Estrutura e Transporte de Membranas

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📚 Estrutura e Transporte de 
Membranas
Data
Descrição Estrutura e função da membrana, transporte ativo e passivo.
Disciplina BIOFÍS
Status Feito
Estrutura
Bicamada Lipídica
Mosaico Fluido: o modelo de mosaico fluido considera o contínuo movimento 
aleatório dos lipídios fluidos da membrana, deslocando-se lateralmente, e o 
mosaico de diferentes proteínas que a compõe, ambos atuando na 
permeabilidade seletiva da membrana, barrando certos componentes e 
permitindo a entrada e saída de outros.
Bicamada Lipídica: a membrana é composta por duas camadas sequenciais 
contendo três tipos de moléculas lipídicas (fosfolipídios, colesterol, 
glicolipídios), mas a sua organização em bicamada é especialmente ditada pela 
propriedade anfipática (polar e apolar) dos fosfolipídios, que permanecem 
com a 'cabeça' hidrofílica voltada para o meio externo e para o citosol da 
célula, e as 'caudas' hidrofóbicas interagindo internamente. 
Colesterol: moléculas levemente anfipáticas (grupo OH que forma 
ligações de hidrogênio e cauda de hidrocarneto apolar) que estão 
entremeadas entre outros lipídios em ambas camadas.
Glicolipídios: os grupos de carboidrato formam uma 'cabeça' polar e suas 
'caudas' de ácido graxo são apolares; permanecem apenas na camada 
externa (assimetria da membrana)
Distribuição das Proteínas
Classificação: as proteínas podem ser classificadas como integrais, se 
estendendo para ou através da bicamada, ligando-se firmemente a ela, ou 
16/02/2021
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periféricas, que estão na superfície exterior ou interior da membrana, ligando-
se à proteínas integrais ou à extremidade polar dos lipídios. 
Transmembranas: proteínas que atravessam toda a membrana lipídica, 
projetando-se para o citosol e para o líquido extracelular. 
Glicoproteínas: proteínas associadas à grupos de carboidratos que se 
projetam para o líquido extracelular. 
Glicocálice: revestimento glicídico formando pelas porções dos glicolipíios 
e das glicoproteínas.
Funções das Proteínas
Proteínas Integrais: as proteínas integrais desempenham diversas funções na 
membrana. 
Canais iônicos, seletivos em sua maioria, ou poros para a passagem de 
íons. 
Carreadoras (transportadoras) movendo íons e substâncias polares entre 
os lados da membrana.
Receptoras que reconhecem e se ligam a um tipo específico de molécula.
Enzimas que catalisam reações químicas interna e externamente.
Ligantes que ancoram proteínas nas membranas de células vizinhas, umas 
às outras ou a filamentos proteicos dentro e fora da célula.
OBS.: Periféricas também atuam como ligantes.
Proteínas Periféricas: podem auxiliar na sustentação da membrana, ancorar 
proteínas integrais, participar do movimento de materiais e organelas nas 
células, modificar o formato celular durante a divisão e em células musculares, 
e ligar células umas às outras.
Glicoproteínas e Glicolipídios: frequentemente atuam como marcadores de 
identidade celular, permitindo que uma célula reconheça outras do mesmo tipo 
durante a formação tecidual ou que reconheça e responda a cálulas estranhas 
potencialmente perigosas. 
Fluidez da Membrana
A fluidez da membrana depende do número de ligações duplas nas caudas de 
ácidos graxos dos lipídios da bicamada e da quantidade de colesterol 
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existente, já que esses compostos formam ligações de hidrogênio com 
fosfolipídios e glicolipídios vizinhos, preenchendo o espaço entre as cadeias 
com dobras, o que torna a bicamada mais forte e fluida. 
As ligações duplas inserem dobras que aumentam a fluidez por impedir que as 
moléculas lipídicas sejam firmemente acondicionadas na membrana, 
permitindo que lipídios e proteínas girem e se movam lateralmente com 
facilidade.
