Membranas biologicas - RESUMO

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PROCESSOS CELULARES E MOLECULARES | PROFESSORA ANA KATARINA | ALUNA: CECÍLIA MARIA TAVARES 
MACHADO 
Membranas Biológicas 
e Transporte 
ORGANELAS MEMBRANOSAS 
Todas as organelas que apresentam membranas 
biológicas em sua constituição. 
Células eucariontes possuem: 
• Membrana plasmática 
• Mitocôndrias 
• Carioteca 
• O sistema de endomembranas: 
§ Reticulo endoplasmático 
§ Complexo de golgi 
§ Lisossomos 
§ Peroxissomos e endossomos 
 
 
 
 
HÁ BILHÕES DE ANOS: MEMBRANAS 
RUDIMENTARES 
Vacúolos (sacos) contendo gotículas de moléculas 
primitivas auto replicativas dissolvidas 
Experimentos realizados por Banghan (1993) 
evidenciaram a hipótese de que as membranas 
lipídicas precederam o DNA ou a síntese proteica 
Essas membranas permitiram a criação do meio 
interno – pré-requisito para a origem da vida 
 A VIDA FOI ORIGINADA EM MEIO AQUOSO – 
reações enzimáticas 
Processos celulares e sub celulares: as 
membranas, internalizam e compartimentam a 
água do organismo 
Relevância biomédica 
• A integridade das membranas garantem os 
processos celulares normais 
• Alterações na estrutura das membranas 
afetam – balanço hidroeletrólito – fluxo de 
íons – alterações nos processos celulares que 
originam doenças 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
Só conseguimos observar a estrutura por 
microscopia eletrônica. Mesmo assim, somente a 
presença – não a constituição. A estrutura da 
membrana mostra uma grande assimetria entre 
as duas faces da membrana – a camada 
bidimensional. 
 
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PRINCIPAIS FUNÇÕES 
• Delimitação do volume celular – separa meio 
intracelular do extracelular 
• Flexibilidade 
• Romper e resselar 
• Trocas entre a célula e o meio – 
permeabilidade celular 
• Potencial de membrana 
• Antigenicidade – induz a produção de 
anticorpos 
• Reconhecimento (receptores) e adesão celular 
• Ponto de fixação de enzimas e estruturas de 
fixação 
MODELOS DE MEMBRANAS 
Modelo Goster e Grendel (1925): 
Bicamada fosfolipídica 
Não explicava a passagem, através da membrana, 
de moléculas polares (água) 
Modelo foi logo questionado e não foi aceito 
Modelo Davson e Danielli (1935): 
Modelo lipoprotéico com camada de proteínas por 
cima 
Não explicava a passagem de moléculas polares 
(água), através da zona hidrofóbica 
Modelo Davson e Danielli (1954): 
Modelo que as duas camadas de proteínas 
apresentavam espaços, interrompendo a camada 
lipídica 
Estes poros rodeados por moléculas proteicas que 
permitiriam a passagem das diferentes 
substâncias 
Modelo S. J. Singer e Garth Nicholson (1972)- 
modelo de MOSAICO FLUIDO: 
- é o modelo Davson e Danielli de forma 
aperfeiçoada 
- modelo utilizado até hoje 
LIPOPROTÉICA 
O modelo do mosaico fluido diz que as membranas 
biológicas são formadas por uma bicamada de 
lipídeos, na qual estão inseridas diversas proteínas. 
Por isso, dizemos que a membrana é 
LIPOPROTEICA 
+ Artigo da atualização do modelo do mosaico fluido: 
• Mais ênfase tem sido dada à natureza 
• Formação de domínios de membrana 
especializados 
• Lipídios limitados pela mobilidade 
• Interação entre proteínas 
• Mantêm a macroorganização de mosaico de 
membranas 
 
