AULA BIOMEMBRANAS

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Biomembranas 
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Quando nos referimos às Organelas Membranosas estamos nos 
referindo a todas as organelas que apresentam Membranas 
Biológicas em sua constituição. 
 
As organelas membranosas das Células Eucariontes são: 
 
• A Membrana Plasmática 
• As Mitocôndrias 
• A Carioteca 
• O Sistema de Endomembranas 
– Retículo Endoplasmático 
– Complexo de Golgi 
– Lisossomos, Peroxissomos e Endossomos 
 
 
 
Carioteca 
Principais funções da Membrana Plasmática 
 
-Delimitação do volume celular; 
 
-Trocas entre células e o meio (permeabilidade celular); 
 
 
-Antigenicidade ( induz a produção de anticorpos); 
 
-Reconhecimento, Adesão celular; 
 
-Servir como ponto de fixação para enzimas e estruturas de 
 sustentação. 
Membrana Plasmática 
Só conseguimos observar a membrana plasmática através de 
Microscopia Eletrônica. 
 
Observe a foto como não há como identificar sua constituição 
Fotomicrografia eletrônica mostrando 2 
membranas plasmáticas e o espaço entre as 2 
células. 
Existe um modelo teórico, Mosaico Fluido (Singer e Nicholson), 
 que tenta explicar a estrutura química das membranas 
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 LIPOPROTEICA 
 
 
LIPO : diz respeito aos lipídios presentes nas membranas 
PROTEICA : diz respeito às proteínas presentes nas membranas 
A imagem a seguir mostra um esquema deste modelo. 
Bicamada de Lipídios 
Proteínas 
Modelo do Mosaico Fluido 
(Singer e Nicholson, 1972) 
 
 
 
-Mosaico: Proteínas embebidas na bicamada lipídica 
 
- Fluido: Proteínas e lipídios apresentam-se em movimento nas membranas 
Componentes principais da membrana plasmática de vários organismos 
Componentes (% de peso) 
Proteínas Fosfolipídeo Esterol Tipo de esterol Outros lipídeos 
Capa de mielina em humanos 
Fígado de camundongo 
Folha de milho 
Leveduras 
Paramécio 
E. coli 
Composição diferenciada também: 
1. Entre células do mesmo organismo 
2. Na mesma célula em organelas diferentes 
Membrana plasmática 
Composição: 
 Lipídios polares: fosfolipídios, glicolipídios e esteróides 
 Proteínas 
 Carboidratos 9 
A membrana é um fluido bidimensional 
Movimentos determinados pelo 
tipo de fosfolipídio e o tipo de 
Ligação: saturada (- fluida, + rígida) 
 insaturada (+ fluida, - rígida) 
 
 FUNÇÃO: PROTEÇÃO 
(raro) 
Mover para cima e para 
baixo) 
O estado físico (fase) da bicamada lipídica depende 
da temperatura 
 
Gel Líquido transição de fase 
 
Fatores que afetam a fluidez da membrana 
 
-temperatura 
 
-composição 
 comprimento da cadeia de ácidos graxos 
 saturação da cadeia 
 
-interações iônicas entre as cabeças polares 
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-Estrutura delgada com espessura de 60 a 100 Å (6-10 nm) 
-Consistem principalmente de lipídios e proteínas numa proporção que 
varia entre 1:4 a 4:1. Também contém carboidratos ligados a lipídios e 
proteínas 
- São impermeáveis a moléculas polares e carregadas, porém, apresentam 
solubilidade a compostos apolares. 
- São montadas de forma não covalente e são altamente dinâmicas e 
fluídas. 
- São assimétricas, uma face é sempre diferente da outra 
 
Características das biomembranas 
15 Å 
15 Å 
60 Å 
Composição Química das Membranas 
• Componente lipídico (bicamada de lipídios) 
– fosfolipídios, glicolipídios e esteróides 
 
• Componente proteico 
 - Proteínas Periféricas 
- Proteínas Integrais 
 
• Componente glicídico (carboidratos) 
– Porção de carboidratos dos glicolipídios e glicoproteínas, 
constituindo o glicocálice 
Composição Química das Membranas 
• 1. Componente lipídico (bicamada de lipídios) 
 
Os lipídios são moléculas que apresentam uma região denominada 
cabeça e outra região denominada cauda. 
 
A cabeça do lipídio é polar. 
A cauda do lipídio é apolar. 
 
Estruturas polares têm afinidade por estruturas também polares. 
Estruturas apolares têm afinidade por estruturas também apolares. 
 
Lipídios 
Cabeça: POLAR 
Cauda: APOLAR 
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Quando os lipídios são misturados 
com água, formam 3 agregados: 
Porção Polar (Hidrofílica) 
Porção Apolar (Hidrofóbica) 
Vesícula 
Quando uma 
bicamada se dobra, 
ela forma uma 
bicamada fechada 
formando uma 
vesícula (lipossoma) 
fechando a cavidade 
aquosa 
água 
água 
Bicamada 
lipídica 
Lipídios estruturais das 
membranas 
1. Glicerofosfolipídios 
 
2. Esfingolipídios 
 
3. Esteróis 
 
4. Outros 
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1. Glicerofosfolipídios 
20 
 Os glicerofosfolipídios contêm apenas 2 ácidos graxos 
unidos a uma molécula de glicerol. O terceiro grupo 
hidroxila de glicerol se esterifica a ácido fosfórico em 
lugar de fazê-lo a ácido graxo. 
G
li
c
e
r
o
l 
Ác. graxos 
Ác. graxos 
Ác. graxos 
TAG 
Possuem: 
 
•Álcool = glicerol 
•2 ácidos graxos 
•Ácido fosfórico 
•Outro grupo = composto 
 nitrogenado ou poliálcool 
 
Os Glicerofosfolipídios 
Ácido graxo 
Ácido graxo 
P Outro Grupo 
Glicerofosfolipídios 
22 
2. Esfingolipídios 
23 
- são derivados da esfingosina 
- NÃO contém GLICEROL 
 (Grupo cabeça substituinte) 
A esfingomielina forma a bainha 
de mielina, que circunda os 
axônios nas células nervosas. Na 
Esclerose Múltipla a perda da 
bainha de mielina leva à lentidão 
ou à interrupção da transmissão 
nervosa 
Composição da 
Bainha de 
Mielina 
3. Esteróis 
 
Colesterol - A estrutura química do colesterol é arranjada 
em quatro anéis fundidos A, B, C e D. 
 
