Membrana plasmática AULA 2

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Membrana plasmática: Transdução de sinais e transporte
Prof. Clara Wandenkolck silva aragão
Funções da membrana plasmática
Isolar o citoplasma do ambiente externo;
Identificação de moléculas externas;
Regular a troca de substâncias;
Comunicação com outras células;
Aula passada...
Transporte de substâncias
... como a célula decide o que entra e o que sai?
Concentração intracelular vs extracelular
Princípios do transporte de membrana
Quanto mais apolar e menor a moléculamais fácil é a difisão através da membrana
Ex: O2 E CO2
Quanto mais polar e maior a moléculamais difícill é a difisão através da membrana
Ex: íons (H+, NA+, Cl-), glicose
Permeabilidade da membrana
Pequenas moléculas passam devido ao movimento vibracional das moléculas de fosfolipídeos;
Moléculas carregadas não passam devido a sua atração pela água;
Como entram na célula???
Osmose e pressão osmótica
Principais classes de proteínas de transporte:
CARREADORAS(permeases)
transportam moléculas especificas através da membrana;
Sofre transformações conformacionais ao se ligar a moléculas específicas;
Transporte ativo e passivo de algumas moléculasdiferença de concentraçãoenergia potencial produção de ATP;
DE CANAL:
formam poros, permitindo a passagem de moléculas específicas;
Permitem transporte passivo de íons;
Transporte ocorre mais rapidamente;
Conformações diferentes
TRANSPORTADORAS CANAIS
Aquaporina
Difusão facilitada de água  auxilia o transporte de água sem depender da passagem pela membrana;
Canais iônicos
Permitem a utilização de potenciais eletroquímicos para a realização de funções celulares;
Principais: Na+, K+, Cl-, Ca2+;
Não são apenas poros filtros de seletividade + estado de aberto/fechado.
Canais abrem e fecham dinâmicamente
Assim como em uma represa, a abertura de um canal permite a passagem de muitos íons a favor do gradiente eletroquímico
Tipos de transporte : passivo vs ativo
Funções dos transportadores
Transportador passivo de glicose
Tipos de transportadores
Tipos de transportadores ativos
EX: A bomba de Na+-K+
***30% da energia de uma célula é gasta com essas bombas: manutenção dos gradientes eletroquímicos.
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Essa proteína bombeia ativamente Na+ para fora e K+ para dentro da célula
Que tipo de tranpostadoé esse?
ANTIPORTE
EX: Bombas de cálcio e sinalização celular
O Ca2+ é um importante sinalizador celular (2º mensageiro);
É importante a manutenção em baixas quantidades no interior da célula;
Retículo endoplasmático liso  retículo sarcoplasmático do músculo reservatório;
Durante uma contração muscular, p.e. o cálcio é remanejadoretículo sarcoplasmático do músculo.
Importante na apoptose e na 
liberação de neurotransmissores
Quando o potencial de ação despolariza a membrana da célula, o Cálcio é liberado do RS para o citosol, estimulando a contração muscular.
Gradientes e transportes de nutrientes
Gradientes formados pelas bombas (de Na+-K+ ou H+) podem ser utilizados para transportar outras moléculas (ex: glicose);
Transportadores acoplados:
Um íon com outro; 
Um íon com uma molécula orgânica;
Uma molécula orgânica com outra.
Cotransporte de Na+ e Glicose
No intestino:
Dieta rica em açúcares  absorção até o equilíbrio;
Dieta pobre em açúcares  células perderiam glicose para o intestino;
Potencial eletroquímico vs potencial energético
Gradiente eletroquímico
Diferenças de cargas entre o interior e o exterior da célula POTENCIAL ELÉTRICO (ou POTENCIAL DE MEMBRANA);
Diferença de concentrações de solutos intra e extracelulares POTENCIAL QUÍMICO;
O resultado dos dois potenciais é chamado de POTENCIAL ELETROQUÍMICO;
Potencial de membrana
O fluxo de íons altera o potencial de membrana;
Voltagem inicial (em repouso), aprox. -60 mV;
Na+ diminui a voltagem (e pode chegar e invertê-la);
Tipos de canais controlados por sensores
Manutenção do potencial de membrana
Canais do tipo “leak” (vazamento) de K+;
Canais dependentes de voltagem e compotas
Transmissão do impulso elétrico!
curiosidade
FIBROSE CÍSTICA:  causada por uma mutação no gene que transcreve uma proteína transmembranosa, reguladora de transporte iônico dos sucos digestivos e dos mucos, inclusive o pulmonar. 