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A MEMBRANA 
o Cada membrana possui sua proporção de 
proteínas e lipídiosà diversidade de funções 
biológicas 
Ex: bainha de mielina- isolamento elétrico; 
bactérias- ação enzimática 
A especialização funcional de cada tipo de 
membrana é refletida na sua composição lipídica 
o Colesterol - Membrana plasmática mitocondrial 
o Cardiolipina - mit. Interna 
o Fosfatidilinositol - transdução de sinais para 
hormônios, aderência 
Fosfatidilcolina, Fosfatidiletanolamina, Cardiolipina 
 
PROPRIEDADES DAS MEMBRANAS 
• As membranas são impermeáveis para a 
maioria dos solutos polares ou carregados, 
mas são permeáveis a compostos apolares 
(progesterona – estradiol) 
• A bicamada de fosfolipideo – apolares para o 
centro e polares para fora 
• As proteínas são embebidas na estrutura 
interagindo de forma hidrofóbica com os 
lipídeos 
• A orientação é assimétrica 
• O mosaico é fluido porque a maioria das 
interações não é covalente 
• Os lipídeos estão livres 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS MEMBRANAS 
Componente lipídico (bicamada de lipídeos) 
• Principalmente fosfolipideos, mas possui 
também o colesterol 
Componente proteico (proteínas inseridas na 
bicamada) 
• Proteínas periféricas 
• Proteínas integrais 
Componentes glicídicos (carboidratos) 
Porção de carboidratos gos glicolipídeos e 
glicoproteínas, constituindo o glicocálix 
COMPONENTE LIPÍDICO 
Glicerofosfolipídeos, esfingnolipídeos e esteróis- 
insolúveis em água 
o Principalmente fosfolipídeos (que são 
lipídios ligados ao fosfato) 
o Os lipídios são moléculas que 
apresentam uma região denominada 
cabeça e outra região denominada 
cauda 
- A cabeça do lipídeo é polar 
 
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- A cauda do lipídeo é apolar 
 
 
Os lipídeos anfipáticos misturados em água podem 
formar três agregados: 
1. Micela 
2. Bicamada 
3. Vesícula (lipossomas)- medicamentos: 
 tríade A, D, E 
• Os lipídeos são distribuídos de forma 
assimétrica entre as lâminas da bicamada 
lipídica – mudanças geram alterações 
biológicas 
Ex: indicação de morte celular pela fosfatidilserina 
na superfície externa 
As membranas biológicas são flexíveis devido a 
interações não covalentes dos lipídeos. 
• A estrutura e flexibilidade depende do tipo de 
lipídeos e varia com a temperatura. 
• O aumento da temperatura influencia no 
aumento da quantidade de movimentação dos 
fosfolipídeos, aumentando a fluidez da 
membrana e prejudicando a seletividade das 
moléculas que entram e que saem 
Estado fluido: acima da temperatura fisiológica, o 
calor provoca o movimento das cadeias, o aumento 
da temperatura influencia no aumento da 
quantidade de movimentação dos fosfolipídeos, 
aumentando a fluidez da membrana e prejudicando 
a seletividade das moléculas que entram e que 
saem 
Estado paracristalino (gel) abaixo da temperatura 
fisiológica, os movimentos estão constrangidos 
O movimento dos lipídeos pela bicamada 
• Temperaturas fisiológicas, difusão lenta (flip-
flop) 
Ex: glicerofosfolipídeos produzidos na membrana 
do RE na superfície citosólica tem que ir para a 
porcao lumial 
• Família de proteínas que facilitam o movimento 
• Flipases: lâmina externa (citosol) 
• Flopases: lâmina citosólica (externa) 
• Flip-flopases: move qualquer lipídeo a 
favor do gradiente, aumenta na presença 
de Ca 2+ 
COMPONENTE PROTEICO 
PROTEÍNAS PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS 
Interagem de forma fraca com a bicamada de 
lipídeos, podendo ser extraídas por tratamento 
brando das membranas. 
 
