3 Membrana Celulares Funções e estrutura

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BIOLOGIA CELULAR - SDE0906
Semana Aula: 3
Membranas celulares: funções e estrutura
Tema
Membranas celulares: funções e estrutura
Palavras-chave
Membrana Plasmática, Fosfolipídeos, Proteínas, Glicocálice, Fluidez, Transporte
Objetivos
Conhecer a estrutura e composição da membrana plasmática;
Compreender a função do glicocálice no reconhecimento e adesão celular;
Relacionar a estrutura e a composição da membrana com a fluidez da membrana e suas 
funções. 
 
Estrutura de Conteúdo
Aspectos que devem ser discutidos na aula:
Unidade 2: Estudo da Membrana Celular
2.1 Membrana celular: os limites físicos celulares; as relações célula-célula
As células são delimitadas por uma membrana que separa o meio intracelular do 
extracelular, sendo essa designada membrana plasmática.
Nas células eucariontes a membrana plasmática delimita o núcleo e também as organelas 
citoplasmáticas.
2.2. Estrutura e composição química da membrana celular.
O conhecimento das biomoléculas na composição da membrana plasmática, apontando 
que essa membrana é composta por três tipos de biomoléculas: lipídeos, proteínas e 
carboidratos.
Mostrar como essas biomoléculas se arranjam para formar a estrutura da membrana 
plasmática.
Os fosfolipídios são encontrados em grande quantidade e formam a estrutura da 
membrana formando a bicamada e promovendo fluidez da membrana devido aos seus 
movimentos e pela distribuição das proteínas.
A importância funcional de cada biomolécula na membrana plasmática.
O principal componente da estrutura da membrana plasmática: o fosfolipídeo.
O grupo de lipídeos que forma a estrutura básica da membrana: glicerofosfolipídeos, 
esfingofosfolipídeos e glicolipídeos.
Os diferentes tipos de fosfolipídeos que se organizam de forma assimétrica ao longo da 
bicamada lipídica da membrana, na qual a fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina e 
fosfatidilinositol, com cargas negativas estão, na maioria, voltadas para o citoplasma, 
enquanto que os glicolipídios, a fosfatidilcolina e a esfingomielina são mais frequentes na 
superfície da membrana, em contato com o lado externo da célula.
A característica em comum dos fosfolipídeos: uma cabeça hidrofílica (polar) e caudas 
hidrofóbicas (apolares), sendo anfipáticos, e que dessa forma, se organizam na forma de 
micelas, lipossomos e formam uma bicamada lipídica quando entram em contato com a 
água, sempre com as porções polares voltadas para fora e as porções apolares voltadas 
para dentro, formando o interior hidrofóbico da membrana.
O colesterol interferindo na fluidez da membrana plasmática, a deixando menos fluida, 
portanto, com maior estabilidade.
As diferentes funções das proteínas da membrana como: transporte de moléculas e íons, 
 adesão celular, comunicação entre as células devido à presença de receptores celulares e 
atividade catalítica.
As classificações das proteínas de acordo com a sua posição na membrana, extrínsecas ou 
periféricas, intrínsecas ou integrais, particularmente, as proteínas integrais 
transmembranares que são assim chamadas por atravessarem completamente a bicamada 
lipídica.
As proteínas integrais transmembranares em unipasso e multipasso, que atravessam 
totalmente a membrana uma vez ou mais vezes, formando alças expostas em uma das 
faces da membrana, respectivamente.
Os carboidratos que estão localizados na superfície externa da membrana plasmática, 
covalentemente, ligados com proteínas e lipídeos formando, respectivamente, as 
glicoproteínas e glicolipídeos, que passam formar a extensão externa da membrana 
chamada de glicocálice ou glicocálix.
Os carboidratos da membrana variam de acordo com o tipo celular, a atividade funcional 
da célula e a localização na membrana na célula.
