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Membrana plasmática Prof. Luiz Otávio R. de L. Felgueiras Estruturas das células Núcleo Membrana Plasmática Citoplasma Adaptado de educador.brasilescola.uol.com.br. Procarionte (pro-karyon ) • Ausência de envoltório nuclear; • Presença da parede celular (aminoácidos e polissacarídeos); • Poucas organelas (ribossomos); • Ausência de citoesqueleto; • Principalmente unicelulares e • Flagelos ligados à superfície celular. Adaptado de cientic.com. Eucarionte (eu-karyon ) Animal • Presença de envoltório nuclear; • Diversas organelas; • Presença de citoesqueleto; • Principalmente pluricelulares; • Vacúolos pequenos e numerosos; • Flagelos rodeados pela membrana plasmática e • Presença da mitocôndria. Fonte: www.educador.brasilescola.uol.com.br Características Procariota Eucariota Animal Eucariota Vegetal Tamanho 0,5 – 5 µm Aproximadamente 40 µm Núcleo Ausente Presente Parede Celular Aminoácidos e Polissacarídeos Ausente Celulose Organelas Poucas Várias Mitocôndrias Ausente Presente Cloroplastos Ausente Ausente Presente Flagelos Presente Presente Ausente Vacúolos Ausente Pequenos e numerosos Grande Citoesqueleto Ausente Presente Membrana celular Membrana celular Funções da Membrana plasmática • Individualização da célula com definição dos meios extracelular e intracelular; • Participa das interações célula-célula e célula-matriz extracelular e • Proteção celular. Estruturas formadas por membranas • Núcleo; • Mitocôndrias; • Retículo endoplasmático; • Aparelho de Golgi • Vesículas; • Lisossomos e • Peroxissomos. Componentes químicos da membrana • Lipídios (Bicamada lipídica) – principalmente fosfolipídios; • Carboidratos (glicocálix ou glicocálices) e • Glicolipídios e • Glicoproteínas. • Proteínas. • Proteínas integrais – estarão ligadas a membrana plasmática diretamente ou com o auxílio de uma outro molécula como um açúcar ou lipídio. • Proteínas periféricas – estarão ligadas a membrana plasmática com o auxílio de uma outra proteína. Componentes químicos da membrana Integrais Periféricas Integrais Periféricas Glicocálice • Formado por glicídios, lipídeos e proteínas entrelaçadas localizadas na porção externa da membrana plasmática de animais e alguns protozoários; • Proteção contra agressões físicas e químicas do meio; • Retenção de nutrientes e enzimas e • Reconhecimento do ambiente e outros células. Características da membrana plasmática • Permeabilidade seletiva: Denominados por mecanismos de transporte através da membrana; • Formada através de ligações não-covalentes, como ligações de hidrogênio; • Fluidez; • Mosaico fluído e • Mosaico - art.plást arq imagem ou padrão visual criado pela incrustação de pequenas peças coloridas sobre uma superfície (...) • Assimetria entre as camadas lipídicas. Fluidez da membrana plasmática • Ocorre devido as diferenças presentes nos fosfolipídios; • Flip-flop (alternar); • Enzimas (transmembranas) translocadoras de fosfolipídios e • Colesterol. Transporte de membrana Gradiente de concentração Diferença entre o meio de menor concentração e o meio de maior concentração. No caso, essa comparação acaba sendo feita entre o citoplasma e o meio extracelular Tipos de Transporte Difusão simples • Ocorre a favor do gradiente de concentração; • Sem gastos de energia e • Gases e moléculas lipossolúveis. Transporte passivo • Nunca estão acoplados a uma fonte energética. • A favor do gradiente de concentração ou eletroquímico. • Exemplo: Canais Iônicos • Íons inorgânicos; • Poros estreitos e seletivos; • Transporte rápido e • Podem ser hipersensibilizadas e dessensibilizados. Grupos polares Controle dos canais iônicos Obs.: Geralmente os canais iônicos controlados mecanicamente apresentam extensões citoplasmáticas associadas ao citoesqueleto. Transporte passivo – proteínas transportadoras Proteínas transportadoras Proteínas de canal •Interagem fracamente com o soluto específico a ser transportado, •Mais rápido que nas proteínas transportadoras; •Transporte passivo •Se ligam ao soluto específico a ser transportado, •Sofrem alterações conformacionais para o transporte, •Transporte passivo e ativo Transporte Ativo • É necessário uma fonte energética. • Ocorrem contra o gradiente de concentração ou eletroquímico. • Bombas acionadas por ATP – Associam o transporte contra o gradiente à hidrólise do