19 MEMBRANAS BIOLÓGICAS

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MEMBRANAS BIOLÓGICAS
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Membranas Biológicas
Definição: são fluídos bidimensionais nos quais as cadeias de hidrocarbonetos sofrem movimento continuo envolvendo a rotação de suas ligações C–C. 
 
Estrutura:	Bicamada
Distribuição:	Assimétrica
A membrana é assimétrica pois os lipídios e proteínas
 são distribuídos de forma diferenciada entre
 um lado e outro da bicamada
Espessura:	6 – 7,5nm
Viscosidade: aproximadamente a de um óleo leve
Estado físico: cristal líquido
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Membranas Biológicas
Modelo: 	MOSAICO FLUIDO - S.J. Singer e G.Nicholson (1972)

 “Ptns integrais flutuam como icebergs em um mar de lipídeos” 
(Membrana Plasmática, citoplasmática, protoplásmica)
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Membranas Biológicas
Funções : 
limite para interação com outras moléculas e células vizinhas;
organizar os processos biológicos;
permeabilidade seletiva (responsável pela exclusão de certos íons e moléculas tóxicas, bem como pelo acúmulo de nutrientes celulares) = controla o tráfego de substâncias (transporte/compartimentação) e de estímulos (transdução de energia) entre o meio intra e extracelular
responsável pela integridade da célula
qualquer lesão leva a morte
sede de diferentes processos
cadeia respiratória e fosforilação oxidativa
fotossíntese
estímulos sensoriais
comunicação intracelular
impulso nervoso
transporte de macromoléculas, metabólitos e íons
contração muscular
síntese de componentes da parede celular
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Membranas Biológicas
Composição: É constituída de lipídeos, proteínas e carboidratos. Os lipídios constituintes da membrana, são anfipáticos (possuem porções hidrofílicas (polares) e hidrofóbicas (não polares)
Glicerofosfolipideos
Esfingolipideos
Colesterol (importante na manutenção da estabilidade mecânica da membrana). Constitui de 5 a 25% da sua composição
Proteínas
Oligossacarídeos: localizam-se na parte voltada para o espaço extracelular (região conhecida como glicocálice).
Maioria de suas propriedades é devida ao componente protéico
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COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA (EXEMPLOS)
 MEMBRANA 	 PROTEÍNA LIPIDEO P/L CARBOIDRATO 
			 (P)		(L)			 (%)
 PLASMÁTICA
- fígado de comundongo 46 54 0,85 2 - 4
- eritrócito de mamífero 52 40 1,30 8
- eritrócito humano 49 43 1,10 8
- ameba 	 52 42 1,30 4
 NUCLEAR (rato) 59 35 1,60 2 
 MITOCONDRIAL
 - ME 52 48 1,10 (2 - 4)
 - MI 76 24 3,20 (1 - 2)
 Bactéria (G+) 75 25 3,00 (10)
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PROTEÍNAS DE MEMBRANA
		
		INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS
		 PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS
		LIGAÇÃO
		HIDROFÓBICA (FORTE) COM A MEMBRANA
		LIGAÇÕES H E INTERAÇÕES ELETROSTÁRICAS COM A SUPERFÍCIE (PTNS INTEGRAIS)
		
LIBERADA POR
		TRATAMENTO QUE ROMPA A MEMBRANA: solv. org., detergen-tes, ag. Caotrópicos (íons que rom- pem a estrutura da água)
		TRATAMENTOS BRANDOS (( (, ...) MANTENDO A MEMBRANA INTACTA.
		EM SOLUÇÃO AQUOSA
		TENDEM A SE AGREGAR (na ausência de detergentes ou solv. org. mossíveis em água) e a PRECIPITAR.
		ESTÁVEIS
		LOCALIZAÇÃO
		EXTERNA E/OU INTERNA
		EXTERNA E/OU INTERNA
		ORIENTAÇÃO
		ASSIMÉTRICA
		-
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Impermeabilidade 
Sendo componente que limita a célula/organelas 			 
seja capaz de dividir/separar 2 compartimentos.
PERMEABILIDADE =Propriedade que permite o movimento da molécula através da membrana
As bicamadas são impermeáveis a íons e substâncias polares
					
Para penetrar na bicamada uma molécula de soluto deve espalhar sua camada de hidratação e se tornar solvatada no centro apolar da bicamada.
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Impermeabilidade 
Entretanto a água, por ser muito pequena pode permear a bicamada.)
Moléculas pequenas não polares e substâncias solúveis em gorduras (AG, alcoois, benzeno) podem entrar e sair da célula por se tornar dissolvida na fase lipídica da membrana
Moléculas carregadas tais como ácidos orgânicos, aminoácidos e sais inorgânicos (hidrofílicos) DEVEM ser transportados
Mesmo H+ não tem transporte passivo pois está sempre hidratado
10-2  H2O - penetra livremente 
 porque é suficiente-
 mente pequena e não 
 carregada
10-4 	  Indol
			
10-6  Glicerol 		 
 Uréia
  Triptofano
10-8	  Glicose
 
10-10	  Cl - 
 
 10-12 K + 	
	  Na +
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Fluidez 
Observa-se diferentes razões de AG saturados e insaturados
 A proporção de AG insaturadosnas membranas biológicas é inversamente proporcional à T de crescimento 
 
 células crescidas em bx T 
tem  AGins
 
 fluidez é mantida mesmo a diferentes T

Maneira pela qual a natureza pode regular/permitir sobrevivência/existência de diferentes espécies a diferentes T
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Transição de fase
Os grupos acil de moléculas de lipídeos na bicamada da membrana podem existir em um estado ordenado
 RÍGIDO ou em um estado desordenado FLÚIDO
 					
todas as ligações C-C tem	 algumas tem conformação
 conformação TRANS (t)			mais fluida - gauche (g)
A transição 	t  g ocorre mais rapidamente com o AUMENTO da T (qdo TTmelting)
A membrana, abaixo de uma T (Ttransição) sofre mudança de fase (transição ordem-desordem) e se torna GEL, perdendo a fluidez.
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Fluidez 
 A T de transição é característica para cada fosfolipídeo e depende do:
Comprimento da cadeia - longas cadeias tem maior interação
Grau de insaturação - 
A transição de fase é sensível a presença de solutos que interagem com lipídeos, incluindo cátions multivalentes, agentes solúveis em lipídeos, peptídeos e proteínas
		Acima Tt: 
		Abaixo Tt
		Mobilidade no plano da cadeia
ordenação em algumas direções
CRISTAL LÍQUIDO
		Arranjo mais ordenado
Perda de fluidez
GEL
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Membranas Biológicas
Propriedades: 
Fluidez 
O estado rígido é favorecido pela presença de AG saturados porque suas cadeias de hidrocarboneto interagem mais fortemente/mais favoravelmente, enquanto a ligação dupla favorece a distorção da cadeia interferindo no empacotamento da membrana, diminuindo Tm
O ângulo criado pela insaturação faz com que o PF  ao contrário da fluidez
10  Tt  40ºC
A fluidez da membrana é um dos GRANDES atributos fisiológicos destas estruturas, uma vez que tal movimento permite a interação com as proteinas (embebe as proteinas)
 Tt memb mamíferos  T corpo  flúidas
Organismos que são submetidos (naturalmente) a diferenças grandes de T, alteram a composição de AG de sua membrana de modo a mantê-la sempre flúida