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membranas

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Membranas Biológicas
Estrutura e Transporte
prof. Antonio Dégas
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Objetivos deste Módulo de Estudos
Compreender a estrutura das membranas biológicas e a influência desta estrutura nas funções das membranas
Compreender as funções da membrana plasmática e principalmente, os transportes através da membrana
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Organelas Membranosas
Quando nos referimos às Organelas Membranosas estamos nos referindo a todas as organelas que apresentam Membranas Biológicas em sua constituição.
Conforme você já pôde estudar na aula sobre Células Eucariontes, as organelas membranosas são:
 A Membrana Plasmática
 As Mitocôndrias 
 A Carioteca
 O Sistema de Endomembranas 
Retículo Endoplasmático
Complexo de Golgi
Lisossomos, Peroxissomos e Endossomos
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Membranas Biológicas
Nesta aula abordaremos a estrutura da Membrana Plasmática, que é a mesma para todas as organelas membranosas.
Em seguida discutiremos as implicações desta estrutura para as funções desta organela, com ênfase para os transportes através da membrana.
As Organelas Membranosas podem ser observadas na imagem a seguir.
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Carioteca
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Modelo do Mosaico Fluido
O Modelo do Mosaico fluido diz que as membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na qual estão inseridas diversas proteínas.
Por isso dizemos que a membrana é LIPOPROTÉICA
LIPO : diz respeito aos lipídeos presentes nas membranas
PROTÉICA : diz respeito às proteínas presentes nas membranas
A imagem a seguir mostra um esquema deste modelo.
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Modelo do Mosaico Fluido
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Vejamos de que maneira essa estrutura influencia nas funções da Membrana Plasmática ...
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Delimitação do Volume Celular e Permeabilidade Seletiva
A Membrana Plasmática é a organela que delimita o limite externo das células eucariontes animais.
Além disso é ela quem determina quais substâncias irão entrar ou sair das células, e em quais quantidade e velocidades isso vai acontecer.
A essa função de seleção denominamos PERMEABILIDADE SELETIVA.
Os mecanismos que determinam a permeabilidade seletiva são denominados mecanismos de transporte através da membrana.
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Delimitação do Volume Celular e Permeabilidade Seletiva
As imagens a seguir mostram o seguinte experimento:
Se você colocar uma célula (vegetal ou animal) em soluções com diferentes concentrações de NaCl ou sacarose, devido a permeabilidade seletiva, o volume celular será alterado.
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Esta célula vegetal foi colocada em soluções onde gradativamente (1, 2 e 3)
foi aumentada a concentração de sacarose.
Em seguida foi colocada em água pura (4).
Sabendo que a sacarose não entra na célula, você conseguiria explicar o
que está acontecendo ? 
(1)
(2)
(3)
(4)
redução do volume do citoplasma
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A célula abaixo é uma hemácia (glóbulo vermelho do sangue).
Observe que ela foi colocada em meios com diferentes concentrações de NaCl.
Quando a concentração de NaCl é 0,9% a célula apresenta-se na sua forma
característica de disco bicôncavo.
Em concentrações menores que 0,9% a célula murcha.
Em concentrações maiores que 0,9% a célula incha gradativamente até estourar
(hemólise)
Você conseguiria explicar o que está acontecendo ? 
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Vamos nos aprofundar um pouco mais na estrutura da membrana plasmática para que possamos compreender estes fenômenos ...
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Composição Química das Membranas
Componente lipídico (bicamada de lipídeos)
Principalmente Fosfolipídeos
Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada)
Proteínas Periféricas
Proteínas Integrais
Componente glicídico (carbohidratos)
Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix
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Composição Química das Membranas
Componente lipídico (bicamada de lipídeos)
Principalmente Fosfolipídeos (que são lipídeos ligados ao fosfato)
Os lipídeos são moléculas que apresentam uma região denominada cabeça e outra região denominada cauda.
A cabeça do lipídeo é polar.
A cauda do lipídeo é apolar.
Estruturas polares têm afinidade por estruturas também polares.
Estruturas apolares têm afinidade por estruturas também apolares.
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Composição Química das Membranas
A água é um solvente universal, sendo a substância encontrada em maior abundância nos seres vivos. Há água dentro e fora das células.
Acontece que a água é polar, e você já sabe que estruturas polares têm afinidade por estruturas também polares.
Isso implica que toda substância polar terá afinidade pela água. Por este motivo estas substâncias são denominadas hidrofílicas.
Já as substâncias apolares tendem a não gostar da água, sendo por este motivo denominadas hidrofóbicas.
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Lipídios 
Cabeça: POLAR
Cauda: APOLAR
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Disposição dos lipídeos em meio aquoso
Já que a molécula de lipídeo tem uma porção polar e outra apolar, imagine
o dilema de uma molécula de lipídeo colocada em água...
A cabeça da molécula vai querer ficar em contato com a água...
... enquanto a cauda vai querer se esconder da água.
Observe na imagem a seguir como os lipídeos podem se agrupar quando são colocados em meio aquoso.
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Disposição dos lipídeos em meio aquoso
UMA MICELA E UMA PORÇÃO 
DE BICAMADA DE LIPÍDEOS
UM LIPOSSOMO
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Veja então que a disposição dos lipídeos em uma bicamada, apresentada pelo Modelo do Mosaico Fluido, faz sentido ...
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Modelo do Mosaico Fluido
Bicamada de Lipídeos
Lembre-se que há água dentro e fora da célula.
Observe as caudas dos lipídeos se escondendo da água, 
dentro da bicamada, e as cabeças, em contato com a água,
voltadas para os meios intra e extra celular.
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Uma simplificação útil ...
Vamos considerar que as bicamadas de lipídeos são praticamente apolares,
já que a maior parte dessas bicamadas é constituída pelas caudas apolares dos lipídeos.
E lembre-se: quem é apolar tem afinidade por quem também é apolar.
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Agora pare um pouco para pensar ...
A glicose precisa entrar nas células, para que elas obtenham a energia necessária para seu funcionamento.
Já que a glicose se mistura facilmente com a água, deve ser hidrofílica, e portanto, polar. 
Se a glicose é polar e a bicamada de lipídeos praticamente apolar, então para a glicose entrar na célula ela não poderá atravessar através da bicamada (lembre-se de que quem é polar só tem afinidade por quem também é polar ).
Por onde será que a glicose irá passar para entrar nas células ???
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Composição Química das Membranas
Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada)
Proteínas Periféricas ou Extrínsecas
Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídeos, podendo ser facilmente extraídas das membranas
Proteínas Integrais, Intrínsecas, ou Transmembrana
Interagem de forma bastante forte com a membrana, sendo de difícil extração
Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, chegando a formar canais de passagem através dela
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Proteínas na Membrana
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Funções das Proteínas na Membrana
Nas membranas as proteínas podem realizar diversas funções, como:
 transportadores de substâncias que não conseguiriam atravessar