ATP; • Transportes acoplados – Associam o transporte de um soluto contra o gradiente, ao transporte de um soluto a favor do gradiente; • O Na+ é capaz de gerar grande força motriz para a passagem de outros solutos. • Bombas acionadas por luz – Associam o transporte de um soluto contra o gradiente a um aporte de energia da luz (São encontradas principalmente em bactérias e arquebactérias) Transporte Ativo – Transporte acoplado • Transporte Ativo Primário – Ocorre com gasto de energia e contra o gradiente de concentração e • Transporte Ativo Secundário – Ocorre quando um soluto é carreado contra seu gradiente às custas de um carreador que transporta, simultaneamente, um soluto a favor do seu gradiente. Transporte Ativo – Transporte acoplado • Acoplado simporte (cotransportadores)- Transferência simultânea de um segundo soluto na mesma direção e • Acoplado antiporte (permutadores) Transferência simultânea de um segundo soluto em sentido oposto. Obs.: Uniporte – Transportam apenas um soluto de um lado para o outro. Bomba de Na+K+ • Auxilia na manutenção do potencial elétrico de membrana. • Auxilia também no equilíbrio da osmolaridade da célula. Osmolaridade • Referente ao número de mols de uma molécula em uma solução. Quanto maior a concentração de moléculas maior a pressão osmótica. • Osmose: • Movimento de moléculas de solvente através de uma membrana com permeabilidade seletiva, seguindo de uma área de grande concentração para baixa concentração. • Homeostase – equilíbrio osmótico; equilíbrio dinâmico entre as pressões osmóticas (pressão necessária para que um solvente não atravesse uma membrana). Pressão osmótica do sangue é de 7,7 atm. Métodos para regulação osmótica Eucariótica Animal Eucariótica Vegetal Procariótica Junções Celulares Tipos de junções celulares • Junções de ancoramento: - Incluem as adesões célula-célula e as adesões matriz-célula, transmitem o estresse e estão relacionadas com os filamentos de citoesqueleto; • Junções ocludentes – Selam os espações entre as células do epitélio, tornando-o uma barreira impermeável; • Junções comunicantes – Criam passagens ligando citoplasmas de células adjacentes e • Junções sinalizadoras – permitem que os sinais sejam transmitidos entre as células através da membrana plasmática nos locais de contato célula-célula. Junções de Ancoramento – Proteínas de adesão transmembranas Proteínas de adesão transmembranas • Superfamília das caderinas: Relacionadas às ligações célula-célula. • Superfamília das integrinas: Relacionadas às ligações célula-matriz. Caderinas • Presentes nos animais multinucleados; • São dependentes de íons Ca2+; • Principais moléculas de adesão nos tecidos embrionários; • Mais de 180 membros em humanos; • Formam ligações homofílicas (reconhecimento das células); • Podem estar relacionados a alguns tiposde câncer e • Cateninas – ligação com a actinas ou • Filamentos intermediários. Caderinas (ligações homofílicas) Catenina • Liga as caderinas às proteínas de citoesqueleto (actina). Desmossomos Selectinas • Proteínas de superfície celular ligadoras de carboidrato; • Seu domínio lectina se liga a um oligossacarídeo de outra célula; • Necessitam de Ca2+; • Atuam em interações transientes célula-célula na circulação sanguínea e • Atuam principalmente na resposta inflamatória e no tráfego de leucócitos. Junções Ocludentes (ou compactas) • Veda o espaço entre as células impedindo asmoléculas de se difundirem aleatoriamente e impede a difusão das proteínas de membrana entre os domínios apicais e basolaterais da membrana plasmática. • Junções septadas (Invertebrados). Junções Ocludentes (ou compactas) Proteínas Envolvidas • Claudina e • Formam poros paracelulares. • Ocludina. • Tricelulina. Complexo Juncional • Complexo formado pelas junção aderente e junção compacta; • Uma junção depende da outra para a sua formação e • As proteínas tight junction (intracelulares) regulam o posicionamento e organização das junções compactas. Junções Comunicantes • Ligam o citoplasma de uma célula com o citoplasma de outra célula; • Junções tipo fenda (Animais); • Plasmodesma (Vegetais). • Permitem a troca de pequenas moléculas entre as células; • Os plasmodesmata podem permitir macromoléculas. • São formados por conexinas e inexinas; • Similares na forma e na função, mas não na sequência e • As células são capazes de regular