Aula 2 med membranas - Biologia celular

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Profa. Virginia Demarchi Kappel Trichez 
2-2015 
 
 
 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS 
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – FCS 
Curso de Medicina 
Disciplina de Células 
Professora: Virginia Demarchi Kappel Trichez 
MEMBRANAS CELULARES 
FUNÇÕES DAS MEMBRANAS 
 Individualização da célula (barreira altamente seletiva)  MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
 
 Compartimentalização das atividades intracelulares (isolamento de vias 
metabólicas); 
 
 Suporte para a organização de sistemas enzimáticos; 
 
 Comunicação celular (recepção e transmissão da informação); 
 
 Reconhecimento celular; 
 
 Transporte de moléculas e íons. 
A estrutura e função das células dependem muito das membranas 
FUNÇÕES DA MEMBRANA 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS 
MEMBRANAS 
 
Grande variedade de composição: 
 
Lipídeos 
Proteínas 
Carboidratos 
LIPÍDEOS DA MEMBRANA 
Principais responsáveis pela estrutura e fluidez das 
membranas. 
Os principais lipídeos constituíntes das membranas 
são: glicerofosfolipídeos, esfingolipídeos e colesterol. 
Glicerofosfolipídeos 
gl
ic
er
o
l 
Ácido graxo 
Ácido graxo 
PO4 Álcool 
es
fi
n
go
si
n
a 
Ácido graxo 
PO4 Álcool 
Esfingolipídeos 
FOSFOLIPÍDEOS 
Glicerofosfolipídeos 
e esfingomielinas 
(esfingolipídeo) são 
os componentes 
mais abundantes. 
Glicerofosfolipídeos mais comuns 
Moléculas anfipáticas 
POLAR 
APOLAR 
Esfingolipídeos 
CERAMIDA 
A série esfingomielina tem 
fosforilcolina esterificada ao 1-
OH. 
É o esfingolipídeo mais abundante nas 
membranas 
Colesterol 
 
É o terceiro lipídeo mais abundante das membranas eucarióticas (esterol) 
Altera a fluidez da membrana e participa do controle da microestrutura das 
membranas plasmáticas. 
Em plantas – fitoesteróis. 
PROTEÍNAS DA MEMBRANA 
As proteínas são responsáveis pelas funções específicas associadas a cada tipo de 
membrana. 
As proteínas podem realizar diversas funções, como: 
• transportadores de substâncias que não conseguiriam atravessar a bicamada. 
• estruturas de ligação entre a célula e o meio extracelular ou ainda entre a 
célula e estruturas do citoplasma. 
• receptores de substâncias do meio extracelular, desencadeando uma resposta 
intracelular. 
• enzimas para diferentes reações químicas. 
PROTEÍNAS DA MEMBRANA 
Classificação: 
 
Integrais/intrínsecas/transmembrana 
• Imersas na bicamada lipídica associando-se fortemente com as cadeias 
apolares dos lipídeos através de interações hidrofóbicas. 
 
•Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, chegando a formar canais de 
passagem através dela. 
 
PROTEÍNAS DA MEMBRANA 
Classificação: 
 
Periféricas/extrínsecas – ligam-se à superfície das 
membranas por pontes de hidrogênio ou interações iônicas estabelecidas com 
os grupos polares dos lipídeos. 
Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídios, podendo ser facilmente 
extraídas das membranas 
 
 
 
CARBOIDRATOS DA MEMBRANA 
São cadeias de oligossacarídeos presentes como glicoproteínas e 
glicolipídeos. 
As cadeias são muito 
hidrofílicas e projetam-se 
para o lado externo das 
membranas. 
 
Estrutura muito variada - 
dezenas de resíduos de 
açúcares organizados em 
cadeias ramificadas. 
 
• Proteção química e mecânica das superfícies celulares 
• Reconhecimento e adesão celular 
• Especificidade celular 
• Função enzimática 
• Especificidade dos grupos sanguíneos do sistema ABO (ex: Grupo A – N-
acetilgalactosamina, B – galactose e O ausência de monossacarídeos) 
 
Funções do glicocálice 
Glicocálice é uma cobertura formada pelos carboidratos dos glicolipídeos e das 
glicoproteínas que se localiza na face externa da membrana plasmática 
INTERAÇÕES ENTRE LIPÍDEOS 
ANFIPÁTICOS 
Lipídeos anfipáticos em meio aquoso Agregados 
Estruturas plurimoleculares 
Maximização das interações 
hidrofóbicas entre as cadeias 
carbônicas 
Grupos polares em contato com o 
solvente 
Interação com o solvente isolamento da água 
O tipo de estrutura formada é determinado pela geometria da molécula do lipídeo 
anfipático. 
MONOCAMADA: Quando os fosfolipídeos são colocados 
entre um óleo e uma solução aquosa as cabeças polares se 
orientam para a solução aquosa e os ácidos graxos se 
afastam dela 
 
LIPOSSOMOS: os fosfolipídeos nas soluções aquosas puras 
formam camadas duplas que se fecham sobre si mesmas, 
formando vesículas de até 1 μm de diâmetro (podem difundir 
com as membranas plasmáticas e por isso são utilizados como 
veículos para incorporar diversos compostos às células, ex.: 
medicamentos, cosméticos) 
 