Essa fluidez é essencial para os processos biológicos que envolvem a 
membrana plasmática, como o movimento celular, crescimento, divisão, 
secreção e formação de junções celulares. Além de permitir que a bicamada se 
regenere se for rompida ou perfurada a partir da reorganização dos 
componentes para retomar a estrutura da membrana. 
Permeabilidade
A membrana plasmática possui permeabilidade seletiva, o que significa que 
permite mais facilmente a passagem de certas substâncias do que outras, isso 
se deve à existência de uma região hidrofóbica apolar interna e hidrofília polar 
externa. 
Porção Lipídica: muito permeável a moléculas apolares como os gases e 
esteróides, moderavelmente permeável a moléculas polares pequenas e sem 
carga (água e ureia), e impermeável a íons e moléculas polares grandes sem 
carga (glicose). 
Água e Ureia (polares): acredita-se que essas moléculas consigam 
atravessar a membrana por meio de lacunas que aparecem durante o 
movimento aleatório das caudas de ácidos graxos dos fosfolipídios e dos 
glicolipídios. 
OBS.: Aquaporina é uma proteína (poro) que permite a passagem de água na 
membrana. 
💡 Quanto mais hidrofóbica ou lipossolúvel for uma substância, maior 
será a permeabilidade da membrana a ela. 
Macromoléculas atravassem a membrana apenas por endocitose ou 
exocitose. 
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Proteínas Transmembrana: essas agem como canais e carreadores 
altamente seletivos, aumentando a permeabilidade da membrana a uma 
variedade de íons e moléculsa polares não carregadas. 
Gradientes
Gradiente de Concentração: a permeabilidade seletiva da membrana é 
responsável pela manutenção de um gradiente de concentração, ou seja, a 
diferente concentração de substâncias dentro e fora da célula.
Gradiente Elétrico: a membrana plasmática também mantém a diferença de 
distribuição de íons carregados positiva e negativamente entre os lados da 
membrana, criando um ambiente negativamente carregado internamente e 
uma superfície externa carregada positivamente.
Potencial de Membrana: manutenção do gradiente elétrico por toda a 
membrana. 
Gradiente Eletroquímico: a influência combinada dos gradientes de 
concetração e elétrico capaz de movimentar um íon em particular recebe o 
nome de gradiente eletroquímico. 
Ambos os gradientes ajudam na movimentação de substâncias através da 
membrana a favor do seu gradiente de concentração a fim de alcançar o 
equilíbrio. 
Transporte
As substâncias geralmente se movem através das membranas por intermédio 
de processos de transporte que podem ser passivos, quando a substância se 
move a favor do seu gradiente de concentração ou elétrico utilizando apenas 
sua própria energia cinética (energia de movimento), sem influxo de energia 
da célula, ou ativos, quando a energia celular é utilizada para mover uma 
substância contra o seu gradiente de concentração ou elétrico.
Passivos
Princípio da Difusão: a difusão é um processo 
passivo em que a mistura randômica das 
partículas em solução ocorre devido à energia 
cinética dessas, promovendo a distribuição de 
soluto e solvente a favor do gradiente de 
concentração (da região de maior 
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concentração para a de menor concentração), 
até que o equilíbrio seja encontrado. 
Taxa de Difusão: a rapidez do processo 
depende de:
Tamanho do GC e de GE o gradiente 
eletroquímico determina a taxa de difusão: 
quanto maior a diferença de concentração 
entre os dois lados da mebrana, maior a 
taxa de difusão. 
Temperatura: quanto maior a 
temperatura, maior a taxa de 
difusão. EX.: febre acelera os 
processos de difusão no corpo.
Massa da Substância se 
Difundindo: quanto maior a 
massa da partícula, menor a 
velocidade. 
Área de Superfície: quanto maior 
a área disponível para difusão, 
maior a velocidade. EX.: alvéolos 
pulmonares.
Distância de Difusão: quanto 
maior, mais demorada é a 
difusão. EX.: líquido nos pulmões 
na pneumonia.
