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29/03/2014 1 MEMBRANA PLASMÁTICA: ESTRUTURA E FUNÇÃO 1. Membrana plasmática - Funções 2. Estrutura e organização dos constituintes químicos da membrana 3. Glicocálice 4. Especializações da membrana CONTEÚDO Por quê é importante estudar membrana celular? Célula = unidade básica da vida. A membrana protege a célula. Para que um fármaco, por exemplo, entre no organismo, ele vai ser recebido primeiro na membrana, através de proteínas que existem na membrana Nutrientes que entram na célula Membranas funcionam como BARREIRA SELETIVA Membrana externa – delimita a célula – estabelece fronteira entre o MIC e o MEC Membranas internas - encapsulam organelas Função da membrana: evita que moléculas de um compartimento se misturem com moléculas de outro compartimento Outras funções da membrana... Célula recebe informação do meio extracelular através de proteínas específicas de membrana = RECEPÇÃO E TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÕES PERMEABILIDADE SELETIVA – seleciona substâncias que penetram na célula e elimina substâncias indesejáveis. Flexibilidade e capacidade de expansão – crescimento e movimento Outras funções da membrana... � Delimita o ambiente celular � Manutenção da coesão entre células de determinados tecidos – ADESÃO CELULAR; � Síntese de ATP (membranas das mitocôndrias) 29/03/2014 2 Células eucarióticas têm membranas internas Constituídas com os mesmos princípios que a membrana plasmática Mantêm as diferenças características entre o conteúdo de cada organela e o citosol. As membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na qual estão inseridas diversas proteínas. Por isso dizemos que a membrana é LIPOPROTÉICA Modelo Mosaico Fluido LIPO: diz respeito aos lipídeos presentes nas membranas PROTÉICA: diz respeito às proteínas presentes nas membranas Modelo Mosaico Fluido São os principais responsáveis pela estrutura das membranas São os principais responsáveis pelas funções das membranas LIPOPROTÉICA LIPÍDEOS, PROTEÍNAS E CARBOIDRATOS LIGADOS AOS LIPÍDEOS E PROTEÍNAS Composição Química A proporção de cada componente varia conforme o tipo de membrana e de célula. Proteínas Integrais Periféricas Lipídeos Fosfolipídeo Glicolipídeos Colesterol Lipídeo/Proteína Proporção variável Composição Química Glicoproteínas Fosfoglicerídeos Esfingolípidos Lipídeos de membrana ���� Hidrofílica (cabeça) ���� Hidrofóbica (caudas)) Moléculas Anfipáticas1) FOSFOLIPÍDEOS R � Glicerol está ligado: • duas cadeias de ácidos graxos (hidrofóbicas) • a um grupo fosfato (hidrofílico) – que está ligado a um composto hidrofílico pequeno (radical) que pode variar. FOSFOGLICERÍDEOS 29/03/2014 3 De acordo com o radical ligado ao fosfato pode ser: Fosfatidilcolina Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfatidilinositol • Colina • Etanolamina • Serina • Inositol FOSFOLIPÍDEO As membranas são formadas por 5 tipos principais de fosfolipídios: 4 tipos - FOSFOGLICERÍDEOS A esfingomielina é o único fosfolipídeo (esfingolipídeo) não-glicerol das membranas das células (Esfingolipídeo) Esfingosina Lipídeos de membrana ���� Hidrofílica (cabeça) ���� Hidrofóbica (caudas)) Moléculas Anfipáticas2) GLICOLIPÍDEOS � Glicerol está ligado: • duas cadeias de ácidos graxos (hidrofóbicas) • a um carboidrato/glicídio – grande variedade de cadeias glicídicas, com diferentes tamanhos. Ác id o gr ax o Carboidrato Glicerol Esfingosina Os glicolipídios não contêm grupo fosfato! ����Lipídios que contém açúcar ����Presentes na metade não- citoplasmática da membrana ����Papel na proteção e nas interações celulares 2) GLICOLIPÍDEOS 29/03/2014 4 Lipídeos de membrana Moléculas Anfipáticas3) COLESTEROL • Esteroide - Não apresenta ácidos graxos na sua estrutura; • Quatro anéis hidrocarbonados ao invés de cadeias lineares hidrocarbonadas Cabeça hidrofílica Cabeça hidrofílica Região enrijecida pelo colesterol Colesterol na bicamada lipídica Diminui a permeabilidade da bicamada a pequenas moléculas Torna a bicamada mais rígida Região mais fluida Cabeça polar 3) COLESTEROL Lipídeos de membrana colesterolglicolipídio fosfolipídio fosfatidilcolina esfingomielina glicolipídeos colesterol fosfatidiletanolaminafosfatidilserina fosfatidilinositol Constituição da membrana plasmática Bicamada lipídica Como é o comportamento de moléculas lipídicas em ambiente aquoso? - Natureza anfipática das moléculas de fosfolipídeos faz com que eles formem bicamadas espontaneamente em ambientes aquosos. - Combinam-se, cauda com cauda, formando a bicamada lipídica. Organização dos lipídeos na membrana Organização dos lipídeos na membrana • Cadeias hidrofóbicas voltadas para o interior da membrana; • Cabeças hidrofílicas voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma (que são meios aquosos). 