Membrana plasmática organização e propriedades

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Membrana Plasmática: Organização e propriedades
Bicamada lipídica: Os lipídios nas membranas
celulares são os fosfolipídeos, que apresentam uma
cabeça hidrofílica (“amante da água”) contendo fosfato
ligada a um par de caudas hidrofóbicas (“que teme a
água”) - anfipática.
Bicamadas de fosfolipídeos se fecham
espontaneamente sobre elas mesmas, formando
compartimentos selados. Assim, eles ficam
energeticamente mais favoráveis, pois a estrutura
fechada é estável porque evita a exposição das caudas
hidrocarbonadas hidrofóbicas à água.
Funções: Barreira seletiva; comunicação celular, onde
proteínas receptoras presentes na MP permitem que a
célula receba sinais do seu ambiente; importação e
exportação de moléculas, onde proteínas de transporte
presentes na MP permitem o trânsito de pequenas
moléculas e íons; mobilidade celular – a flexibilidade
da MP e a sua capacidade de expandir-se permitem à
célula crescer e movimentar-se.
Organização: Organizada basicamente, segundo o
modelo do mosaico fluido, de fosfolipídeos, colesterol
e proteínas. Mais especificamente - proteínas de
membranas periféricas, proteína de membrana integral,
proteína de canal, proteína de alfa-hélice, proteína
globular e carboidratos.
Os fosfolipídeos podem mover-se no plano da
membrana.
Movimento de flexão:
Movimento de rotação:
Movimento de difusão lateral:
Movimento de flip-flop (raramente ocorre):
A fluidez da bicamada lipídica depende de sua
composição
O tamanho do comprimento e a insaturação das caudas
hidrocarbonadas do lipídio interferem na fluidez.
Em células de bactérias e leveduras, que se adaptam a
diferentes temperaturas, tanto o comprimento quanto a
insaturação das caudas hidrocarbonadas da bicamada
são periodicamente ajustados para manter a fluidez
constante da membrana: em temperaturas mais altas,
por exemplo, a célula produz lipídios de membrana
com caudas mais longas e poucas ligações duplas.
Em células animais, a fluidez da membrana é
modulada pela inclusão de moléculas do esterol
colesterol. Como as moléculas de colesterol são
pequenas e rígidas, elas preenchem os espaços vazios
entre as moléculas vizinhas de fosfolipídeos,
originados pelas dobras das suas caudas
hidrocarbonadas insaturadas. Portanto, o colesterol
tende a tornar a bicamada mais rígida, menos flexível e
menos permeável.
Assimetria do lipídios na bicamada
A parte externa e interna (voltada para o citosol) tem a
composição química diferente, por isso dado o nome
assimétrico. Isso ocorre porque a enzima flipase
remove fosfolipídeos específicos da metade da
bicamada voltada para o lado externo e introduz na
monocamada interna. Tal assimetria é preservada
quando as membranas brotam de uma organela e se
fusionam com outra.
As proteínas de membrana possuem uma variedade de
funções
Classe funcional Exemplo Função
específica
Transportadoras Bomba de Na
+ K +
Bombeia de
forma ativa Na +
para fora da
célula e K + para
dentro
Âncoras Integrinas Ligam filamentos
intracelulares de
actina a proteínas
extracelulares da
matriz
Receptoras Receptor do
Fator de
Crescimento
Derivado de
Plaquetas
(PDGF)
Liga PDGF
extracelular e
gera sinais
intracelulares que
acarretam o
crescimento e
a divisão celular
Enzimas Adenilato-cicl
ase
Catalisa a
produção
intracelular de
cAMP em
resposta a sinais
extracelulares
Proteínas de membranas: Integrais e Periféricas
a) Muitas proteínas de membrana se estendem
pela bicamada lipídica, com parte da sua massa
nos dois lados da bicamada. Assim como os
lipídeos adjacentes, essas proteínas
transmembrânicas são anfipáticas,
apresentando 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.
b) Outras proteínas de membrana estão
localizadas quase inteiramente no citosol e se
associam à metade citosólica da bicamada
lipídica por meio de uma α-hélice anfipática
exposta na superfície da proteína.
c) 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
d) Há ainda proteínas ligadas indiretamente a
uma das faces da membrana ou à outra,
mantidas no lugar apenas por meio de
interações com outras proteínas de membrana.
As proteínas de membrana podem ser solubilizadas
com detergentes
Somente os agentes que rompem as associações
hidrofóbicas e destroem a bicamada lipídica
podem solubilizar as proteínas
transmembrana. Quando uma grande quantidade
de detergente é misturada a membranas, as caudas
hidrofóbicas das moléculas de detergente
interagem com as regiões hidrofóbicas dos
segmentos das proteínas transmembrânicas, bem
como com as caudas hidrofóbicas das moléculas
de fosfolipídio, rompendo a estrutura da bicamada
e separando, assim, as proteínas dos fosfolipídeos.
Como a outra extremidade da molécula de
detergente é hidrofílica, essas interações
solubilizam as proteínas de membrana na forma de
complexos proteína-detergente; ao mesmo tempo,
o detergente solubiliza os fosfolipídeos. Os
complexos proteína-detergente podem ser
separados uns dos outros e dos complexos
lipídio-detergente para estudos adicionais.
Restrição à mobilidade lateral das proteínas de
membrana
As células podem criar barreiras que restrinjam
componentes da membrana a um domínio
específico. Então, ocorre de proteínas serem
restringidas em um local ou/e tenham domínios
para exercer tais funções.
E essa mobilidade pode ser limitada de diversas
formas: a) as proteínas podem ser presas ao córtex
celular dentro da célula; b) as moléculas da matriz
extracelular; c) a proteínas da superfície de outras
células; d) barreiras de difusão (as barras pretas)
podem restringi-las a um domínio de membrana
específico.
A superfície celular é revestida por carboidratos
Todo o carboidrato nas glicoproteínas, nos
proteoglicanos e nos glicolipídeos está localizado
na face externa da membrana plasmática, onde
forma o revestimento de açúcar chamado de
camada de carboidratos ou glicocálice.
A camada de carboidratos na superfície das
células de organismos multicelulares atua como
um tipo de revestimento de diferenciação, como o
uniforme de policiais. Essa camada é característica
de cada tipo celular e é reconhecida por
outros tipos celulares que interagem com a célula.
1. Proteção contra danos mecânicos e químicos.
2. Hidratação e lubrificação da superfície celular.
3. Reconhecimento e adesão celular.
4. Sinal para identificação celular.
Balsas lipídicas
Pequenas áreas especializadas das membranas,
onde alguns lipídios (em princípio esfingolipídeos
e colesterol) e algumas proteínas (verde) se
concentram. Algumas proteínas de membrana ali
se acumulam, porque a bicamada é levemente
mais espessa nas balsas.
A principal função da balsa lipídica é a
transdução de sinal, ou seja, ao receber um sinal,
ele é diretamente convertido em outras respostas
ou sinais específicos. Por esse motivo, participa
também nas respostas do sistema imunológico,
ativando os linfócitos e gerando uma resposta.