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Profª Drª Natalle Freitas Belém – PA 2023 MEMBRANA PLASMÁTICA Tipos de Células • Eucariontes; • Procariontes. Existem dois tipos básicos de células: Núcleo Citoplasma Organelas citoplasmáticas delimitadas por membranas Membrana plasmática Célula eucariótica MesossomoCitoplasma Ribossomos Nucleóide Parede celular Membrana plasmática Célula procariótica (bactéria) Organização geral da células procariontes Celula procariótica Célula eucariótica Célula procariótica Células procarióticas Todas as células procarióticas apresentam a mesma estrutura básica: • Membrana plásmática • Nucleóide • Citoplasma -Citosol: água com íons em solução, moléculas pequenas e macromoléculas solúveis, tais como proteínas - Ribossomos: RNA e proteínas, locais de síntese de proteína. Tamanho da célula procariótica Unidade de medida: m (micrômetro) 1 m = 0,001 mm (1/1000) ou 1000 m = 1 mm Tamanho variável: 0,15 m 50 m (0,0015 mm – 0,05 mm) Escherichia coli: 1 x 3m 1 m Thiomargarita namibiensis: 750 m !! Tamanho da célula procariótica O pequeno tamanho dos procariotos comparado ao dos eucariotos contribui para muitas características desses organismos: Tipos de Células Citoplasma Fimbrias Parede celular Cápsula Mesossomo Membrana citoplasmática Ribossomo DNA Flagelo Plasmídeo Características das células procariontes: Estrutura externa a parede celular de células procarióticas Flagelos: • São estruturas protéicas, longas e delgadas que se projetam externamente à parede celular; • Bactérias sem flagelos: atríqueas • Flagelina; • É responsável pela mobilidade da bactéria. Tipos de Flagelos: Estrutura externa a parede celular de células procarióticas Estrutura da célula bacteriana Fímbrias: Fímbrias são apêndices que se estendem da membrana plasmática passando pela parede celular e cápsula emergindo para o meio externo. As fímbrias podem ocorrer em toda a superfície da célula. Função das fímbrias: ▪ Fixar as bactérias ao substrato e em outras células. Estrutura da célula bacteriana Píli : Os Píli sexuais normalmente são mais longos que as fímbrias, havendo um ou dois por célula. Funções dos píli: ▪ Responsável pela formação da ponte citoplasmática que permite a transferência de informação genética durante o processo de conjugação. Pili sexuais Bactéria - Estrutura das células procarióticas Cápsula: • São constituídas por polissacarídeos e podem estar combinados a lipídeos e proteínas • Constitui um dos antígenos de superfície das bactérias. • Está relacionada com virulência da bactéria. • Confere resistência à fagocitose. • Envoltório viscoso não obrigatório. • Coloração negativa Ex: Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis e Streptococcus pneumoniae Estrutura das células procarióticas Parede celular: • Localizada externamente à membrana plasmática; • Estrutura complexa, semirrígida • Peptideoglicano: cadeias de glicosaminoglicanas mais peptídeos; • Rígida e resistente, mas muito permeável. • Determina a forma da bactéria. • Protege contra choques mecânicos e osmóticos. • Representa de 20-40% da bactéria. • Alguns antibióticos a afetam diretamente. - Penicilina Estrutura das células procarióticas Parede celular: Estrutura interna a parede celular das células procarióticas A membrana plásmática (citoplasmática): • Reveste o citoplasma da célula . • Fosfolipídeos, carboidratos, esteróis e proteínas . • Bicamada lipídica • Barreira física, vital para as células • Espessura aproximada de 8 nm Estrutura interna a parede celular das células procarióticas Citoplasma: • Substância da célula no interior da membrana plasmática; • Cerca de 80% de água, contendo principalmente proteínas (enzimas), carboidratos , lipídeos, íons inorgânicos e compostos de peso molecular muito baixo; • Espesso, aquoso, semitransparente e elástico; Estrutura interna a parede celular das células procarióticas Nucleoide: • Única molécula longa e contínua de DNA; • Forma circular; • Cromossomo bacteriano; • Não tem envoltório nuclear; ➢Plasmídeos: • DNA de fita dupla circular; • Elementos genéticos extracromossômicos; • Adquiridos ou perdidos sem causar dano a célula; • Resistência a antibióticos Estrutura da célula bacteriana Plasmídeo: Plasmídeo é um pequendo DNA extracromossômico, pois não se conecta ao cromossomo principal e replica-se independentemente. Possui cerca de 1 a 5% do tamanho do cromossomo bacteriano e pode conter genes para diversas atividades. Principais funções dos plasmídeos: 1. Apresentar genes que conferem resistência a diversos antibióticos. 