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-Membrana Plasmática- FUNÇÕES – → Vedação da célula → Delimitação → Mantém diferenças entre o citoplasma e o meio extracelular → Comunicação celular (por meio de proteínas receptoras) → Importação e exportação de pequenas moléculas (proteínas de transporte) → Mobilidade e expansão → Permeabilidade seletiva COMPOSIÇÃO – → Camada lipídica (colesterol e fosfolipídios) → Moléculas proteicas – para atividades enzimáticas → Carboidratos associados As células possuem organelas com membranas próprias. O meio dentro das organelas é diferente do meio fora, dentro da célula BICAMADA FOSFOLIPÍDICA (50%) – A bicamada fosfolipídica é composta por fosfolipídios São moléculas longas com uma cabeça hidrofílica e duas caudas hidrofóbicas São anfipáticos: uma parte polar e outra apolar A fosfatidilcolina é o fosfolipídio mais comum nas membranas Insaturação em uma das caudas faz com que ela seja dobrada Para proteger as caudas hidrófilas, a estrutura se fecha Lipossomos: vesículas constituídas de bicamadas fosfolipídicas PURAS orientadas concentricamente em torno de um compartimento aquoso Os fosfolipídios de membrana são móveis Rotação e flexão sempre ocorrem, mas o flip flop é raro, pois precisa do auxílio de algumas proteínas FLUIDEZ DA MEMBRANA – A fluidez da membrana é afetada pela temperatura Mais frio = membrana menos fluida Mais quente = membrana mais fluida Temperatura de transição: na qual cada bicamada se torna fluida (gel) Transição de fase: mudança no estado da membrana O colesterol se posiciona nos espaços entre as moléculas de fosfolipídios (intercalação) e tende a enrijecer as membranas, impedindo que nossas células “derretam” em temperaturas altas ou “congelem” em temperaturas baixas (se colocam entre os fosfolipídios e impede que se encaixem perfeitamente no frio) COLESTEROL: Tampão de fluidez Enquanto os glicolipídios estão presentes de forma assimétrica apenas na monocamada não-citosólica da membrana (espaço extracelular), o colesterol está distribuído de forma homogênea nas duas monocamadas PROTEÍNAS DE MEMBRANA (50%) – Responsáveis pelas propriedades funcionais da membrana, em quantidades variáveis Quanto à classificação por função temos: Quanto à classificação por forma de associação à bicamada lipídica temos: PROTEÍNAS INTEGRAIS (70%): Mergulhadas na camada dupla dos fosfolipídios, interrompendo a continuidade da barreira lipídica (A, B e C). São anfipáticas. Interagem com o interior hidrofóbico da bicamada (dissociação mais difícil de ser feita) PROTEÍNAS PERIFÉRICAS (30%): Apenas fixadas à parte externa da superfície da membrana, sem atravessá-la (D). Não interagem com o interior hidrofóbico da bicamada (dissociação mais fácil de ser feita). REVESTIMENTO POR AÇÚCARES – As células eucarióticas são revestidas por açúcares (carboidratos – glico → Localizados na parte externa (não-citosólica) → Ligados a proteínas (glicoproteínas) e a lipídios (glicolipídios) O glicocálice ou glicocálix é o nome dado ao conjunto de glicolipídios e glicoproteínas. Uma das suas funções é fazer parte do reconhecimento entre células, permitindo a adesão entre elas MODELO MOSAICO FLUIDO Sugere que as membranas celulares ou biomembranas são estruturas dinâmicas que possuem fluidez de seus diferentes componentes moleculares, que podem se mover lateralmente. Ou seja, esses componentes estão em movimento e não estáticos, como se acreditava anteriormente. Especializações da Membrana - Adesão celular – JUNÇÕES CELULARES E MATRIZ EXTRACELULAR - Lâmina basal = tipo de matriz extracelular COMO OCORRE O PROCESSO DE ADESÃO ENTRE CÉLULAS E MEMBRANAS? → Ocorre por meio da ação de proteínas. A principal delas é a superfamília das caderinas (180 diferentes tipos) → Formam domínios expressivos → São proteínas transmembranares (exceto caderina-t) ADESÃO