AULA 3 - estrutura da membrana celular

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ULTRA ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
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Características da Membrana Plasmática
 Tam.: 6 a 9 nm de espessura.
 São flexíveis e fluidas. 
 É formada de lipídios, glicídios e protídios (que podem ser esféricos ou integrais).
 São permeáveis à água e impermeáveis a íons (Na, K, H,...) e à moléculas polares não carregadas (glicídios).  
 São permeáveis à substâncias lipossolúveis.  
 Os poros ou canais das membranas são "falhas" na membrana constituídas por proteínas ou por moléculas lipídicas.
 Permitem a passagem de moléculas pequenas cujo diâmetro seja inferior ao diâmetro do poro. Os poros têm diâmetro variável apresentando um valor médio de 0,8 nm. Esses canais podem ter carga positiva, negativa ou serem destituídos de cargas. Os canais com carga positiva facilitam a passagem de moléculas negativas e vice-versa.
http://www.geocities.com/Athens/Academy/2966/disciplinas/biofisica/membrana.htm 
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Modelos de Estrutura da Membrana Plasmática
 Davison-Danielli: dupla camada lipídica com extremidades hidrofóbicas voltadas para dentro e extremidades hidrofílicas voltadas para proteínas globulares. 
 Unitária de Robertson: idêntico ao anterior, com diferença que as proteínas estariam estendidas sobre a membrana e que haviam proteínas que ocupavam espaços vazios entre lipídios. 
 Mosaico Fluído (Singer e Nicholson): dupla camada lipídica com extremidades hidrofóbicas voltadas para o interior e as hidrofílicas voltadas para o exterior. Participam da composição proteínas (integrais ou esféricas) e glicídios ligados às proteínas (glicoproteínas) ou lipídios (glicolipídios). 
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Constituição da membrana
        Formada por uma dupla camada de fosfolipídios (fosfato associado a lipídios), bem como por proteínas espaçadas e que podem atravessar de um lado a outro da membrana. 
 Algumas proteínas estão associadas a glicídios, formando as glicoproteínas (associação de proteína com glicídios - açucares- protege a célula sobre possíveis agressões, retém enzimas, constituindo o glicocálix), que controlam a entrada e a saída de substâncias
        A membrana apresenta duas regiões distintas:
 Uma polar (carregada eletricamente) e,
 uma apolar (não apresenta nenhuma carga elétrica). 
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Funções da membrana
 Dá individualidade a cada célula, definindo os meios intra 
 e extra celular.  
 Contém e delimita o espaço da célula;
 Forma ambientes únicos e especializados, cuja 
 composição e concentração molecular são conseqüência de 
 sua permeabilidade seletiva e dos diversos meios de 
 comunicação com o meio extracelular. 
 Mantém condições adequadas para que ocorram as 
 reações metabólicas necessárias. 
 Seleciona o que entra e sai da célula,  
 Ajuda a manter o formato celular, 
 Ajuda a locomoção de substâncias através da membrana; 
 Participa nas interações célula-célula e célula-matriz 
 extracelular;
 É, por exemplo, através de componentes da membrana 
 que células semelhantes podem se reconhecer para, 
 agrupando-se, formar tecidos. 
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If you mix phospholipids in water they will form these double layered structures. The hydrophillic ends will be in contact with water. The hydrophibic ends will face inwards touching each other. 
LIPÍDIOS
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This is a simple representation of a phospholipid. the yellow structure represents the hydrophillic or water loving section of the phospholipid. The blue tails that come off of the sphere represent the hydrophobic or water fearing end of the Phospholipid. 
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Steriods are sometimes a component of cell membranes in the form of cholesterol. When it is present it reduces the fluidity of the membrane. Not all membranes contain cholesterol. 
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Para explicar e compreender como a membrana funciona completamente precisamos colocar nesta estrutura 
componentes capazes de permitir o transporte de moléculas polares bem como o de informação: 
 - AS PROTEÍNAS.
 As proteínas podem agir como canais iônicos ou transportadores, facilitando a passagem de componentes polares de dentro da célula para fora e vice-versa.
 
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Here we see a cross section of the cell membrane you should notice two different structures: The phospholipids are the round yellow structures with the blue tails, the proteins are the lumpy structures that are scattered around amoung the phospholipids. 
PROTEÍNAS
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Floating around in the cell membrane are different kinds of proteins. These are generally globular proteins. They are not held in any fixed pattern but instead float around in the phospholipid layer. Generally these proteins structurally fall into three catagories... 