Difusão Simples: processo passivo em que as substâncias se movem 
livremente pela bicamada sem o auxílio de proteínas.
Importância: absorção de 
nutrientes e excreção de 
produtos celulares, troca de 
gases entre células (como 
oxigênio e gáscarbônico) e nos 
alvéolos pulmonares. 
Substâncias: hidrofóbicas 
apolares, como gases, ácidos 
graxos, esteroides e vitaminas 
lipossolúveis; polares pequenas 
e não carregadas, como água, 
ureia e álcools pequenos.
Difusão Facilitada: processo passivo em que um soluto muito polar ou 
altamente carregado se move por difusão simples com o auxílio de proteínas 
de membrana integral que atuam como canais ou carreadores específicos. 
Canal: na difusão mediada por canal, um soluto atravessa a membrana, ao 
longo do seu gradiente eletroquímico, por meio de um canal de membrana 
que, em sua maioria canais iônicos, permitem um fluxo mais lento, 
específico para determinado íon, controlado (parte da proteína funciona 
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como portão, abrindo e fechando aleatoriamente ou respondendo a 
regulações químicas ou elétricas dentro e fora da célula) ou livre.
Carreador: na difusão mediada por carreadores (transportadores), um 
soluto move-se a favor do seu gradiente por meio da ligação a uma 
proteína integral que sofre mudança no seu formato e libera o soluto do 
outro lado.
OBS.: A taxa de difusão facilitada 
mediada por carreador é 
determinada pelo tamanho do 
gradiente de concentração. 
OBS.: Esses carreadores apresentam 
uma faixa de saturação na qual a 
taxa de transporte máximo é 
atingida, não ocorrendo, portanto, 
um aumento na taxa de difusão 
quando do acréscimo no gradiente 
de concentração. 
Substâncias que utilizam 
carreadores.
Glicose, frutose, galactose e 
algumas vitaminas.
Ligação do soluto.
Geralmente o soluto se liga mais 
frequentemente no lado da 
membrana em que a 
concentração é maior.
Osmose: tipo de difusão em que ocorre o movimento líquido de um solvente 
através de uma membrana seletivamente permeável, no entanto, a osmose 
ocorre apenas quando a membrana é permeável à água e impermeável a 
determinados solutos. 
Água: move-se da áre com maior concentração de água para a área com 
menor concentração de água.
A água pode difundir-se de duas formas: entre duas moléculas de 
fosfolipídios por difusão simples utilizando suas lacunas, ou através de 
aquaporinas, proteínas integrais transmembrana que agem como canais de 
água. 
Pressão Hidrostática: a pressão exercida pela água quando ela atravessa 
de um lado para o outro.
OBS.: O equilíbrio é alcançado quando a quantidade de moléculas de água se 
movem de dentro para fora pela pressão osmótica é igual à quantidade de 
moléculas movidas de fora para dentro devido à osmose. 
Pressão Osmótica: pressão exercida pela solução com o soluto 
impermeável, proporcional à concentração das partículas desse soluto, que 
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é contrária a pressão que produz o movimento de água durante a osmose. 
OBS.: Geralmente, a pressão osmótica do citosol é igual a do líquido 
intersticial, o que auxilia na manutenção do volume celular relativamente 
constante. No entanto, quando as células são colocadas em soluções com 
pressão diferente daquela do citosol, a água se move para dentro ou para fora 
delas por osmose, alterando seu volume e sua forma. 
Tonicidade: a tonicidade de uma solução é a medida da sua capadidade de 
alterar o volume das células por modificar seu conteúdo de água.
Solução Isotônica: as concentrações iguais de soluto em ambos os lados 
permitem a manutenção do formato e do volume normais da célula.
Solução Hipotônica: a menor concentrações de soluto no exterior do que 
no citosol provoca a entrada de água mais rápida do que a sua saída, 
fazendo com que as células inchem e se rompam (lise celular → água pura 
muito hipotônica).
