Membrana plasmática

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Membrana plasmática 
 
Célula eucariótica 
- Unidade estrutural e funcional básica dos 
multicelulares→ HOMEM 
- Funções de proteção, ingestão, digestão, excreção, 
movimento e reprodução 
- Potencialidade🡪especialização 
 
Membrana Plasmática 
 
- Membranas celulares funcionam como barreiras 
seletivas. A membrana plasmática separa a célula 
do ambiente externo e é a única membrana 
presente na maioria das células bacterianas. A 
membrana permite que a composição molecular da 
célula seja distinta da composição do ambiente em 
que a célula se encontra. Nas células eucarióticas, 
membranas internas adicionais encapsulam 
organelas individualmente, delimitando 
compartimentos intracelulares, formando diversas 
organelas, incluindo o retículo endoplasmático, o 
aparelho de Golgi e a mitocôndria. Nesses dois 
casos, a membrana evita que as moléculas 
presentes em um compartimento se misturem a 
molécula presentes em outro compartimento. 
- Estrutura delgada: 6 a 10 nm 
- Base universal da estrutura de membrana 
celulares 
- Constituição: 
 Proteínas: demais funções, diferentes 
membranas. 
 Lipídeos: estrutura básica (bicamada 
lipídica) – funciona como uma barreira 
permeável à maioria das moléculas solúveis 
em água. 
 Monocamada externar- interação com 
glicídios (glicocálice). 
 Monocamada interna. 
 
 Tipos de Lipídeos 
 
 Lipídeos simples: Cauda com 14 a 24 
carbonos, quando preso a três ligações com 
H-OH é um triglicerídeo 
 Lipídios complexo: Fosfolipídios - 
interagem com um grupo orgânico (glicerol 
+ fosfato), moléculas cuja cabeça hidrofílica 
se liga ao restante do lipídeo por meio de 
um grupo fosfato. 
 Fosfolipídios: são moléculas anfipáticas e 
podem ser variáveis. A cabeça hidrofílica é 
atraída pela água, e as caudas hidrofóbicas 
evitam a água e se agrupam com outras 
moléculas hidrofóbicas. Esse conflito é 
resolvido com a formação da bicamada 
lipídica – um arranjo que satisfaz ambas as 
partes e é energeticamente favorável. As 
cabeças hidrofílicas permanecem expostas 
à água nas duas superfícies da bicamada, e 
as caudas hidrofóbicas ficam protegidas da 
água e justapostas no interior, como em 
um sanduích
 
 
 
 
 
 
 Estrutura em bicamada: consequência do modo como as moléculas lipídicas se comportam em um meio 
HIDRICO 🡪 forças conflitantes 
 Dependendo da interação podem-se formar lipossoma, micela (meio de óleo com água) ou uma bicamada 
lipídica 
 
 
 
 Qualquer ruptura na bicamada cria uma ponta livre 
exposta à água. Como isso é energeticamente 
desfavorável, as moléculas da bicamada se rearranjam 
espontaneamente para eliminar a ponta livre. 
 
 
Variedades na composição fosfolipídicas: 
 
Fosfatidilcolina (mais comum): que possui uma 
pequena molécula de colina ligada ao grupo fosfato na 
sua cabeça hidrofílica e duas cadeias hidrocarbonadas 
longas como caudas hidrofóbicas. 
Fosfatidiletanolamina 
Fosfatidilserina: é um fosfolipídio que quando na face 
não-citosólica, marca células que deverão ser 
fagocitadas pois sofreram apoptose. Ela é translocada 
(Flip-Flop) para a monocamada externa, induz então a 
fagocitose. 
Esfingomielina 
Fosfatidilinositol (menos comum): responsável pela 
sinalização celular, realiza a transdução-converte um 
tipo de sinal de estímulo em outro sinal intracelular – 
diacilglicerol (DAG) e inositotrifosfato (IP3). É um 
fosfolipídio de face citosólica (INTERNA), pois participa 
de vários processos de transmissão de sinais do meio 
extracelular para o meio intracelular. 
 
 
 A membrana é dita assimétrica, pois 
diferentes fosfolipídios se concentram em cada 
uma das monocamadas (citosólica e não-
citosólica). Alguns desses fosfolipídios podem 
agir no processo de sinalização celular. 
 
