôndrias Cloroplastos Vacúolos Peroxissomos
4 Membrana plasmática Extremamente importante para a vida da célula Paredes de uma casa X membrana plasmática
5 Membrana plasmática Responsável por circundar a célula Define seus limites Mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o ambiente extracelular
6 Membrana plasmática: Funções Compartimentalização São lâminas continuas e não quebradas responsáveis por limitar compartimentos Membrana plasmática envolve os constituintes de toda a célula
7 Membrana plasmática: Funções Permeabilidade seletiva Impedem a troca irrestrita de moléculas de um lado para o outro Proporcionam o meio de comunicação entre os compartimentos que elas separam
8 Membrana plasmática: Funções Suporte para as atividades bioquímicas Fornecem suporte físico para a atividade ordenada das enzimas que nelas se encontram Provocando reações que modificam o comportamento da célula
9 Membrana plasmática: Funções Transporte de substâncias (solutos e íons)
10 Membrana plasmática: Funções Participação nos processos de endo e exocitose Membrana plasmática Membrana plasmática
11 Membrana plasmática: Funções Interação intercelular Medeia as interações entre uma célula e suas vizinhas Reconhecimento e sinalização Adesão e troca de materiais e informações
12 Membrana plasmática: Funções Resposta a sinais externos Síntese de glicogênio Liberação de Cálcio SINAL SINAL Divisão celular Morte celular (apoptose)
13 Membrana plasmática: Funções Transdução de energia Processo pelo qual um tipo de energia é convertido em outro tipo Célula vegetal fotossíntese: carboidrato (glicose) Célula animal Transferência de energia química de carboidratos e lipídeos para ATP
14 Aspecto trilaminar da membrana 6 10 nm de largura ( membranas plasmáticas = uma folha de livro)
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16 Composição química da membrana As membranas são conjuntos de proteínas lipídeos unidos em uma fina camada por ligações não covalentes Cerne da membrana consiste de um folheto de lipídeos arranjados em uma camada bimolecular A bicamada lipídica serve, primeiramente como a espinha dorsal da membrana e fornece uma barreira que previne os movimentos aleatórios de entrada e saída de materiais solúveis em água
17 Composição química da membrana Variável Lipídios: 40% Proteínas: 40% Carboidratos: 20%
18 Composição química da membrana Lipídios Fosfolipídeos e colesterol Característica Anfipáticas dos fosfolipídeos (hidrofílica e hidrofóbica) Micelas
19 Organização lipídica da membrana
20 Lipídios Colesterol (Esteróide) Componente da membrana celular animal (função estrutural) Precursor da síntese de hormônios (testosterona, progesterona e estrogênio) Ausente em células vegetais
21 Grupos de hidroxila hidrofílicos Estrutura rígida do anel Cauda de hidrocarboneto hidrofóbicos Estruturas planas e rígidas interferem nos movimentos das caudas de ácidos graxos dos fosfolipídeos
22 Lipídios Fosfolipídeos Principais componentes das membranas celulares
23 Lipídios Fosfolipídeos Estrutura semelhante a uma gordura neutra (triacilglicerídeos), porém apresenta apenas duas cadeias de ácidos graxos diacilglicerol
24 Lipídios Fosfolipídeos Os principais são os fosfoglicerídeos
25 Lipídios Tipos de fosfoglicerídeos Fosfatidilcolina Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Esfingomielina Fosfatidilinositol COMBINAÇÃO DE DIFERENTES ÁC. GRAXOS E GRUPOS CABEÇAS PRODUZEM DIFERENTES FOSFOGLICERÍDEOS Representam mais da metade da massa de lipídios da maioria das membranas celulares de mamíferos
26 Lipídios Cada tipo de membrana celular possui uma composição lipídica característica, diferem: Tipos de lipídios Natureza dos grupos Espécies particulares da(s) cadeia(s) de ácido(s) graxo(s)
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28 A natureza e a importância da bicamada lipídica Os lipídios de uma membrana são mais do que elementos estruturais; eles podem ter importantes efeitos nas propriedades biológicas de uma membrana A composição lipídica pode determinar o estado físico (fluidez) da membrana e influenciar a atividade de determinadas proteínas da membrana
29 A natureza e a importância da bicamada lipídica Fluidez de uma bicamada depende de sua composição e de sua temperatura Temperatura de transição/fase = é a temperatura em que ocorre alguma transformação na membrana (estado líquido para cristalino) Fluidez proporção de ác. graxos curtos e o nº de insaturações dos fosfolipídeos
30 Temperatura 37 C lipídios em estado relativamente fluido fosfolipídeos podem girar ou se movimentar lateralmente
31 Ao lentamente a temperatura chegaremos a um ponto onde a bicamada sofre uma mudança O lipídeo é convertido do estado liquido normal para o de gel cristalino congelado movimento restrito
32 A natureza e a importância da bicamada lipídica O estado físico da membrana também é afetado pelo colesterol Os anéis hidrofóbicos são planos e rígidos e interferem nos movimentos das caudas de ácidos graxos dos fosfolipídeos
33 A natureza e a importância da bicamada lipídica O colesterol- mais hidrofóbico torna a membrana menos fluida Em termos fisiológicos, o colesterol resistência a permeabilidade de uma membrana
34 Composição química da membrana Proteínas Importantes constituintes das membranas celulares Executam funções específicas nas diferentes membranas das células
35 Proteínas
36 Proteínas Funções Transporte de nutrientes, metabólitos e íons através da bicamada lipídica Ex.: Bomba de Na + e K + bombeia de forma ativa o Na + para fora da célula e K + para dentro Ancoragem de macromoléculas à membrana Ex.: integrina liga filamentos intracelulares de actina e proteínas extracelulares da matriz