a permeabilidade da junção tipo fenda. Tratado previamente com dopamina. Formação do conéxon • As conexinas se unem formando um conéxon (ou hemicanal); • Os conéxons podem ser homoméricos ou heteroméricos. • Os conéxons são estruturas dinâmicas. Conéxon Integrinas Integrinas • Existem pelo menos 24 tipos no homem; • Formada por duas subunidades:α e β; • Talina e • Também seguem o princípio do Velcro – adesão focal. Ligação Alostérica • Alteração conformacional; • Alterações em uma extremidade irá causar alterações na outra extremidade; • Alteração de fora para dentro e • Alteração de dentro para fora Alteração de dentro para fora Dependência de ancoramento • Muitas células só crescem ou proliferam quando ligadas à matriz celular; • Sobrevivência celular – Células epiteliais, endoteliais e musculares; • Garante o “timing” correto para a sobrevivência e proliferação das células de acordo com a matriz celular; Cinase de Adesão Focal (FAK) • São recrutadas por proteínas de ancoramento como a talina, após a reunião das integrinas nos locais de contato célula-matriz e célula-célula. Lâmina Basal Lâmina basal • Formada por componentes liberados pelas células e também por proteínas da matriz extracelular; • Glicoproteínas: laminina, colágeno tipo IV e nidogênio e • Proteoglicano: perlecana. • Camada fina (40 a 120 nm) e flexível e • Presente nos animais multicelulares. Lâmina basal • Formada por componentes liberados pelas células e também por proteínas da matriz extracelular; • Glicoproteínas: laminina, colágeno tipo IV e nidogênio e • Proteoglicano: perlecana. • Camada fina (40 a 120 nm) e flexível e • Presente nos animais multicelulares. (Tecido conectivo subjacente - estroma) Funções da lâmina basal • Determinar a polaridade celular, • Influenciar o metabolismo celular, • Organizar as proteínas na membrana plasmática, • Promover a sobrevivência, a proliferação ou a diferenciação celular, • Auxiliar a migração celular e • Exercer papel mecânico (Ex. Mantém a epiderme associada à derme). Referências Bibliográficas Alberts B et al. - Biologia molecular da célula; tradução Ana Letícia Vanz et ai. - 5. ed. - Porto Alegre : Artmed, 2010. Tortora, Gerard J. Microbiologia [recurso eletrônico] / Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case ; tradução: Aristóbolo Mendes da Silva ... [et al.] ; revisão técnica: Flávio Guimarães da Fonseca. – 10. ed. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : Artmed, 2012. Slide 1: Membrana plasmática Slide 2: Estruturas das células Slide 3: Procarionte (pro-karyon ) Slide 4: Eucarionte (eu-karyon ) Animal Slide 5 Slide 6: Membrana celular Slide 7: Membrana celular Slide 8 Slide 9: Funções da Membrana plasmática Slide 10: Estruturas formadas por membranas Slide 11: Componentes químicos da membrana Slide 12: Componentes químicos da membrana Slide 13: Glicocálice Slide 14 Slide 15: Características da membrana plasmática Slide 16: Fluidez da membrana plasmática Slide 17: Transporte de membrana Slide 18 Slide 19: Gradiente de concentração Slide 20: Tipos de Transporte Slide 21: Difusão simples Slide 22: Transporte passivo Slide 23: Controle dos canais iônicos Slide 24: Transporte passivo – proteínas transportadoras Slide 25 Slide 26 Slide 27: Transporte Ativo Slide 28: Transporte Ativo – Transporte acoplado Slide 29: Transporte Ativo – Transporte acoplado Slide 30: Bomba de Na+K+ Slide 31: Osmolaridade Slide 32 Slide 33 Slide 34: Métodos para regulação osmótica Slide 35: Junções Celulares Slide 36: Tipos de junções celulares Slide 37 Slide 38 Slide 39: Junções de Ancoramento – Proteínas de adesão transmembranas Slide 40: Proteínas de adesão transmembranas Slide 41: Caderinas Slide 42: Caderinas (ligações homofílicas) Slide 43: Catenina Slide 44: Desmossomos Slide 45: Selectinas Slide 46: Junções Ocludentes (ou compactas) Slide 47: Junções Ocludentes (ou compactas) Slide 48: Proteínas Envolvidas Slide 49: Complexo Juncional Slide 50: Junções Comunicantes Slide 51 Slide 52: Formação do conéxon Slide 53: Conéxon Slide 54: Integrinas Slide 55: Integrinas Slide 56: Ligação Alostérica Slide 57: Alteração de dentro para fora Slide 58: Dependência de ancoramento Slide 59: Cinase de Adesão Focal (FAK) Slide 60: Lâmina Basal Slide 61: Lâmina basal Slide 62: Lâmina basal Slide 63: Funções da lâmina basal Slide 64: Referências Bibliográficas