Solução Hipertônica: a maior concentração de solutos no exterior do que 
no citosol provoca a saída das moléculas de água mais rápida do que a 
entrada, fazendo com que as células encolham (crenação). 
Ativos
Transporte Ativo: processo ativo em que ocorre gasto de energia celular para 
mover um soluto polar ou com carga elétrica contra o seu gradiente de 
concentração. 
Energia: pode ser utilizada energia obtida a partir da hidrólise de ATP, 
fonte do transporte primário, ou a partir da energia armazenada em um 
gradiente de concetração iônica, fonte do transporte secundário. 
Substâncias: são transportados vários íons, como Na+, K, H, Ca2, I e 
Cl-, além de aminoácidos e monossacarídios. 
Transporte Ativo Primário: nesse transporte, a energia derivada da hidrólise 
do ATP altera o formato de uma proteína carreadora ao ligar-se a um grupo 
fosfato, auxiliando no processo de bombeamento de substâncias contra o seu 
gradiente, por isso também recebem o nome de bombas. 
Bomba de Sódio e Potássio: mantém uma baixa concentração de Na+ 3 
no citosol por bombeá-los para o líquido extracelular contra o seu 
gradiente de concentração e alta concentração de K 2 por bombeá-los 
para dentro do citosol, também contra o seu gradiente de concentração; 
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essa concentração diferente é essencial para a manutenção do volume 
celular normal e para a capacidade de certas células gerarem sinais 
elétricos como os potenciais de ação. 
OBS.: Os íons vão contra seus gradientes de concentração, mas a favor dos 
seus gradientes eletroquímicos. 
💡 Veneno Cianeto: substâncias como o cianeto que impedem a 
produção de ATP são letais porque interrompem o transporte ativo 
nas células em todo corpo, já que 40% do ATP de uma célula típica é 
gasta no trasporte ativo primário.
Transporte Ativo Secundário: nesse transporte, a energia armazenada em um 
grandiente de concentração de Na+ ou de H é utilizada para direcionar outras 
substâncias através da membrana contra os seus próprios gradientes de 
concentração, dessa forma, o transporte secundário utiliza indiretamente a 
energia obtida pela hidrólise do ATP. 
Energia Potencial: a energia armazenada (potencial) nos íons sódio 
durante o transporte da bomba de sódio e potássio pode ser convertida 
em energia cinética e ser utilizada para o transporte de outras substâncias.
Como Ocorre: uma 
proteína carreadora 
(simportadora ou 
contratransportadora) 
se liga 
simultaneamente a Na+ 
e a outra substância, 
modificando seu 
formato de modo ue 
ambas atravessem a 
membrana ao mesmo 
tempo.
Simportadora: movem 
as duas substâncias na 
mesma direção.
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Contratransportadora: movem as substâncias em direções opostas (sódio 
entra).
Importância: isso permite que a célula regule a concentração de Ca2 e o 
pH da célula (contratransportador Na+/Ca2, e Na+/H, e ainda permita a 
absorvição de outros solutos como a glicose e os aminoácidos 
(simportadores Na+/Glicose, e Na+/aminoácido). 
OBS.: Nesses casos, o sódio se move a favor do seu gradiente enquanto 
outros solutos se movem contra seus gradientes. Esse transporte de outros 
solutos só pode ocorrer porque as bombas de sódio e potássio mantêm uma 
baixa de concentração de Na+ no citosol. Assim, quando um Na+ é retirado do 
citosol pela bomba, ele armazena energia potencial que é utilizada para 
retornar a favor do seu gradiente para dentro da célula, ligando-se a proteínas 
simportadoras ou contratransportadoras e permitindo que outros solutos 
entrem ou saiam ao mesmo tempo que ele. 
Transporte Vesicular: ocorre através de uma vesícula que é formada na 
membrana e movimenta substâncias para dentro da célula (endocitose) ou 
formanda dentro da célula, fundido-se com a membrana e levando substâncias 
para fora (exocitose).