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There are carrier proteins that regulate transport and diffusion 
Marker proteins that identify the cell to other cells 
And receptor proteins that allow the cell to recieve instructions 
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As proteínas também são responsáveis pelas interação célula-célula.A figura abaixo mostra alguns exemplos de proteínas integrais que funcionam nas interações Célula-célula.
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Finalizando a composição da membrana, o último principal componente da membrana são os CARBOIDRATOS. 
 Estes estão presentes apenas na superfície externa das 
 membranas plasmáticas de mamíferos. 
 As membranas de células eucarióticas contêm 
 geralmente de 2 a 10% de carboidratos na forma de 
 glicolipídeos e glicoproteínas. 
 Há fortes evidências que estes açúcares atuam como 
 sítios de ligação de diferentes moléculas na superfície 
 externa da membrana.
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GLICOPROTEÍNAS são proteínas que tem um ou mais açúcares ligados covalentemente a estrutura peptídica da mesma, sem repetição de unidades em série, sendo os açúcares grupos prostéticos dessa.
 Alguns exemplos de glicoproteínas são: imunoglobulina, hormônio folículo-estimulante, hormônio luteinizante, gonodotrofina coriônica e protombina, além de diversas glicoproteínas presentes nas secreções mucosas.
Os carboidratos, que são exclusivamente encontrados na monocamada externa de membranas plasmáticas, interagem: 
 ora com proteínas (glicoproteínas), 
 ora com lípides (glicolípides), formando uma estrutura denominada glicocálice. 
 (F)S DO GLICOCÁLICE - Por exemplo, a inibição do crescimento celular por contato depende de glicoproteínas do glicocálice. Se tais proteínas forem perdidas ou modificadas, como acontece em alguns tumores malignos, mesmo o glicocálice ainda existindo, esta função será comprometida. 
 O glicocálice é importante na adesão  e reconhecimento celular, na determinação de grupos sanguíneos, entre outras 
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Esquema: ULTRA ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
GLICOPROTEÍNAS
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 MODELO DO MOSAICO FLUIDO
 Devemos ressaltar que como as forças moleculares entre as moléculas de lipídios são fracas a membrana celular não é uma estrutura rígida, mas sim maleável ou fluída.
 Os lipídios podem se mover tanto no sentido vertical como no horizontal, sendo que o grau de fluidez depende da composição lipídica. Quanto maior a quantidade de ácido graxos saturados (sem dupla ligação) menor a fluidez.
A quantidade de esteróis (ex. colesterol) também afeta a fluidez, sendo que: 
1. Na estrutura rígida aumento a fluidez
2. Acima do ponto de transição (podemos relacionar com o de fusão para moléculas orgânicas) diminui a fluidez.
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Passagem de substância através da Membrana
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A união destas diferentes moléculas através de interações fracas de tal modo que os grupos polares fiquem, e os apolares fujam do contato com a água, forma o modelo mais aceito hoje em dia para a membrana plasmática que é o MODELO DO MOSAICO FLUIDO. Neste modelo as proteínas periféricas e os carboidratos posicionam-se em contato com o meio aquoso externo 
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PROTEÍNAS DE CANAL
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*Concluindo:
A natureza dinâmica e complexa da membrana plasmática lhe possibilita exercer diferentes funções vitais, tais como:
a) receber e transmitir sinais químicos b) transportar moléculas pequenas ou íons c) englobar partículas por fagocitose ou pinocitose d) estabelecer o limite físico celular e) resguardar o conteúdo celular
Ressaltamos que pelo modelo mais aceito (mosaico fluido), a camada externa da membrana celular constitui de uma superfície polar, onde as interações com o meio externo acontecem. 
A presença de canais iônicos e transportadores (ambos proteínas) na superfície da membrana faz surgir um diferença de potencial elétrico em sua superfície, ficando a superfície externa positiva em relação a interna.
Referências
http://www.geocities.com/Athens/Academy/2966/disciplinas/biofisica/membrana.htm 
http://www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO3/aula1/aula1.htm
http://www.caradebiologia.com.br/ensinomedio/aulas/aulas.asp?id=5
http://pt.wikipedia.org/wiki/Glicoprote%C3%ADna
http://www.geocities.com/Athens/Academy/2966/disciplinas/biofisica/membrana.htm