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Ex: mudança de PH 
PROTEÍNAS INTEGRAIS, INTRÍSECAS OU 
TRANSMEMBRANA 
Interage de forma bastante forte com a 
membrana, sendo de difícil extração 
Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, 
chegando a formar canais de passagem através 
dela 
Ex: uso de SDS 
PROTEÍNAS ANFITRÓPICAS 
Encontradas no citosol em associação com 
membranas. Regulada pela fosforilação 
FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS DA MEMBRANA 
• Transportadoras de substâncias que não 
conseguiram atravessar a bicamada 
• Estruturas de ligação entre a célula e o meio 
extracelular (matriz), ou ainda entre a célula e 
estruturas do citoplasma (citoesqueleto) 
• Receptores de substâncias do meio 
extracelular, desencadeando uma resposta 
intracelular (sinalização intracelular) 
• Enzimas para diferentes reações químicas 
• Antígenos que identificam que uma célula 
pertence a determinado organismo 
• Reconhecimento permite que umacélula 
reconheça outra e interaja com ela 
• Recepção de sinais permite a ligação com 
certas moléculas sinalizadoras, que 
desencadeiam processos celulares 
• Transporte de substâncias permite que 
certas moléculas e íons atravessem a 
membrana livremente 
• Catálise enzimática permite que certas 
moléculas e íons atravessam a membrana 
livremente 
• Junção membranar permite a associação de 
células vizinhas ou adesão ao citoesqueleto 
dando forma ao tecido 
Glicoforina 
• Interação hidrofóbica com lipídeos 
• Extremidades polares nas superfícies e 
apolar no interior da membrana 
Bacteriodopsina 
• É uma bomba de prótons acionada pela luz 
• H salinarium 
o 7 hélices que estão dentro do espaço da 
membrana e ao redor tem cadeias de 
lipídeos 
Caveolina 
• Proteína integral que se liga ao colesterol, 
forçando a bicamada lipídica a se curvar para 
dentro – cavéolas – invaginação, o colesterol 
extra entra no ambiente respostas 
celulares, como os receptores de insulina e 
fatores de crescimento. 
• Estão envolvidas no tráfego de membranas 
e transdução de sinais externos em 
respostas celulares, como os receptores de 
insulina e dos fatores de crescimento 
 
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• “Jangada lipídica” 
 
 
COMPONENTE GLICÍDIO 
Glicocálice 
• Componente glicídico (carboidratos) da 
membrana – é um envoltório externo 
constituído de carboidratos LIGAGOS aos 
lipídios e proteínas, que ocorre 
principalmente nos animais 
• Camada glicídica de expessura variável 
constantemente renovada. É constituído por 
hidratos de carbono ligados covalentemente 
a lipídeos e proteína (ou seja, são os 
açúcares de membrana) 
Porção constante do glicocálice: porção glicídica 
de glicoproteínas e glicolipideos 
Porção variável do glicocálice: as glicoproteínas e os 
glicoaminoglicanos, que são primeiramente 
secretadas pela membrana plasmática e depois 
aderidas por ela (adsorção) 
Importância do glicocálice 
• Proteção química e mecânica das superfícies 
celulares (ex: o glicocálice das células da 
mucosa intestinal fazem a proteção contra os 
efeitos das enzimas digestivas) 
• Reconhecimento e adesão celular 
• Topo inibição 
• Especificidade celular 
• Função enzimática 
• Especifidade dos grupos sanguíneos do 
sistema ABO – os oligossacarídeos (união de 
dois a dez monossacarídeos) presentes no 
glicocálice das hemácias 
TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA 
A célula viva deve obter de seu ambiente 
materiais brutos para a biossínteses e produção 
de energia, devendo liberar para o meio seus 
produtos metabólicos 
Transportes de solutos através da célula 
Transporte em quantidade, ou em massa (nos 
quais a membrana da célula se deforma para a 
passagem de partículas que não conseguiriam 
atravessar a membrana) 
Transportes através da membrana (nos quais os 
solutos atravessam a membrana através da 
bicamada ou de um transportados proteico) 
Transporte em quantidade 
Nos transportes em quantidade as partículas não 
conseguem atravessar a membrana por uma 
questão de tamanho. 
A membrana se deforma para a entrada dessas 
substancias que devem necessariamente ser 
digeridas no meio intracelular 
• Endocitose: fagocitose e pinocitose 
• Exocitose: excreção e secreção 
ENDOCITOSE 
 
