Membranas

Prévia do material em texto

MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Profa. Dra. Silvia M S Izacc
DBBM, ICB, UFG
-Manutenção da integridade da estrutura celular
-Separação dos meio extra-celular e intra-celular
-Formação de barreiras seletivamente permeáveis
-Transporte de moléculas
FUNÇÕES DA MEMBRANA CELULAR
-Adesão celular
-Comunicação celular
-Processos de englobamento e defesa imunológica 
-Síntese de ATP e fotossíntese
-Controle do pH e concentrações iônicas
-Reconhecimento do ambiente e transdução de sinais
CARACTERÍSTICAS
-Autoreparo
-Permeabilidade seletiva dependente de carga, tamanho, polaridade 
e hidrofobicidade
-Assimetria entre as camadas
-Componentes não uniformemente distribuídos
FUSÃO DE MEMBRANAS
essencial para vários processos celulares
Lipídeos de Membrana
glicerofosfolipídeos
esfingolipídeos
esteróides
Proteínas de Membrana
integrais
periféricas 
COMPOSIÇÃO 
DA MEMBRANA
Oligossacarídeos
MODELO DO MOSAICO FLUIDO
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
fluidez, assimetria, semi-permeabilidade
BICAMADA LIPIDICA
PROTEÍNAS DE MEMBRANA
TRANSPORTE DE SOLUTOS TRANSPORTE DE SOLUTOS 
ATRAVÉS DA MEMBRANA
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
gradiente osmótico gradiente elétrico
GRADIENTE ELETROQUÍMICO = gradiente osmótico + gradiente elétrico 
Movimento de solultos eletricamente carregados é determinado por uma 
combinação do potencial elétrico (Vm) e pela diferença de concentração 
química através da membrana
PERMEABILIDADE SELETIVA 
DA BICAMADA LIPÍDICA
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
coef. perm. (cm/seg)
2 CLASSES DE PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
PROTEÍNA CARREADORA
Alterna entre 2 conformações de 
forma que o soluto possa 
atravessar a mbn
CANAL PROTÉICO
Forma um poro aquoso 
através da mbm por onde 
ions específicos podem passar
As proteínas carreadoras podem ser de 3 tipos:
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
Os canais protéicos pode ser de 2 tipos:
POROS CANAIS IÔNICOS
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
Com relação ao gasto de energia
• TRANSPORTE PASSIVO
• difusão simples
• difusão facilitada
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
• difusão facilitada
• TRANSPORTE ATIVO
• primário
• secundário
Comparação dos Transportes Ativo e Passivo
TRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANATRANSPORTE DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA
→→→→Não existe gasto de energia
→→→→ocorre a favor do gradiente de concentração
�Difusão Simples
�Difusão Facilitada: mediada por carreador (ex.: transporte de glicose e
aminoácidos
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
Difusão simples Difusão facilitada
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
COMPARAÇÃO DAS CINÉTICAS DE DIFUSÃO SIMPLES 
E DIFUSÃO FACILITADA
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
Proteína carreadora atuando na difusão facilitada
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
GLUT1 - TRANSPORTE DE 
GLICOSE PARA OS 
ERITRÓCITOS: 2 
conformações – T1 e T2.
Plasma sanguíneo
TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO
GLUT4: Captação de 
glicose nos miócitos e 
adipócitos
-primário
TRANSPORTE ATIVOTRANSPORTE ATIVO
-primário
-secundário
TRANSPORTE ATIVO (GASTO DE ENERGIA)
� Transporte de substâncias contra o gradiente de concentração
� Presença de transportador (ex: bomba de sódio-potássio)
TRANSPORTE ATIVOTRANSPORTE ATIVO
TRANSPORTE ATIVOTRANSPORTE ATIVO
1. Carreadores acoplados – acoplam o transporte de um soluto contra o 
gradiente eletroquímico ao transporte de outro soluto a favor do gradiente. (a 
energia livre liberada durante o movimento de um ion a favor do gradiente é 
utilizada para empurrar outro soluto contra seu gradiente eletroquímico)
2. ATP-driven pumps - acoplam o transporte contra o gradiente eletroquímico 
à hidrólise de ATP.
3. Light-driven pumps – encontradas em bactérias, acoplam o transporte 
contra o gradiente eletroquímico ao recebimento de energia luminosa.