2.3. Glicocálice: reconhecimento celular e adesão celular
A função do glicocálice no reconhecimento celular, uma vez que ocorre principalmente 
devido à presença de glicoproteínas e glicolipídeos de membrana, as quais permitem a 
identificação de diferentes células do mesmo organismo, tais como na identificação dos 
tipos sanguíneos pela presença de monossacarídeos terminais, como N-
acetilgalactosamina que caracteriza o tipo sanguíneo A, a galactose que caracteriza o tipo 
sanguíneo B, os dois monossacarídeos o tipo sanguíneo AB e o O que é caracterizado 
pela ausência destes açúcares na superfície dos eritrócitos;
A função do glicocálice na adesão celular, principalmente pelas glicoproteínas.
O glicocálice na determinação dos limites entre as células, inibindo a sua proliferação por 
contato, o que ocorre na epiderme quando as células perdem a adesão celular para 
proliferarem até um certo nível, ao se encontrarem, as mitoses cessam e adesão celular se 
estabelece;
Quando as células da epiderme sofrem mutações no DNA podem perder a adesão, 
proliferando. Nesse caso, a inibição por contato é perdida, continuando a divisão celular e 
tornando as células agrupadas de modo desordenado umas sobre as outras gerando um 
tumor.
O papel do glicocálice nas fases da inflamação aguda, principalmente no reconhecimento 
entre os neutrófilos e células endoteliais com posterior adesão entre essas células devido 
às integrinas (glicoproteínas) nas primeiras e as selectinas (lectina) expressas nas últimas 
células para que o processo de diapedese ocorra.
2.4. Fluidez da membrana plasmática
A fluidez da membrana relacionada com o movimento que as moléculas de fosfolipídeos 
realizam, principalmente, de difusão lateral, rotação, flexão.
Quando as células possuem diminuição da fluidez não podem se mover, sendo esses 
movimentos dos fosfolipídeos influenciados pela temperatura, pela porcentagem de 
colesterol e pela saturação dos ácidos graxos.
As caudas de ácidos graxos dos fosfolipídeos tornam-se mais rígidos, tornando a 
membrana no estado de gel, mais sólida em baixas temperaturas, e mais fluida em altas 
temperaturas.
Quanto maior a porcentagem de colesterol, menor a fluidez, e vice-versa.
Os ácidos graxos saturados fazem com que os lipídeos fiquem mais compactados, 
dificultando a sua movimentação, enquanto os ácidos graxos insaturados fazem com que 
os lipídeos fiquem mais afastados, facilitando seu movimento.
2.5. Funções da membrana plasmática
A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias nas células através da 
permeabilidade seletiva. A água, os gases, as moléculas hidrofóbicas passam livremente 
pela membrana, enquanto que a glicose, os aminoácidos e as moléculas carregadas não 
passam.
Muitas enzimas são fixas na membrana e possuem diversas atividades como por exemplo 
a ativação da adenil ciclase.
A membrana plasmática participa do transporte intracelular de substâncias através da 
formação de vesículas.
A membrana plasmática é responsável pelos processos de endocitose e exocitose de 
moléculas, assim como participa do processo de comunicação intercelular desencadeado 
por uma molécula sinalizadora que age sobre receptores específicos presentes nas 
superfícies celulares.
Estratégias de Aprendizagem
O aluno deverá ser capaz de relacionar as características estruturais e funcionais dos 
lipídeos, das proteínas e dos carboidratos abordados na aula anterior para a compreensão 
da presente aula. Portanto, é essencial que ocorra uma revisão prévia sobre essas 
biomoléculas, e sobre a presença de membrana nos diferentes tipos celulares (eucariontes 
e procariontes).
Para aprofundar o estudo o aluno deverá: ler com atenção o material didático, acessar o 
livro virtual e outros objetos de aprendizagem referentes à aula 3 (quiz, jogo e vídeos 
complementares) que estão no SAVA.
Segue, abaixo, comentários dos vídeos apresentados em sala de aula:
Vídeo: Mostra a animação de todos os transportes principais. Difusão, Osmose e bomba 
de sódio e potássio ATPase. Mostra rapidamente a endocitose e a exocitose. Link: 
https://www.youtube.com/watch?v=lrUvzt6LnBMVídeo: Mostra o sistema de transporte ativo em grande quantidade que é a endocitose e a 
exocitose. Link: https://www.youtube.com/watch?v=Oy7yG2Hfbkg
Vídeo: Resposta imunológica. Está em Inglês, mas pode ser falado facilmente para os 
alunos. A ação celular começa com a entrada de um patógeno que é fagocitado por um 
macrófago, digere e expõe seus antígenos na membrana. Passam a ser chamados de 
células apresentadoras de antígeno. A célula T-helper se liga aos antígenos apresentados 
pelo macrófago. Assim o macrófago libera a interleucina 1 que ativa as células T-helper a 
liberar interleucina 2, que ativa a proliferação das células T citotóxicas e as células B. 