 Glicolipídios na face EXTERNA 
 
 
Fosfatidilnositol: Transmissão de sinais 
celulares. DAG e IP3: Sinalização ceular. 
 
 Enzimas Proteino-quinase: uma proteína 
quinase é uma enzima quinase que modifica 
outras proteínas adicionando quimicamente 
grupos fosfato (fosforilação). A fosforilação 
normalmente resulta numa alteração 
funcional da proteína alvo (substrato) por 
alteração da atividade enzimática, localização 
celular ou associação com outras proteínas. 
 
 Fosfatidilinositol cnase - atua com o 
fosfatidilinositol 
 
 Fosfolipace C – atua com fragmentos lipídicos 
sinalizadores 
 
 
 
 
 A membrana apresenta a chamada fluidez (facilidade 
das moléculas lipídicas e proteicas se moverem na 
bicamada). Moléculas de fosfolipídios não são estáticas, 
podendo executar movimentos espontâneos dentro da 
mesma face membranosa. 
 
- Rotação: fosfolipídios girando em torno do próprio 
eixo. 
 
- Flip-Flop: fosfolipídios que trocam de face 
membranosa, troca de posição de uma monocamada 
(uma metade da bicamada) para a outra. Processo que 
dificilmente ocorre espontaneamente, necessitando de 
enzimas, as chamadas translocadora (enzimas flipases). 
 
- Difusão lateral: fosfolipídios se deslocam na mesma 
camada 
 
 
 
 
 
Importância da fluidez: 
 
- Ela permite a rápida difusão das proteínas 
de membrana no plano da bicamada e a sua 
interação com outras proteínas, fator crucial, 
por exemplo, na sinalização celular. 
 
- Ela também permite a difusão de lipídeos e 
proteínas dos locais da membrana nos quais 
são inseridos logo após sua síntese para 
outras regiões da célula. 
 
- Possibilita a fusão de membranas diferentes 
e a mistura de suas moléculas e assegura que 
moléculas da membrana sejam distribuídas 
igualmente entre as células-filhas na divisão 
celular. 
 
- Caso as membranas biológicas não fossem 
fluidas, ficaria difícil imaginar como as células 
poderiam viver, crescer e se reproduzir. 
 
 
 
 
 A bicamada lipídica de uma célula também 
se comporta como um líquido 
bidimensional, onde as moléculas 
lipídicas que a constituem são livres para 
mover-se na sua própria monocamada, na 
direção do plano da membrana. Essa 
propriedade é diferente de flexibilidade, 
que é a habilidade de se distender. A 
flexibilidade da membrana é também 
importante. 
 
 
 
 
Colesterol (25%): regula a fluidez da membrana, 
interagem na região hidrofóbica, e quanto mais colesterol 
menor a fluidez, reduz a sinalização celular, mas aumenta 
a estabilidade 
- Como as moléculas de colesterol são pequenas e rígidas, 
elas preenchem os espaços vazios entre moléculas 
vizinhas de fosfolipídeos, originados pelas dobras das suas 
caudas hidrocarbonadas insaturadas. Dessa forma, o 
colesterol tende a reforçar a bicamada, tornando-a mais 
rígida e menos permeável. 
 
- RAFTS ou Balsas lipídicas: elas têm a função de 
organização das proteínas da membrana e 
microdomínios, transdução de sinais e transporte via 
cavéolas. O domínio de membrana é composto por: 
esfingolípideos, colesterol e proteínas. São as cavéolas que 
interligam as balsas lipídicas para sinalização e endocitose. 
Movimentam proteínas e são sinalizadores. 
 
 
Permeabilidade de Membrana: 
 
- Moléculas como O2, N2, CO2: atravessam livremente 
- Moléculas hidrofílicas pequenas não carregadas: H2O, 
glicerol e álcool – também atravessam 
- Moléculas grandes e íons: NÃO POSSUEM A CAPACIDADE 
DE ATRAVESSAR LIVREMENTE (aminoácidos, glicose, 
nucleotídeos, Cl-, Na+ e H+) 
 
 
 Partes das funções da membrana são executadas por 
estruturas aderidas a ela: 
 
 Glicolipídios: moléculas assimétricas mais extremas 
distribuídas pela face não-citosólica da membrana 
(voltada para o meio externo). Provém do lúmen do 
Complexo de Golgi e consistem em associações entre 
carboidratos e proteínas, que atuam como marcadores 
celulares. Os tipos mais comuns são os gangliosídeos 
das células nervosas. 
 