Transdução de sinal
... Ou: Como a célula identifica o que está ocorrendo do lado de fora
Viagem pela membrana plasmática
Transdução de sinais
O que é?
Receptores presentes na membrana plasmática;
Proteínas;
4 tipos de receptores:
Canal iônico;
Receptor enzimático (fosforilação, p.e.);
Receptor serpentiante (proteína G, p.e.);
Receptor esteroide  núcleo.
Tipos de transdutores de sinal de membrana
Características dos sistemas de transdução de sinais
Especificidade (a)
Dessensibilização (b)
Amplificação (c)
Integração (d)
(a)
(b)
(c)
(d)
(a+b+c)
Integração de sinais
Transdução de sinal
Tipos de receptores:
RECEPTORES ENZIMÁTICOS
Receptor associado à proteína G
Proteína G: Proteínas que se ligam a nucleotídeos de guanidina (GDP e GTP).
Receptores Acoplados à Proteína G: Implicações para a Fisiologia e Doenças Endócrinas
 
Omar M. Hauache
Laboratório de Endocrinologia 
Molecular, Disciplina de 
Endocrinologia, Departamento de  Medicina, Escola Paulista de 
Medicina/Universidade Federal de  
São Paulo (EPM/UNIFESP), 
São Paulo, SP.
Arq Bras Endocrinol Metab vol.45 no.3 São Paulo June 2001
			A maioria dos hormônios polipeptídicos e mesmo o cálcio extracelular atuam em suas células-alvo através de receptores acoplados à proteína G (GPCRs). Nos últimos anos, tem sido freqüente a identificação e associação causal de mutações em proteínas G e em GPCRs com diversas endocrinopatias, como diabetes insipidus nefrogênico, hipotiroidismo familiar, puberdade precoce familiar no sexo masculino e nódulos tiroidianos hiperfuncionantes. Nesta revisão, abordamos aspectos referentes ao mecanismo de transdução do sinal acoplado à proteína G, e descrevemos como mutações em GPCRs podem levar a algumas doenças endócrinas. Finalmente, comentamos a respeito das implicações diagnósticas e terapêuticas associadas com o maior conhecimento dos GPCRs. 
PKA (Proteína Kinase dependente de cAMP)
Fosforilação
Ativação de várias proteínas alvo!!!
P.s.: Cafeína (café) e teofilina (chá)  Inibem as enzimas responsáveis pela degradação do cAMP  Prolongação dos efeitos excitatórios;
Proteína G também ativa fosfolipase C
Etapas da transdução de sinal
Ativação do Receptor
Enzimas ou GPCRs
1º Mensageiro
Ativação de outras enzimas
Amplificação do sinal
PI3 Quinase, Fosfolipase C, Adenilato ciclase, etc.
Geração do 2º Mensageiro
Tipos de 2º mensageiros
Retroalimentação (feedback)
GPCR e arrestina
Envolvida também na absorção de luz dos bastonetes (associada à transdução do sinal da Rodpsina).
cAMP é degradado em AMP por enzimas ativadas durante a transdução de sinal  Interrupção da propagação de sinal
Arrestina previne a proteína G se ativar novamente
	Experimento: Camundongos deficientes em arrestina não são capazes de dessensibiliar a GPCR a morfina ( p.e.)resistencia à morfina
A sensibilidade das células a estímulos externos pode ser regulada
Envolve fosforilação e uquitinação das proteínas receptoras.
EX: INSULINA