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Fagocitose: a célula emite evaginações, ou 
prolongamentos (pseudópodos), que capturam a 
partícula ou estruturas de grandes dimensões 
Pinocitose: a célula invagina (dobra pra dentro) sua 
membrana em uma região específica, para 
captura da partícula 
EXOCITOSE 
A celular pode ainda mandar para o e-mail este 
celular resíduos da digestão de partículas ou do seu 
metabolismo (excreção) ou ainda substâncias 
produzidas no meio intracelular que serão de 
utilidade para outras células (secreção). 
Nos transportes através da membrana, os solutos 
entram ou saem da célula atravessando a 
bicamada de lipídios ou através de um 
transportador proteico. 
Nesse caso, temos: 
• transporte através da bicamada 
• transporte mediado por transportador 
proteico. 
Quando a substância transportada através da 
membrana ela pode sair ou entrar na célula 
acontece que isso pode dar às custas de energia 
ou não. 
• Quando um transporte precisa de energia 
para que possa acontecer é denominado 
transporte ativo. 
• Quando o transporte não precisa de energia 
para que possa acontecer é denominado 
transporte passivo. 
Os transportes através da bicamada são portanto 
TRANSPORTES PASSIVOS. Temos 3 tipos destes 
transportes: 
• Difusão simples 
• difusão facilitada 
• Osmose 
Difusão simples 
O soluto se move do local de maior concentração 
para o de menor concentração. Até que os 2 
tenham concentrações iguais. Quando os íons de 
cargas opostas são separados por uma membrana 
permeável existe um gradiente elétrico 
transmembrana, um potencial de membrana. 
Difusão facilitada 
Proteínas que promovem esse transporte passivo 
não são enzimas, usualmente. As moléculas não são 
alteradas quimicamente. Esse processo é realizado 
por transportadores ou permeáveis 
SISTEMA DE CLASSE DE TRANSPORTES 
Varia quanto ao número de soluto transportado e 
direção que se move. 
Sistema de transporte uniporte: carreia apenas 
um substrato. 
Sistema de cotransporte: diferem no sentido de 
transporte. 
§ Simporte móveis se simultaneamente no 
mesmo sentido. 
 
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§ Antiporte movem-se em sentidos 
opostos 
 
TRANSPORTE ATIVO 
Resulta em movimento dissoluto contra o gradiente 
de concentração ou eletroquímico. 
É acoplado a processos exergônicos, como 
absorção de luz reações de oxidação e hidrólise de 
ATP 
Acúmulo de soluto acoplado a reação e exergônica: 
ATP à ADP + P 
O transporte exergônico de um soluto está 
acoplado a um endergônico. 
Na+ K+ - ATPase da membrana: descoberta em 
1957 Jens Skou 
• É um cotransportador que acopla 
fosforilação-defosforilação do resíduo de 
asparagina ao movimento de NA+ K+. 
Transporte eletrogênico 
• É responsável por manter as concentrações 
na célula em reação ao meio extra celular. 
Desloca 2K + para dentro e 3NA+ para fora. 
Simporte é o transporte de duas substâncias no 
mesmo sentido no carreador 
Exemplo: H+/ânion entra em um próton junto com 
a entrada de um ânion 
Antiporte é o transporte de 2 substâncias em 
sentidos contrários pelo carreador. 
Canais hidrofílicos transmembrana – aquaporina 
descoberta por Peter Agre ocorre em todas as 
membranas plasmáticas. 
 
 
 
 
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