Agora a resposta imunológica age de duas maneiras: uma usando as células citotóxicas e 
outra usando as células B. Células normais fagocitam o patógeno, digere e apresenta 
antígenos, algumas das células T citotóxicas (que foram produzidas em milhões de tipos 
diferentes) reconhecem estes antígenos das células normais infectadas, e produz químicos 
que matam as células infectadas. Por outro lado as células B foram produzidas também 
em milhões de tipos diferentes, quando elas são ativadas pelas células T-helper, elas se 
diferenciam e se multiplicam, passando a produzir anticorpos. Estes anticorpos envolvem 
os patógenos, marcando-os para serem reconhecidos e fagocitados pelos macrófagos. 
Algumas células B não produzem anticorpos e viram células de memória, por muitas 
décadas. Por causa destas células de memória a resposta secundária ao patógeno e rápida 
e muito mais forte, ou seja, o indivíduo está imunizado. Link: 
https://www.youtube.com/watch?v=Bf2t8n1ibwQ
Também estão disponibilizados no SAVA os seguintes vídeos complementares referentes 
ao conteúdo da aula:
Vídeos da aula 3:
Bomba de sódio e potássio
https://www.youtube.com/watch?v=ltAnJpSEwBI
Bomba de Sódio Potássio ATPase
https://www.youtube.com/watch?v=_QpYTAzi_cs
Transporte passivo, ativo, endocitose e exocitose
https://www.youtube.com/watch?v=lrUvzt6LnBM
 Paramecium: Ciliados de agua Dulce Exocitose
https://www.youtube.com/watch?v=hYkaCWW8VYs
phagocytose 1 -Ameba comendo um paramécio enorme
https://www.youtube.com/watch?v=aWItglvTiLc
Célula branca atacando bacteria
https://www.youtube.com/watch?v=JnlULOjUhSQ
El motor del flagelo bacteriano
https://www.youtube.com/watch?v=SuFWCEkPlcY
 
Indicação de Leitura Específica
Leitura do Capítulo 2 do livro Introdução à Biologia Celular
Capítulo 2: Membrana Celular
Recursos 
Aplicação: articulação teoria e prática
Nas aulas serão utilizados objetos de aprendizagem para articulação da teoria e da prática. 
No SAVA estão disponíveis quiz, jogos, vídeos apresentados na aula e outros vídeos 
complementares referentes aos conteúdos da aula.
Exercício proposto em aula:
1) (UFRN) Quando há infecção bacteriana, os neutrófilos englobam os patógenos e os 
destroem. No processo de destruição dessas bactérias, ocorrem sucessivamente:
a) Endocitose - formação dos fagossomo - formação do vacúolo digestivo - degradação 
bacteriana - clasmocitose.
b) Fagocitose - formação do vacúolo autofágico - formação do fagossomo - degradação 
bacteriana - defecação celular.
c) Endocitose - formação do vacúolo autofágico - ataque lisossômico - egestão.
d) Pinocitose - ataque lisossômico - formação do vacúolo digestivo - exocitose.
2) (PUC-PR) No início da década de 1970, dois cientistas (Singer e Nicholson) 
esclareceram definitivamente como é a estrutura das membranas celulares, propondo-se o 
modelo denominado mosaico fluido. Neste conceito, todas as membranas presentes nas 
células animais e vegetais são constituídas basicamente pelos seguintes componentes:
a) Ácidos nucleicos e proteínas.
b) Ácidos nucleicos e enzimas.
c) Lipídios e enzimas.
d) Enzimas e glicídios.
e) Lipídios e proteínas.
Considerações Adicionais
Para próxima aula Leitura do Capítulo 2 do livro Introdução à Biologia Celular