A B 
C D 
25 
Membranas eucarióticas contem alta quantidade de colesterol, o qual a diminui a 
permeabilidade da bicamada 
A estrutura planar do anel rígido do esteróide inserido entre as cadeias laterais dos AG, 
reduz a liberdade de movimento da cadeia acil. 
 São lipídios que não possuem ácidos graxos em sua 
estrutura; 
 
 Destes, o principal exemplo é o Colesterol; 
 
 O colesterol é um esteróide importante na 
estrutura das membranas biológicas; 
 
 Esteróis atuam como precursores de produtos 
com funções biológicas específicas. 
Ex: Os hormônios esteróides (regulam expressão 
genes) e os ácidos e sais biliares (emulsificam 
gorduras); 
 
 O excesso de colesterol no sangue é um dos 
principais fatores de risco para o desenvolvimento 
de doenças arteriais coronarianas, principalmente 
o infarto agudo do miocárdio. 
Nas células animais: 
 A membrana plasmática é rica em colesterol. 
 As membranas do complexo de Golgi: têm uma 
quantidade intermediária 
As membranas das outras organelas são relativamente 
pobres em colesterol. 
Nas mitocôndrias, a membrana externa é mais rica em 
colesterol que a membrana interna. 
membrana 
plasmática 
Complexo de 
Golgi 
mitocôndrias 
Composição Química das Membranas 
2. Componente proteico 
 
 - Proteínas Periféricas ou Extrínsecas 
• Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídios, 
podendo ser facilmente extraídas das membranas. 
 
-Proteínas Integrais, Intrínsecas, ou 
 Transmembrânicas 
• 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. 
Funções das Proteínas na Membrana 
-transportadores de substâncias que não conseguem atravessar a 
 bicamada; 
 
-estruturas de ligação (elos) entre a célula e o meio extracelular 
(matriz), ou ainda entre a célula e estruturas do citoplasma 
(citoesqueleto);-receptores de substâncias do meio extracelular, desencadeando uma 
resposta intracelular (sinalização intracelular); 
 
-enzimas para diferentes reações químicas; 
 
- antígenos que identificam que uma célula pertence a determinado 
 organismo. 
Proteínas de membrana 
(Estrutura de Ligação) 
Proteínas transmembrânicas ou integrais 
 
A: proteínas receptoras: cruzam 1 vez 
 
B: poro hidrofílico: cruzam várias vezes 
Na maioria das proteínas transmembrânicas 
(integrais), a cadeia polipeptídica atravessa 
a membrana na forma de α-hélice. 
a proteína atravessa a região 
hidrofóbica da bicamada devido 
a aminoácidos com cadeias 
laterais hidrofóbicas 
(1)E. coli proteína OmpA (8 folhas β), serve como receptor de um vírus. 
(2) Proteína OMPLA de E. coli (12 folhas β), é uma lipase. 
(3) A proteína porina da bactéria Rhodobacter capsulatus, que forma 
poros aquosos através da membrana externa (16 folhas β). 
(4) Proteína FepA de E. coli (22 folhas β), que transporta íons de ferro. 
Proteínas que atravessam a membrana na forma de barril- β 
(formam poros) 
Movimentação das proteínas na bicamada 
Propriedades das Proteínas de 
membrana 
Mobilidade 
Proteínas periféricas 
 
- ligadas à proteínas integrais 
 
 - ligadas a própria bicamada lipídica 
Proteínas periféricas 
 
São solúveis em água e podem ser dissociadas por 
tratamentos brandos (sal ou ácido) 
Se ligam a proteínas integrais ou lipídios por interações não 
covalentes ( pontes de hidrogênio, interações eletrostáticas) 
 
3. Componente glicídico (carboidratos) 
 
- Porção de carboidratos dos glicolipídios e 
glicoproteínas, constituem o glicocálice 
 
Nas membranas existem glicoproteínas e glicolipídios. 
Estes são formados respectivamente por 
proteínas e lipídios ligados a uma molécula de 
carboidrato. 
 
As glicoproteínas e glicolipídios estão distribuídos nas membranas 
conforme pode ser observado na imagem a seguir. 
Composição Química das Membranas 
Glicídios 
Glicídios 
} glicocálice 
A parte carboidrato dessas moléculas fica sempre voltada para o meio 
extracelular, constituindo uma camada de carboidratos denominada 
GLICOCÁLICE (Glicocálix) 
Glicocálice em microvilosidades de células 
de intestino de rato 
Importância do Glicocálice 
• Proteção e lubrificação da superfície celular 
• Reconhecimento célula-célula e adesão celular 
• Especificidade celular 
• Função enzimática 
• Especificidade dos grupos sanguíneos do sistema ABO 
 
Fusão de 
membranas 
Característica das Biomembranas: 
 -fusão sem perda da integridade 
 -eucariotos, sistema de 
endomembranas está constantemente 
se reorganizando. 
44 
FIM