PRIMÁRIO – diretamente acoplado a uma 
reação exergônica (energeticamente favorável)
TRANSPORTE ATIVOTRANSPORTE ATIVO
SECUNDÁRIO – utilização do potencial 
eletroquímico de uma outra substância 
como fonte de energia
ATPases
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
ATPases tipo P
-Família de transportadores ativos
-Transportadores de cátions dirigidos por ATP que são reversivelmente 
fosforilados durante o ciclo de transporte.
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
-A fosforilação causa uma alteração conformacional necessária para o 
transporte do soluto.
BOMBA DE SÓDIO E POTÁSSIO 
(transporte ativo primário)
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
• AJUDA A MANTER O EQUILÍBRIO OSMÓTICO
• ESTABILIZA O VOLUME CELULAR (regula a [soluto] dentro da cél) – muitas 
células animais incham quando tratadas com obaína, um inibidor da bomba de sódio e 
potássio)
• ELETROGÊNICA
TRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIOTRANSPORTE ATIVO PRIMÁRIO
BOMBA DE NaBOMBA DE Na++--KK++
RESPOSTA DE UMA HEMÁCIA A ALTERAÇÕES 
NA OSMOLARIDADE
Bomba de Na+Bomba de Na+--K+K+
Como a mbn plasmática é permeável à água, esta se move para dentro ou para 
fora da cél a favor do grandiente de concentração (osmose).
Solucão hipotônica – baixa [soluto] e alta [água] – a água entra na célula
Solução hipertônica – alta [soluto] e baixa [água] – a água sai da célula
Osmolaridade é a [ ] de partículas não dissociáveis 
1- As macromoléculas são altamente carregadas em pH fisiológico, e portanto, 
OSMOLARIDADE CELULAR
2 31
Bomba de Na+Bomba de Na+--K+K+
1- As macromoléculas são altamente carregadas em pH fisiológico, e portanto, 
atraem muitos ions inorgânicos de carga oposta (contraions). Os contraions 
contribuem para a osmolaridade celular.
2- As céls contêm alta [ ] de açúcares, aminoácidos e nucleotídeos. Como estes 
metabólitos são carregados eles também atraem contraions. Tanto os metabólitos 
como os contraions contribuem para a osmolaridade celular.
3- Se os ions não fossem bombeados e se não houvessem moléculas no interior 
das céls para interagir com estes ions e inflenciar sua distribuição eles entrariam 
em equilíbrio ([ ] = dentro e fora da cél). No entanto, macromoléculas e 
metabólitos fazem com que a [ ] ions (osmolaridade) seja maior no interior das 
células. 
O PROBLEMA
Bomba de Na+Bomba de Na+--K+K+
Se a célula não fizesse nada para controlar a OSMOLARIDADE ela teria uma 
concentração muito maior de solutos no interior em relação ao exterior → a água 
se moveria para dentro da cél (osmose) → RUPTURA CELULAR 
A SOLUÇÃO
1 2 3
Bomba de Na+Bomba de Na+--K+K+
1- Células animais e bactérias – bombear ions inorgânicos para fora da cél. 
Assim o citoplasma fica com uma [ ] menor de ions do que o meio extracelular, 
compensando o excesso de solutos orgânicos.
2- Plantas – parede celular rígida
3- Protozoários – vacúolos contráteis capazes de bombear água para fora da cél.
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIOTRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
Bomba de Na+-K+
Na+-glicose antiporter
SÓDIO-GLICOSE ANTIPORTER
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIOTRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
Ligação de Na+ e glicose é cooperativa (ligação de qualquer dos ligantes induz uma 
alteração conformacional que aumenta a afinidade da proteína pelo outro ligante).
A [Na+] é muito maior no espaço extracelular - mais provável que a glicose se 
ligue aocarreador na conformação A. Portanto, tanto Na+ como glicose entram na 
cel (A-B) muito mais do que saem (B-A)
Na ausência de um soluto o outro não se liga ao carreador. Portanto, o carreador só 
muda de conformação se os 2 solutos (ou nenhum) estiverem ligados. 
CÉLULAS EPITELIAIS DO INTESTINO E RINS
Transporte de glicose nas células epiteliais do intestino
Glucose is cotransported with Na
across the apical plasma membrane 
into the epithelial cell.
It moves through the cell to the 
basal surface, here it passes into the 
TRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIOTRANSPORTE ATIVO SECUNDÁRIO
basal surface, here it passes into the 
blood via GLUT2, a passive
glucose transporter.
The NaK ATPase continues to pump 
Na outward to maintain the Na 
gradient that drives glucose uptake.