2. Apresentar genes responsáveis por síntese de toxinas. 3. Apresentar genes que codificam enzimas que ativam a degradação de carboidratos e substâncias exóticas como tolueno, cânfora e hidrocarbonetos do petróleo. Estrutura interna a parede celular das células procarióticas Ribossomos: • Síntese protéica; • compostos de duas subunidades, cada qual consistindo de proteína e de um tipo de RNA denominado RNA ribossômico (rRNA). • Os ribossomos procarióticos diferem dos ribossomos eucarióticos no número de proteínas e de moléculas de rRNA que eles contêm; eles também são um pouco menores e menos densos que os ribossomos das células eucarióticas. Estrutura interna a parede celular das células procarióticas Inclusões: • Depósitos de reserva; • As células podem acumular certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando estão escassos no ambiente; • Restritas a algumas bactérias; • Serve para identificação; Membranas e Ultraestruturas Celulares Introdução • A membrana celular é a parte que delimita todas as células vivas, tanto as procariontes como as eucariontes. • Ela estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio extracelular. Características • Essenciais para a vida da célula. • Envolve a célula, • Define seus limites, • Mantêm as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular. • É o principal responsável pelo controle da saída e entrada de substâncias da célula Funções da membrana plasmática • Manutenção da integridade da estrutura da célula; • Controle da movimentação de substâncias para dentro e fora da célula (permeabilidade seletiva); • Regulação das interações intercelulares; • Reconhecimento através de receptores de antígenos de células estranhas e células alteradas; • Interface entre o citoplasma e o meio externo; • Estabelecimento de sistemas de transporte para moléculas específicas; • Transdução de sinais extracelulares. Fibras da matriz extracelular Citoesqueleto Citoplasma Adesão do citoesqueleto à matriz extracelular a b Reconhecimento celular c d Atividade enzimática Transporte e Junção Intercelular f Reconhecimento célula-célula Citoplasma Funções da membrana plasmática Estrutura da membrana plasmática I- Modelo do Sanduíche Dawson e Danielli (1935) II- Modelo do Mosaico Fluido Singer e Nicholson (1972) Formado por 2 camadas de lipídios com proteínas mergulhadas entre eles. Formado por 2 camadas de lipídios envolvidas por 2 camadas de proteínas. OBS: Na década de 70, testes com enzimas (fosfolipases) e com aquecimento mostraram que o modelo do sanduíche não era real. Criou-se o modelo atual (Mosaico Fluido). Fosfolipídios Proteínas Colesterol Modelo do Mosaico Fluido O Modelo do Mosaico fluido diz que as membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na qual estão inseridas diversas proteínas. Por isso dizemos que a membrana é LIPOPROTÉICA LIPO : diz respeito aos lipídeos presentes nas membranas PROTÉICA : diz respeito às proteínas presentes nas membranas A imagem a seguir mostra um esquema deste modelo. Modelo do Mosaico Fluido Bicamada de Lipídios Proteínas Modelo do Mosaico Fluido COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA • A membrana plasmática é uma estrutura delgada que envolve a célula, medindo entre 7,5 e 10nm de espessura,visível apenas em microscopia eletrônica. • É composta por lipídios, proteínas e hidratos de carbono e sua estrutura básica é semelhante à encontrada nas demais membranas celulares, sistemas de endomembranas, organelas e envoltório nuclear. Composição química das membranas • Componente lipídico (bicamada de lipídios) – Principalmente Fosfolipídeos • Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada) – Proteínas Periféricas – Proteínas Integrais • Componente glicídico (carboidratos) – Porção de carboidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix Composição química das membranas • Componente lipídico (bicamada de