ENTRE DUAS CÉLULAS Ligação homofílica: célula A e B expressam a mesma proteína (tecidos) Ligação heterofílica: célula A e B expressam diferentes proteínas (leucócitos com células vasculares) - Quanto maior os níveis de caderina, mais intensa é a adesão celular PROCESSOS DE JUNÇÃO - Junção aderente: conecta os feixes de filamentos de actina de uma célula aos feixes da outra célula (por meio das caderinas). Mais de 180 possibilidades de caderinas de atuação. Desmossomos: conectam os filamentos intermediários de uma célula aos de outra célula (por meio da desmogleína e desmocolina – caderinas não clássicas). Utilização de apenas duas proteínas Hemidesmossomos: ancoram os filamentos de queratina (filamentos intermediários) da célula à lâmina basal Junção compacta: observada nos polos apicais. Possui proteínas muito curtas, para fechar completamente o espaço entre as células, impedindo a passagem de substâncias aleatórias. Utiliza as claudinas e ocludinas Junção do tipo fenda: garante comunicação entre o citoplasma de duas células. Passagem de moléculas muito pequenas solúveis em água (glicose, íon Ca, neurotransmissores) MATRIZ EXTRACELULAR - Porção não celular de um tecido, composta por uma rede de macromoléculas (principalmente proteínas e polissacarídeos) que são secretadas pelas células adjacentes e permitem um suporte bioquímico/estrutural das mesmas. Proteoglicanos e GAGs → Hialuronana (carboidrato apenas) → Perlecana, decorina e agrecana (mucopolissacarídios) Repetição dissacarídica (grupos fosfato): N-acetilglicosamina e ácido glicurônico Proteínas fibrosas (resistência mecânica) → Colágeno tipo IV (três fibras, uma com composição Gly-X-Y) → Colágeno fibrilar Fibrila de colágeno: associação de várias moléculas de três fibras) Glicoproteínas → Laminina → Nidogênio → Fibronectina (possui duas fitas de proteína. Faz ligações de colágeno e ligações de integrina – está na membrana da célula) - As integrinas e fibronectinas ajudam a ligar a célula à matriz extracelular. As moléculas de fibronectina do lado externo da célula se ligam às fibrilas de colágeno. As integrinas da membrana plasmática ligam-se às fibronectinas, prendendo-as ao citoesqueleto, no interior da célula. LÂMINA BASAL: → Camada extremamente fina e compactada → Laminina, colágeno tipo IV, entactina e heparan sulfato --- Citoesqueleto --- Cada tipo de célula tem suas particularidades definidas pelo esqueleto celular Citoesqueleto: estrutura proteica Três moléculas diferentes (localizações, funções e espessuras diferentes) → Filamentos intermediários (espessura intermediária) – intersecta vários pontos da membrana → Microtúbulos (mais espessa) – irradia do núcleo à membrana → Microfilamentos de actina (menos espessa) – fica na bordaMICROTÚBULOS - Formas de surgimento 1. A partir de um centrossomo 2. Dos dois polos do fuso mitótico 3. Do corpo basal de um cílio 4. Do fragmento de um microtúbulo O que são? São uma malha intracelular. Como são muito grandes, a célula não consegue fazer a síntese deles inteiros. Então há síntese por partes (alfa e beta), que formam monômeros chamados heterodímero de tubulina. Uma fitinha é um profilamento. Um microtúbulo é constituído por milhões dessas associações. → Apenas as paredes do túbulo têm proteína, o centro é oco Como crescem? São formados a partir do processo de polimerização de duas moléculas de proteínas globulares chamadas alfa e beta tubulina, a partir de dímeros de tubulina. I. A polimerização começa próxima ao núcleo (nos centros de nucleação do centrossomo) e vai em direção à membrana II. Possui dois polos: positivo (mais próximo da membrana plasmática e instável) e negativo (mais próximo do núcleo e estável) III. A polimerização ou despolimerização é um processo que depende de energia, que está sob a forma de Guanosina Trifosfato (GTP) IV. Sofrem expansão e