 GM1 – Receptor celular para a toxina bacteriana que 
causa a diarréia debilitante do cólera. 
 
Proteínas de membrana: maior parte das funções da 
membrana,50% da massa da membrana (Como as 
moléculas de lipídeo são muito menores do que as 
proteínas, uma membrana celular contém tipicamente 50 
vezes mais lipídeos do que proteínas). 
 
 
 
 
 
Estas proteínas se movimentam nos RAFTS 
(lateral) (MOSAICO FLUIDO) (exceção quando 
ancoradas, junções) 
 
 
 
 Proteínas de membrana se associam à bicamada 
lipídica de diversas formas 
- Proteínas transmembrana: possuem 
regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Suas regiões 
hidrofóbicas ficam no interior da bicamada, 
dispostas contra as caudas hidrofóbicas das 
moléculas lipídicas. Suas regiões hidrofílicas 
ficam expostas ao ambiente aquoso nos dois 
lados da membrana. 
- Outras proteínas de membrana estão 
localizadas inteiramente no citosol, associadas à 
metade interna da bicamada lipídica por meio de 
uma α-hélice anfipática exposta na superfície da 
proteína. 
- Algumas proteínas estão inteiramente externas 
à bicamada lipídica, de um lado ou de outro, 
conectadas à membrana apenas por um ou mais 
grupos lipídicos covalentemente ligados. 
- Há ainda proteínas ligadas indiretamente a uma das 
faces da membrana, mantidas no lugar apenas por meio 
de interações com outras proteínas de membrana. 
 
Obs: Proteínas que são diretamente ligadas à membrana 
– sejam elas transmembrana, associadas a uma 
monocamada ou ligadas por meio de lipídeos – podem 
ser removidas apenas com a ruptura da bicamada 
lipídica com detergentes, conforme discutido. Essas 
proteínas são conhecidas como proteínas integrais de 
membrana(70%). 
 
- As demais proteínas de membrana são conhecidas 
como proteínas periféricas de membrana; elas podem 
ser liberadas da membrana por procedimentos de 
extração mais amenos, que afetam interações proteína-
proteína, mas mantêm a bicamada lipídica intacta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Estrutura das proteínas integrais 
transmembrana: 
- alfa-hélice (mais comum) 
- folhas beta dobradas como um cilindro (barril 
beta): forma apenas canais grandes, pois a 
curvatura das folhas é limitado. Ex: proteína 
porina 
-> Nos dois tipos, as cadeias laterais 
hidrofóbicas dos aminoácidos se voltam para o 
exterior, fazendo contato com o par 
hidrofóbico da bicamada; e o par hidrofílico da 
cadeia principal dos aminoácidos formam 
ponto de H no interior do canal. 
-> Como a membrana é um líquido 
bidimensional, muitas das suas proteínas, 
assim como os lipídios, podem mover-se 
livremente no plano da bicamada lipídica. 
Células possuem meios de confinar proteínas 
específicas da membrana plasmática em 
determinadas áreas da bicamada lipídica, 
criando regiões funcionalmente 
especializadas, ou domínios de membrana. 
 
 
 
A. Proteínas podem estar ligadas 
ao córtex celular dentro da célula 
B. A moléculas da matriz 
extracelular. 
C. A proteínas da superfície de 
outra célula 
 
D. Barreiras de difusão podem restringi-las a um 
domínio de membrana específico. Nas células epiteliais 
do intestino, é importante que o transporte de proteínas 
envolvido na absorção de nutrientes do lúmen esteja 
restrito à superfície apical das células e que outras 
proteínas envolvidas no transporte de solutos das células 
epiteliais para tecidos e para a corrente sanguínea 
estejam na superfície basal e lateral. Essa distribuição 
assimétrica de proteínas de membrana é mantida pela 
barreira formada pela linha de junção de células 
epiteliais adjacentes, chamada junção ocludente. Nesses 
locais, proteínas de junção especializadas formam um 
cinturão contínuo ao redor da célula, onde ela faz 
contato com as células vizinhas, criando um local de 
selamento entre as membranas adjacentes. Proteínas de 
membrana não podem difundir-se por essas junções 
 
 A membrana plasmática é uma estrutura frágil, 
sendo parcialmente reforçada pelo córtex e pelo 
glicocálice. 
 