37 Proteínas Funções Receptores para sinais químicos no ambiente em que a célula se encontra e os transportam (sinais) para o interior da célula Ex.: receptor do fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF) liga PDGF extracelular e gera sinais intracelulares que acarretam o crescimento e divisão celular Proteínas = enzimas catalisam reações específicas Ex.: adenilato ciclase catalisa a produção intracelular de AMPc em resposta a sinais extracelulares
38 Proteínas Cada tipo de membrana celular tem um conjunto diferente de proteínas, refletindo as funções especializadas de cada tipo de membrana em particular
39 Proteínas Classificação Dependente da associação com a bicamada lipídica Transmembrana/integrais Periféricas Associada à membrana Ligadas através de lipídeos Ligadas através de proteínas
40 Proteínas Classificação Transmembrana/integrais Atravessam a bicamada lipídica Molécula anfipática Região hidrofóbica Região hidrofílica
41 Proteínas Classificação Associadas à membrana Localizadas inteiramente no citosol Algumas proteínas de membrana são ancoradas à superfície citosólica através de uma hélice anfipática
42 Proteínas Classificação Ligadas através de lipídeos Posicionadas inteiramente externas à bicamada lipídica Ligadas à membrana apenas por um ou mais grupos lipídicos covalentemente ligados
43 Proteínas Classificação Ligadas através de proteínas Ligação indireta a uma das faces da membrana Mantida no lugar apenas através de interações com outras proteínas de membrana
44 Composição química da membrana Carboidratos Carboidratos ligados covalentemente, tanto aos componentes lipídicos quanto aos proteicos Composição: varia entre 2 e 10% Ex.: MP dos glóbulos vermelhos: 52% proteína 40% lipídeos 8% carboidratos
45 Composição química da membrana Carboidratos Glicolipídeos Glicoproteínas Cerebrosídios Gangliosídios Oligossacadídeos Polissacarídeos
46 Composição química da membrana Carboidratos Glicolipídeos Glicoproteínas Cerebrosídios Gangliosídios Oligossacadídeos Polissacarídeo s
47 Carboidratos Os carboidratos de Glicolipídeos e Glicoproteínas estão localizados na porção NÃO-CITOSÓLICA Camada de carboidratos Glicocálice
48 Carboidratos Funções Proteção da superfície contra danos mecânicos e químicos Ex.: glicocálice das células situadas na superfície da mucosa intestinal protege do contato com alimentos e dos efeitos destrutivos das enzimas digestivas Lubrificação (absorção de água) Ex.: glóbulos brancos atravessam por espaços apertados e impede adesão a outras células ou às paredes de vasos sanguíneos
49 Carboidratos Funções Reconhecimento e adesão celular Sinal de distinção celular característicos para uma célula especializada em uma função particular e reconhecidos pelas células com as quais devem interagir Ex.: reconhecimento do óvulo pelo esperma
50 Carboidratos Funções Reconhecimento de carboidratos da superfície celular de neutrófilos: primeiro passo de sua migração do sangue para o local da infecção. Sinais químicos Infecção
51 Referências ALBERTS, Fundamentos da Biologia Celular. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, p. DE ROBERTIS, E. D. P. Bases da biologia celular e molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p.
52 MECANISMOS DE TRANSPORTE
53 Mecanismos de transporte Somente moléculas pequenas sem carga podem difundir livremente através da bicamada de fosfolipídeos O 2 e CO 2 = moléculas pequenas e não-polares H 2 O = molécula pequena polar não-carregada Difundem livremente pela membrana Glicose = molécula maiores polares e não-carregadas Íons Incapazes de difundiremse pela membrana
54 Mecanismos de transporte Algumas moléculas são capazes de atravessar as membranas celulares pela ação de proteínas transmembranas específicas que agem como transportadoras Proteínas transportadoras determinam a permeabilidade seletiva das membranas Proteínas de canal Proteínas carreadoras
55 Mecanismos de transporte Proteínas de canal Formam poros abertos através da membrana, permitindo a passagem de qualquer molécula do tamanho apropriado Ex.: canais de íons abertura das proteínas de canal formação de pequenos poros passagem de íons inorgânicos Na +, k + difusão Poros formados não estão constantemente abertos; Abertos ou fechados seletivamente em resposta a sinais extracelulares
56 Mecanismos de transporte Proteínas carreadoras Ligam seletivamente e transportam pequenas moléculas específicas Além de formar canais abertos, agem como enzimas facilitando a passagem de moléculas específicas Ex.: Proteínas carreadoras ligadas à glicose mudança conformacional abertura os canais glicose atravessa a membrana e é liberada do outro lado
57 Mecanismos de transporte Moléculas transportadas por canais ou por proteínas carreadoras, atravessam a membrana na direção energeticamente favorável, determinado pelos gradientes de concentração e eletroquímicos do meio = TRANSPORTE PASSIVO Moléculas podem ser transportadas em uma direção energeticamente desfavorável através da membrana (contra um gradiente de concentração) com gasto de energia (ATP) = TRANSPORTE ATIVO
58 Leitura recomendada ALBERTS, Fundamentos da Biologia Celular. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, Capítulo 11: A Estrutura das Membranas e Capítulo 12: O transporte de Membrana. ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, p. Parte IV, Capítulo 10: Estrutura da membrana e Capítulo 11: Transporte de Membrana de Pequenas Moléculas e as Propriedades Elétricas das membranas.
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