BICAMADA LIPÍDICA: os fosfolipídios colocados entre duas 
soluções aquosas separadas por uma parede incompleta 
forma uma dupla camada lipídica que completa a separação 
(interior altamente hidrófobo)  fundamento para estudar 
as propriedades das membranas biológicas com estrutura 
semelhante 
INTERAÇÕES ENTRE LIPÍDEOS ANFIPÁTICOS 
BICAMADA LIPÍDICA 
É a estrutura lipídica básica de todas as membranas 
biológicas. 
Extremamente estáveis: 
Interações hidrofóbicas das cadeias hidrocarbônicas; 
Interações iônicas dos grupos carregados polares com a água. 
Parte polar – contato com água. 
Parte apolar – isolada da água. 
BICAMADA LIPÍDICA 
Resultados 
 
Grande estabilidade e fluidez onde as moléculas movem-se livremente 
dentro da monocamada, mas não mudam facilmente para a monocamada 
adjacente. 
 
Distribuição assimétrica dos lipídeos – as duas monocamadas são 
constituídas por lipídeos diferentes, ex.: fosfatidiletanolamina predomina 
na camada interna e a fosfatidilcolina predomina na camada externa 
(membrana plasmática) 
BICAMADA LIPÍDICA 
•Lipídeos da membrana podem se 
movimentar dentro da monocamada da 
qual fazem parte. 
•Rotação em torno das ligações carbono-
carbono nas cadeias de ácidos graxos 
(maior mobilidade no centro da 
bicamada do que na periferia). 
•Difusão lateral – movimento rápido 
•A migração das moléculas lipídicas entre 
as bicamadas –movimento transverso/ 
flip-flop – raro (exige que a porção polar 
da molécula atravesse o centro 
hidrofóbico da bicamada – processo 
termodinâmico desfavorável) 
Mobilidade dos componentes lipídicos em 
membranas 
BICAMADA LIPÍDICA 
Fluidez das membranas 
As membranas lipídicas são fluidas e tanto lipídeos como proteínas se 
movimentam. 
 
O grau de fluidez depende da temperatura de transição e da 
composição da membrana. 
Em temperaturas mais baixas – membranas mais ordenadas 
Em temperaturas mais altas – membranas mais desordenadas. 
Quanto mais ordenada for a estrutura da membrana maior será sua temperatura de 
transição (Tm) 
 
Em temperaturas fisiológicas a dupla camada lipídica comporta-se como uma 
estrutura fluida 
Temperatura de transição – temperatura onde ocorre 
mudança do estado físico das membranas. 
Composição das membranas 
Ácidos graxos saturados e/ou 
de cadeia longa – menor 
fluidez (+ compactos) 
 
Aumento de insaturações – 
menor estabilidade 
 
aumentam a fluidez da 
membrana (- compactos). 
Ligações cis levam a dobras das cadeias. 
Comprimento e grau de insaturação das 
cadeias carbônicas 
BICAMADA LIPÍDICA 
A fluidez dentro da membrana – variável. 
Área central - mais fluida que as áreas próximas à superfície. 
 
O colesterol (estrutura em anel rígida) diminui a fluidez da membrana. 
Movimento das cadeias 
hidrocarbônicas - fluidez 
Restrições - Porções 
mais rígidas das 
cadeias 
Colesterol - rigidez 
ESTRUTURADE MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
MODELO DO MOSAICO 
FLUIDO 
Proposto em 1970 por Singer e Nicolson 
 
O mosaico da membrana é fluido pelo fato de as interações entre seus componente não 
serem covalentes, deixando liberdade para as moléculas individuais dos lipídeos e das 
proteínas se movimentarem lateralmente no plano da membrana 
 
Explica várias propriedades características da membrana: 
 
Fluidez 
Flexibilidade que permite mudanças de forma 
Capacidade de se auto-selar 
 Permeabilidade seletiva 
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 LIPOPROTEICA 
 
 
Bicamada de Lipídios 
Proteínas 
Arranjo em bicamada lipídica. 
Proteínas (intrínsecas) ficam mergulhadas na bicamada; 
Proteínas (extrínsecas) ficam fracamente ligadas à superfície; 
Algumas proteínas ficam em contato com o ambiente aquoso dos dois lados da 
membrana; 
Difusão lateral de lipídeos e proteínas. 
Interações das proteínas de membrana 
com a bicamada lipídica 
Tem uma orientação definida na membrana. 
Proteínas podem difundir-se apenas lateralmente. 
A membrana apresenta uma distribuição assimétrica de proteínas. 
Alto grau de organização funcional relacionado com a localização das 
proteínas. 
Algumas propriedades da membrana celular 
 
a) Permeabilidade seletiva: Capacidade que a membrana possui 
de selecionar as substâncias que entram e que saem da célula. 
 
b) Alta resistência elétrica: Devido à presença dos fosfolípidios que 
não são bons condutores de eletricidade. 
 
c) Regeneração: Até certos limites a membrana consegue se 
reconstituir. 
 
d) Elasticidade: As moléculas de fosfolipídios e colesterol presentes 
na membrana tornam a estrutura maleável.