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Membrana Celular As membranas celulares protegem e organizam as células. Todas as células têm uma membrana plasmática externa que regula não apenas o que entra na célula, mas também a quantidade de entrada de qualquer substância. Ao contrário dos procariotos, as células eucarióticas também possuem membranas internas que envolvem suas organelas e controlam a troca de componentes celulares essenciais. Ambos os tipos de membranas possuem uma estrutura especializada que facilita sua função de gatekeeping. Figura 1: Esquema de uma membrana plasmática Com poucas exceções, as membranas celulares - incluindo as membranas plasmáticas e as internas - são feitas de glicerofosfolipídios , moléculas compostas de glicerol, um grupo fosfato e duas cadeias de ácidos graxos. O glicerol é uma molécula de três carbonos que funciona como a espinha dorsal desses lipídios de membrana. Dentro de um glicerofosfolipídeo individual, os ácidos graxos estão ligados ao primeiro e ao segundo carbonos, e o grupo fosfato está ligado ao terceiro carbono da estrutura do glicerol. Grupos de cabeça variável são anexados ao fosfato. Modelos de preenchimento de espaço dessas moléculas revelam sua forma cilíndrica, uma geometria que permite que os glicerofosfolipídeos se alinhem lado a lado para formar folhas largas. Os glicerofosfolipídios são, de longe, os lipídios mais abundantes nas membranas celulares. Como todos os lipídios, eles são insolúveis em água, mas sua geometria única faz com que se agregem em bicamadas sem qualquer entrada de energia. Isso ocorre porque são moléculas de duas faces, com cabeças de fosfato hidrofílicas (que amam a água) e caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicas (com medo de água) de ácidos graxos. Na água, essas moléculas se alinham espontaneamente - com suas cabeças voltadas para fora e suas caudas alinhadas no interior da bicamada. Assim, as cabeças hidrofílicas dos glicerofosfolipídeos na membrana plasmática de uma célula estão voltadas para o citoplasma à base de água e para o exterior da célula. Ao todo, os lipídios representam cerca de metade da massa das membranas celulares. As moléculas de colesterol, embora menos abundantes do que os glicerofosfolipídios, respondem por cerca de 20% dos lipídios nas membranas plasmáticas das células animais. No entanto, o colesterol não está presente nas membranas bacterianas ou mitocondriais. Além disso, o colesterol ajuda a regular a rigidez das membranas, enquanto outros lipídios menos proeminentes desempenham papéis na sinalização celular e no reconhecimento celular. Além de lipídios, as membranas são carregadas com proteínas. Na verdade, as proteínas respondem por cerca de metade da massa da maioria das membranas celulares. Muitas dessas proteínas estão embutidas na membrana e se projetam em ambos os lados; estes são chamados de proteínas transmembrana. As porções dessas proteínas que estão aninhadas entre as caudas de hidrocarbonetos têm características de superfície hidrofóbicas e as partes que se destacam são hidrofílicas. Em temperaturas fisiológicas, as membranas celulares são fluidas; em temperaturas mais baixas, eles se tornam gelatinosos. Os cientistas que modelam a estrutura e dinâmica da membrana descrevem a membrana como um mosaico fluido no qual as proteínas transmembrana podem mover-se lateralmente na bicamada lipídica. Portanto, a coleção de lipídios e proteínas que compõem uma membrana celular depende de propriedades biofísicas naturais para se formar e funcionar. Em células vivas, entretanto, muitas proteínas não são livres para se mover. Eles são frequentemente ancorados no local dentro da membrana por amarras a proteínas fora da célula, elementos do citoesqueleto dentro da célula ou ambos. As membranas celulares servem como barreiras e guardiãs. Eles são semipermeáveis, o que significa que algumas moléculas podem se difundir através da bicamada lipídica, mas outras não. Pequenas moléculas hidrofóbicas e gases como oxigênio e dióxido de carbono atravessam as membranas rapidamente. Pequenas moléculas polares, como água e etanol, também podem passar pelas membranas, mas o fazem mais lentamente. Por outro lado, as membranas celulares restringem a difusão de moléculas altamente carregadas, como íons, e moléculas grandes, como açúcares e aminoácidos. A passagem dessas moléculas depende de proteínas de transporte específicas embutidas na membrana. As proteínas de transporte de membrana são específicas e seletivas para as moléculas que movem e costumam usar energia para catalisar a passagem. Além disso, essas proteínas transportam alguns nutrientes contra o gradiente de concentração, o que requer energia adicional. A capacidade de manter gradientes de concentração e, às vezes, mover materiais contra eles é vital para a saúde e manutenção das células. Graças às barreiras de membrana e às proteínas de transporte, a célula pode acumular nutrientes em concentrações maiores do que as existentes no meio ambiente e, inversamente, descartar produtos residuais. Outras proteínas transmembrana têm funções relacionadas à comunicação. Essas proteínas ligam sinais, como hormônios ou mediadores imunológicos, às suas porções extracelulares. A ligação causa uma mudança conformacional na proteína que transmite um sinal para as moléculas mensageiras intracelulares. Como as proteínas de transporte, as proteínas receptoras são específicas e seletivas para as moléculas às quais se ligam. As proteínas da membrana periférica estão associadas à membrana, mas não são inseridas na bicamada. Em vez disso, geralmente estão ligados a outras proteínas da membrana. Algumas proteínas periféricas formam uma rede filamentosa logo abaixo da membrana que fornece locais de fixação para proteínas transmembrana. Outras proteínas periféricas são secretadas pela célula e formam uma matriz extracelular que funciona no reconhecimento celular. Em contraste com os procariotos, as células eucarióticas têm não apenas uma membrana plasmática que envolve a célula inteira, mas também membranas intracelulares que circundam várias organelas. Nessas células, a membrana plasmática faz parte de um extenso sistema de endomembrana que inclui o retículo endoplasmático (RE), a membrana nuclear, o aparelho de Golgi e os lisossomas. Os componentes da membrana são trocados por todo o sistema de endomembrana de maneira organizada. Por exemplo, as membranas do RE e do aparelho de Golgi têm composições diferentes, e as proteínas encontradas nessas membranas contêm sinais de classificação, que são como códigos postais moleculares que especificam seu destino final. Mitocôndrias e cloroplastos também são circundados por membranas, mas têm estruturas de membrana incomuns - especificamente, cada uma dessas organelas tem duas membranas circundantes em vez de apenas uma. A membrana externa da mitocôndria e dos cloroplastos possui poros que permitem que pequenas moléculas passem facilmente. A membrana interna é carregada com as proteínas que compõem a cadeia de transporte de elétrons e ajudam a gerar energia para a célula. Os invólucros de membrana dupla das mitocôndrias e cloroplastos são semelhantes a certos procariontes modernos e acredita-se que reflitam as origens evolutivas dessas organelas. Referência Bibliográfica: https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/membrana-plasmatica.htm acesso em 10 de setembro de 2020. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/membrana-plasmatica.htm