lipídios) – Principalmente Fosfolipídeos (que são lipídios ligados ao fosfato) Os lipídios são moléculas que apresentam uma região denominada cabeça e outra região denominada cauda. A cabeça do lipídio é polar. A cauda do lipídio é apolar. Estruturas polares têm afinidade por estruturas também polares. Estruturas apolares têm afinidade por estruturas também apolares. Lipídios Cabeça: POLAR Cauda: APOLAR Lipídeos Cabeça Hidrofílica = tem afinidade com a água Cauda Hidrofóbica = não tem afinidade com a água Já que a molécula de lipídio tem uma porção polar e outra apolar, imagine o dilema de uma molécula de lipídio colocada em água... A cabeça da molécula vai querer ficar em contato com a água... ... enquanto a cauda vai querer se esconder da água. Observe na imagem a seguir como os lipídios podem se agrupar quando são colocados em meio aquoso. Disposição dos lipídios em meio aquoso Disposição dos lipídios em meio aquoso UMA MICELA E UMA PORÇÃO DE BICAMADA DE LIPÍDIOS UM LIPOSSOMO Veja então que a disposição dos lipídios em uma bicamada, apresentada pelo Modelo do Mosaico Fluido, faz sentido ... Bicamada de Lipídios Lembre-se que há água dentro e fora da célula. Observe as caudas dos lipídios se escondendo da água, dentro da bicamada, e as cabeças, em contato com a água, voltadas para os meios intra e extra celular. Modelo do Mosaico Fluido Fluidez da membrana Composição química das membranas • Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada) – Proteínas Periféricas ou Extrínsecas • Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídios, podendo ser facilmente extraídas das membranas – Proteínas Integrais, Intrínsecas, ou Transmembrana • Interagem 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 Composição química das membranas Região Hdrofílica da proteína Bicamada de fosfolipídios Região hidrofóbica da proteína Modelo do mosaico fluido – Os resíduos hidrofóbicos das proteínas estão no mesmo nível das cadeias hidrofóbicas dos lipídios, e – Os resíduos hidrofílicos das proteínas ficam na altura das cabeças polares dos lipídios, em contato com o meio extracelular ou com o citoplasma. • As proteínas da membrana possuem resíduos hidrofílicos e hidrofóbicos, e ficam mergulhadas na camada lipídica, de tal modo que: Composição química das membranas • Algumas proteínas integrais atravessam inteiramente a bicamada lipídica, fazendo saliência em ambas as superfícies da membrana, sendo denominadas proteínas transmembrana. • As proteínas transmembrana podem atravessar a membrana uma única vez, ou então apresentar a molécula muito longa e dobrada, atravessando a membrana várias vezes, recebendo então o nome de proteínas transmembrana de passagem múltipla. Proteínas na Membrana Funções das Proteínas na Membrana Nas membranas as proteínas podem realizar diversas funções, como: • transportadores de substâncias que não conseguiriam 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 Composição Química das Membranas • Componente glicídico (carboidratos) –Porção de carboidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix Nas membranas existem glicoproteínas e glicolipídios. Estes são formados respectivamente por proteínas e lipídeos ligados a uma molécula de carboidrato. As glicoproteínas e glicolipídeos estão distribuídos nas membranas conforme pode ser observado na imagem a seguir. Glicídeos Glicídeos } glicocálice Observe que a parte carboidrato dessas moléculas fica sempre voltada para o meio extracelular, constituindo uma verdadeira camada de carboidratos denominada GLICOCÁLICE (GLICOCÁLIX). Glicocálice em microvilosidades de células de intestino de rato Importância do Glicocálice • Proteção química e mecânica das superfícies celulares • Reconhecimento e adesão celular • Topo Inibição • Especificidade celular • Função enzimática • Especificidade dos grupos sanguíneos do sistema ABO Especializações da membrana ▪ Em algumas células, a membrana plasmática apresenta modificações ligadas a uma especialização de função. Estas especializações podem se concentrar em porções (BORDA) diferentes da membrana. ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA APICAL Microvilosidades : expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção das células. São encontradas nas células que revestem o intestino, nas tubas de falópio e nas células dos túbulos renais. Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA APICAL Cílios: movimentam materiais na superfície celular e possibilitam pequenos deslocamentos; Flagelos: favorecem o deslocamento da célula. Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA BASAL Hemidesmossomos: de uma ligam a membrana célula à lâmina basal por meio de filamentos de plasmática adjacente, queratina. Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA LATERAL Desmossomos: Similar aos hemidesmossomos. Regiões de espessamento entre membranas que atuam como presilhas, aumentando a aderência entre células vizinhas. Comuns nos tecidos de revestimento (células epiteliais) Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA LATERAL Zona de Oclusão (ZO): promove a vedação, obrigando o trânsito intracelular e impedindo a volta de substâncias por entre as células (efeito selador). Junção de aderência ou Zona de Aderência (ZA): causa aderência sem que haja contato entre as membranas plasmáticas. Tem função adesiva. Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA LATERAL Interdigitações: Conjuntos de saliências e reentrâncias das membranas de células vizinhas, que se encaixam e facilitam as trocas de substâncias entre elas. São observadas nas células dos túbulos renais. Especializações da membrana ▪ ESPECIALIZAÇÕES NA BORDA LATERAL Junções GAP ou Comunicantes: Canais que fazem com que as células entrem em contato umas com as outras, para que funcionem de modo coordenado e harmônico. ( Ex: neurônio e células do fígado) Especializações da membrana Resuminho básico das especializações A MEMBRANA PLASMÁTICA ESTRUTURA O modelo do mosaico fluido afirma que moléculas protéicas estão em dupla camada lipídica, mas com livre movimentação. FUNÇÃO Permeabilidade seletiva e reconhecimento celular. ESPECIALIZAÇÕES Microvilosidades Ocorrem no epitélio intestinal e servem para aumentar a superfície de absorção. Invaginações de base Promovem o transporte de água nos canalículos renais. Desmossomos e interdigitações Servem para promover a adesão entre as células epiteliais. R E S U M O MEMBRANA PLASMÁTICA Questão 1: (Mundo Educação) As células são formadas tanto por substâncias orgânicas como inorgânicas. A membrana plasmática, por exemplo, é constituída principalmente por fosfolipídios e proteínas, sendo chamada de membrana lipoproteica.A constituição da membrana permite que ela selecione o que entra e o que sai da célula, uma característica denominada: a) permeabilidade absoluta. b) permeabilidade seletiva. c) impermeabilidade. d) permeabilidade de fluxo. e) hiperpermeabilidade. Atividade Autônoma Aura Questão 2: (Brasil Escola) Em 1972, foi proposto, por Singer e Nicolson, um modelo para explicar a estrutura da membrana plasmática. Esse modelo ficou conhecido por: a) Modelo da bicamada lipídica. b) Modelo do mosaico fluido. c) Modelo do mosaico lipídico. d) Modelo de Singer & Nicolson. e) Modelo da membrana de Singer. • FAÇA UM DESENHO DA MEMBRANA PLASMÁTICA ILUSTRANDO AS PARTES FUNDAMENTAIS DA MEMBRANDA E DESCREVENDO SUA FUNÇÃO. • FAÇA NO CADERNO. Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4: Todas as células procarióticas apresentam a mesma estrutura básica: Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8: Flagelos: Slide 9: Tipos de Flagelos: Slide 10 Slide 11 Slide 12: Cápsula: Slide 13: Parede celular: Slide 14: Parede celular: Slide 15: A membrana plásmática (citoplasmática): Slide 16: Citoplasma: Slide 17: Nucleoide: Slide 18 Slide 19: Ribossomos: Slide 20: Inclusões: Slide 21: Membranas e Ultraestruturas Celulares Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30: COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40: Fluidez da membrana Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50 Slide 51 Slide 52: Especializações da membrana Slide 53: Especializações da membrana Slide 54: Especializações da membrana Slide 55: Especializações da membrana Slide 56: Especializações da membrana Slide 57: Especializações da membrana Slide 58: Especializações da membrana Slide 59: Resuminho básico das especializações Slide 60 Slide 61 Slide 62 Slide 63