Córtex Celular: rede de proteínas fibrosas ligado à 
superfície citosólica da membrana, é parte do 
citoesqueleto. Determina as propriedades mecânicas da 
membrana e o formato da célula. 
Ex: hemácia – córtex relativamente simples e regular, 
proteína espectrina (longa, fina e flexível) 
 
 
ESPECTRINA 
- PTN de membrana periférica 
- PTN do citoesqueleto 
- Mantém a integridade estrutural e a forma bicôncava 
da hemácia 
- Anormalidade causam anemia 
Ligado a filamento de actina e proteínas de anexação 
que, consequentemente, se ligam à proteína 
transmembrana (banda 3). 
 
BANDA 3 
- Desempenha papel importante na função dos 
eritrócitos 
- Transportados de ânions (HCO-/CL-): formação de 
Bicarbonato (HCO3-), pois o CO2 é parcialmente solúvel 
em água. 
 
 
 
 
 
OBS: ESPECTRINA -> córtex das hemácias/ ptns 
longas e flexíveis/ promove uma rede que 
provê suporte à membrana e mantém o 
formato celular -> função da hemácias. 
 
Glicocálice: 
- A maior parte das proteínas da membrana 
plasmática, tem pequenas cadeias de açúcares, 
os oligossacarídeos, ligadas a elas, essas 
proteínas são denominadas glicoproteínas. 
Outras proteínas de membrana possuem uma 
ou mais cadeias longas de polissacarídeos 
ligadas e são chamadas de proteoglicanos. – 
 
- Todo carboidrato nas glicoproteínas, nos 
proteoglicanos e nos glicolipídeos está 
localizado em uma das faces da membrana, a 
não citosólica, onde forma uma cápsula de 
açúcar chamada de camada de carboidratos. 
 
 
 
Essa camada de carboidratos: 
- Ajuda a proteger a superfície celular de danos 
mecânicos e químicos, conferindo a célula uma 
superfície lubrificada. 
- Reconhecimento e adesão celular. 
- Sinal de distinção celular, sendo característico para 
células especializadas em uma função particular e que 
são reconhecidos pelas células com os quais devem 
interagir. Oligossacarídeos específicos da camada de 
carboidratos estão envolvidos no reconhecimento do 
óvulo pelo esperma e nas respostas inflamatórias. 
 
- Nos estágios iniciais de infecções bacterianas, 
carboidratos da superfície de glóbulos brancos 
denominados neutrófilos são reconhecidos 
pela lectina das células endoteliais dos vasos 
sanguíneos no local da infecção. Esse processo 
de reconhecimento causa aderência dos 
neutrófilos aos vasos sanguíneos e sua 
migração da corrente circulatória para os 
tecidos infectados, onde eles atuam na 
remoção da bactéria invasora. 
 
 
Resposta inflamatória: 
 
1. Reconhecimento de carboidratos da superfície 
celular de neutrófilos é o primeiro passo da sua 
migração do sangue para o local de infecção. 
2. Proteínas transmembrana especializadas 
(chamadas de lectinas) são produzidas pelas células 
da parede dos vasos sanguíneos (chamadas de 
células endoteliais) em resposta a sinais químicos 
oriundos dos locais de infecção. Essas proteínas 
reconhecem grupos açúcar específicos de 
glicolipídeos e glicoproteínas da superfície de 
neutrófilos circulantes na corrente sanguínea. 
3. Os neutrófilos então se aderem à parede do vaso 
sanguíneo. Essa associação não é muito forte, mas 
leva a outra, uma interação proteína-proteína muito 
forte (não mostrada) que ajuda na migração do 
neutrófilo para fora do vaso, por meio das células 
endoteliais, até o tecido do local de infecção.