contração (remodelação) Fármacos que afetam os microtúbulos Impedem a polimerização dos dímeros de tubulina → Paclitaxel - Colchicina, colcemida - Vimblastina, vincristina Funcionalidades Atividades celulares que dependem de força mecânica, por exemplo, transporte de organelas, vesículas e macromolécula, utilizam microtúbulos (grandes e fortes) Organelas aderem-se aos microtúbulos (utilizam-se das proteínas ligantes dineína e cinesina). Transportam a molécula para o negativo (dineína) ou positivo (cinesina). A cauda da proteína motora determina a carga que será transportada Ajudam a posicionar as organelas dentro da célula EUCARIÓTICA Células ciliadas utilizam microtúbulos para fazerem movimentos de potência (ex: células ciliadas no pulmão e garganta que expulsam a sujeira) Os flagelos utilizam-nos para impulsionar a célula ao longo de líquidos (ex: espermatozoides) – MOVIMENTO DA DINEÍNA MICROFILAMENTOS DE ACTINA - O que são? São fibras proteicas finas e flexíveis, estando sempre distribuídas nas bordas da célula. Possui diferentes formatos em diferentes células com diferentes funções. É uma proteína com capacidade contráctil. Como crescem? I. As subunidades são chamadas de monômeros de actina. Uma fenda nesse monômero gera um sítio de ligação para ATP ou ADB. II. A reunião dos monômeros forma filamentos em forma de dupla-hélice III. A hidrólise do ATP em ADB leva à dissociação dos monômeros, pois é o único jeito desse filamento perder o ADB e voltar à estabilidade Fármacos que afetam os microfilamentos de actina São perigosos, pois a actina é responsável, por exemplo, pela contração do diafragma, batidas do coração, contração muscular, etc. → Faloidina – Citocalasina - Latrunculina Como funcionam? 1. Proteínas de ligação à actina controlam o comportamento dos filamentos (ex: proteína motora de miosina) MIOSINA: miosina é uma ATPase que se movimenta ao longo da actina e em presença de ATP, são responsáveis pela contração muscular 2. A polimerização da actina na borda anterior da célula impulsiona a membrana plasmática para frente (protrusão) e forma novas regiões no córtex de actina 3. Novos pontos de ancoragem entre a parte inferior da célula e superfície 4. Contração da miosina na parte traseira da célula faz ela se deslocar Lamelipódios: são projeções de membrana que ajudam as células a rastejar por superfícies planas. Outras informações Permitem a migração das células animais Extremidade negativa (diminui tamanho) e extremidade positiva (aumenta o tamanho) Miosina-1 é o tipo mais simples de miosina Miosina-2 podem associar-se e formarem filamentos de miosina Movimento ameboide: Pequenos focos de movimento que, feitos repetidamente, levam a uma significativa movimentação Miofibrilas (compostas por sarcômeros, compostos por filamentos de miosina e actina): presente nas células musculares esqueléticas. Os músculos se contraem por um mecanismo de deslizamento de filamentos FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS - Do que são formados Estrutura semelhante a cabos, formada por longas fitas proteicas enroladas. I. Região alfa-hélice do monômero II. Dímero supertorcido III. Tetrâmeros IV. Associação lateral de 8 tetrâmeros Características e funções Os filamentos intermediários formam uma rede resistente e durável Resistência mecânica às células Estão indiretamente conectados aos de outras células pelos desmossomos, estabelecendo ligação mecânica contínua Reforço do envelope nuclear Diferente das outras proteínas que são pequenas esferas ligadas, os intermediários são estruturas longas conectadas (são dificilmente desfeitas) Classes principais Citoplasmáticos: o Filamentos de queratina (células epiteliais) o Filamentos de vimentina (tecidos conectivos e musculares) o Neurofilamentos (células nervosas) Nucleares: o Laminas nucleares (em todas as células animais)