29/03/2014 5 Parte hidrofílica Parte hidrofóbica Organização dos lipídeos na membrana Organização dos lipídeos na membrana Bicamada de Lipídeos Existe água dentro e fora da célula: As caudas dos lipídeos se escondem da água, dentro da bicamada. As cabeças - em contato com a água - voltadas para os meios intra e extra celular. � Ao microscópio eletrônico � Aparece como estrutura trilaminar Membrana celular Membrana celular Espaço intercelular Organização dos lipídeos na membrana Proteínas da membrana � São as principais responsáveis pelas funções da membrana. � Quando carboidrato estão ligadas às proteínas = glicoproteínas (lado externo) Integrais e periféricas Proteínas periféricas: liberadas da membrana por métodos de extração suaves, que mantém intacta a bicamada lipídica. Proteínas integrais: Ligadas à membrana; para serem liberadas da membrana exigem destruição da bicamada. Proteínas transmembrana Associada à membrana Ligadas por meio de lipideos Ligadas por meio de proteínas Proteínas da membrana Unipasso Multipasso Colesterol Glicolipídio Glicoproteína Carboidrato Fluido Extracelular Citoplasma Proteína Integral Proteína Periférica Filamentos do citoesqueleto Lipídios e Proteínas da Membrana 29/03/2014 6 A fluidez da membrana Componentes não ocupam posições definidas e podem se deslocar Maior Fluidez Menor Fluidez � Importante para processos biológicos que ocorrem na membrana � Transporte e atividades enzimáticas � A fluidez depende da composição e temperatura A fluidez da membrana > temp > fluidez Cadeias de hidrocarbonetos com dupla ligação Mais difícil de congelar > fluidez Não é estática Não é dura É muito maleável e flexível!! Movimentação das proteínas na membrana � Flip-flop raro � Difusão rotacional � Difusão lateral Junção oclusiva Epitélios absorção Células podem imobilizar proteínas em regiões específicas da membrana Células podem imobilizar proteínas em regiões específicas da membrana � Proteínas presas à grupos de moléculas dentro ou fora da célula A membrana plasmática é assimétrica � As duas faces da membrana não possuem a mesma composição lipídica, proteica e de carboidratos. � Carboidratos sempre na face externa. LIPÍDIOS 29/03/2014 7 A membrana celular é assimétrica na sua composição fosfatidiletanolaminafosfatidilserina fosfatidilcolina esfingomielina glicolipídeos fosfatidilinositol A membrana plasmática é assimétrica Externa: • Glicoproteínas Interna: • Nunca tem proteínas com extremidades contendo açúcares; • Se concentram as proteínas periféricas,ligadas aos filamentos do citoesqueleto. PROTEÍNAS Glicocálice Carboidratos podem estar ligados a lipídios ou proteínas na lâmina externa da membrana plasmática formando o GLICOCÁLICE (Glicocalix) Glicocálice � Camada de carboidratos ligados a proteínas ou a lipídios, na superfície externa da membrana. Glicocálice � Constituído por: • Fração glicídica dos glicolipídios • Fração glicídica das glicoproteínas Glicocálice • Proteção e lubrificação da superfície celular. • Reconhecimento célula-célula e adesão celular. 29/03/2014 8 Ex.: Resposta inflamatória Lectinas (proteínas transmembrana das céls endoteliais, produzidas no local da infecção) reconhecem açúcar das células de defesa. Permite migração da célula de defesa do sangue para local de infecção. Glicocálice - Funções Outro exemplo: Interação espermatozoide-óvulo � Formam os antígenos celulares – Ex.: especificidade do sistema sanguíneo ABO. Glicocálice - Funções Os grupos ABO dependem de pequenas variações na estrutura dos carboidratos presentes nos glicolipídios e glicoproteínas da membrana dos eritrócitos. Glicocálice – Superfície da Membrana Glicocálice Lipídeos -estrutura da membrana -fluidez -composição variável -distribuição desigual -glicolipídeos Proteínas -funções importantes -composição variável -distribuição desigual -glicoproteínas Resumo: composição da membrana plasmática Especializações da Membrana Plasmática 29/03/2014 9 Especializações da Membrana Plasmática São modificações que ocorrem na membrana plasmática das células possibilitando desempenhar melhor uma determinada função. Especializações de Membrana Plasmática Superfície Celular Microvilosidades Estereocílios Microvilosidades � São expansões do citoplasma envolvidas por membrana que se projetam da superfície apical da célula; � Filamentos de actina – mantêm a forma dos microvilos; � São imóveis; � Aumentam a superfície de absorção das células. Trama terminal Eixo de filamentos de actina Intestino delgado Na ML – borda em escova � São encontradas em maior número nas células que revestem o intestino delgado e nas células dos túbulos renais. Microvilosidades (microvilos) Microvilosidades 29/03/2014 10 Estereocílios � São prolongamentos que aumentam a superfície apical de algumas células - epidídimo � Função: Aumentar a superfície celular, participar maturação dos espermatozóides. � Não tem a capacidade de movimento dos cílios verdadeiros. Células do epidídimo Estereocílios � Microvilosidades: eixo de actina � São mais longos que os microvilos e podem se ramificar; Células do epidídimo Cílios � São projeções mais longas e de maior calibre que os microvilos; � Capacidade de movimento - Batimento ciliar - único sentido Epitélio de revestimento da traqueia – varredores de impurezas Trato respiratório Tuba uterina Cílios � São preenchidos e sustentados por um complexo arranjo de microtúbulos e várias proteínas associadas, formando o axonema do cílio. Estrutura dos cílios � Axonema: • 9 pares de microtúbulos formando um cilindro periférico, aderido a membrana plasmática que reveste o cílio; • 2 microtúbulos no centro deste cilindro. Formam pontes entre os pares de microtúbulos A interação e deslizamento entre os pares de MT do cilindro externo e o par central (ATP), causa torção e flexão do axonema - produzindo o batimento ciliar.
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