Membrana Plasmática e Transporte

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Membranas e transporte transmembrana
profa.Dra. Nayana Coutinho Rodrigues
Nayana.coutinho.r@gmail.com
A CÉLULA
Qual a importância das membranas biológicas??
COMPOSIÇÃO QUÍMICA GERAL DAS MEMBRANAS
 Camada muito fina de moléculas de lipídeos e de proteínas – 
interações não-covalentes
 Moléculas lipídicas – dupla camada:
 Estrutura básica da membrana
 Barreira relativamente impermeável
 Dinâmicas e fluidas
 Moléculas de proteínas – outras funções da membrana
Bicamada lipídica
Propriedades das moléculas lipídicas: 
• bicamadas
• insolúveis em água
• 50% da massa da membrana
uma extremidade hidrofílica (polar ou “gosta-da-água”) e
uma extremidade hidrofóbica (não-polar ou “detesta-a-água”) 
• Anfipáticas (ou anfifílicas):
 Lipídeos mais abundantes: fosfolipídeos
• cabeça polar
• duas caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicas
→ caudas: - diferir em comprimento
 - uma com uma dupla ligação cis (insaturada)
 a outra não a contém (saturada)
→ diferenças no comprimento e saturação – capacidade de agrupar-se
 (fluidez)
• principais fosfolipídeos na MP: fosfatidiletanolamina
 fosfatidilserina
 fosfatidilcolina
 esfingomielina
 
• depende de sua composição e da temperatura
Fosfolipídeos – estado líquido para cristalino rígido em um ponto de congelamento  transição de fase
Fluidez da membrana
• migram da monocamada de um lado para outro: flip-flop
→ raramente – menos de 1 vez por mês
• trocam de lugar com suas vizinhas na mesma monocamada
→ rapidamente – 107 vezes por seg
• rodam rapidamente em torno do seu eixo maior
• suas cadeias de hidrocarbonetos são flexíveis
Movimento dos fosfolipídeos
-Translocadores de fosfolipídeos
Contém colesterol e glicolipídeos
• colesterol
→  barreira /  permeabilidade
→ grupos hidroxila próximos da cabeça polar
→  mobilidade de grupos CH2 – camada lipídica menos deformável
→ torna a bicamada menos fluida
→ inibe possíveis transições de fase
 Proteínas da membrana
→ anfipáticas
→ parte de suas massas em ambos os lados
→ unipasso
→ multipasso
→ proteínas integrais
• proteínas transmembrana
• proteínas localizadas inteiramente no citosol
→ associadas com a membrana por meio de uma ou mais cadeias de ac. graxo ou 
outras cadeias lipídicas
• proteínas totalmente expostas na superfície externa
→ ligadas covalentemente ao fosfatidilinositol
• proteínas ancoradas
 Proteínas da membrana
• não há interação forte com as cadeias hidrocarbônicas
→ interações não covalentes com outras proteínas
→ interação com o grupo polar – eletrostaticamente ou pontes de hidrogênio
• proteínas periféricas
 Proteínas da membrana
Transporte 
 Bicamada lipídica – interior hidrofóbico
 Barreira a passagem da maioria das moléculas polares
Permite à célula manter concentrações de solutos no citoplasma diferente daquelas no fluido extracelular
Transferência moléculas hidrossolúveis
 íons inorgânicos
Proteínas transmembrana especializadas
Ingerir nutrientes essenciais
Excretar produtos residuais do metabolismo
Regular concentrações iônicas intracelulares
 DIFUSÃO OU TRANSPORTE PASSIVO
Passagem de substâncias através da membrana celular devido ao movimento térmico aleatório de átomos ou moléculas – 
movimento browniano
Termodinamicamente














Ext
Int
 = Na+
Diferença de potencial químico
Diferença de potencial elétrico
















-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
-
+
Ext
Int
DGconc= RTln 
Ci
Ce
DGvolt= zFV 
Gradiente eletroquímico
Difusão de moléculas
Exemplo: glicose
1 mM
0,1 mM
Gradiente químico
Difusão de moléculas (íons)
Exemplo: NaCl
Na+
Cl-
1 mM
0,1 mM
Membrana permeável 
apenas ao Na+
Gradiente químico
+
-
+
-
+
-
Gradiente elétrico
Gradiente químico
 Difusão simples
Não há interação do substrato com a membrana ou com seus componentes
 Fatores que influenciam a difusão
- Difusão através da bicamada lipídica
• Espessura da membrana
• Lipossolubilidade
• Número e tamanho das aberturas na membrana
• Tamanho (PM) da espécie transportada
• Velocidade do movimento cinético – temperatura
• Diferença de concentração
• Lipossolubilidade
• Tamanho
• Impermeável a moléculas carregadas (íons)
• A favor de seu gradiente de concentração
* Difusão simples
- Difusão através de proteínas (canais protéicos)
• Passagem de moléculas polares, íons, açúcares, aa, nucleotídeos e metabólitos celulares é facilitada por proteínas
Proteínas transportadoras da membrana
• Multipasso
• Especificidade
Cada proteína transporta uma classe particular de moléculas
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• Proteínas canal ou canais protéicos
- Formam poros hidrofílicos que se estendem através da bicamada lipídica
- Velocidade muito maior
- Comporta ou canais ativados por voltagem
 Comporta ou canais ativados por ligantes
 Comporta ou canais ativados mecanicamente
* Ativação dos canais protéicos
 Difusão facilitada
• Necessita de uma proteína carreadora específica
• Contém um ou mais sítios ligantes para seu soluto
• Mais lenta
• Passível de saturação
* Difusão facilitada - a favor do gradiente eletroquímico
 TRANSPORTE ATIVO
Transporte que permite a concentração de seus substratos contra gradiente eletroquímico, utilizando energia
Transporte ativo primário
• Uso de ATP para energizar o transporte
• Bomba Na+-K+
- Usa ATP diretamente para transportar 3Na+ para fora e 2K+ para dentro
* Transporte ativo – contra gradiente eletroquímico
Transporte ativo secundário
• Energia advinda dos gradientes formados em conseqüência do transporte ativo primário
• O gradiente de concentração de Na+ criado pela Na+-K+-ATPase é usado para transportar ativamente outros solutos para dentro da célula
Sistema de transporte acoplado
Uniporte
Simporte
Antiporte
ENERGIA
Difusão 
Facilitada
Difusão 
Simples
Canal
Iônico
TRANSPORTE ATIVO
Proteína
carreadora
DIFUSÃO
 IONÓFOROS
São pequenas moléculas hidrofóbicas que se dissolvem em bicamadas lipídicas e aumentam a sua permeabilidade a íons inorgânicos específicos
 Duas classes:
 Carreadores iônicos móveis (valinomicina)
 Formadores de canais (gramicidina)
 Ambos isolam a carga do íon transportado – penetra o interior hidrofóbico da membrana
 Não são acoplados a uma fonte de energia → movimento de íons a favor de seus gradientes eletroquímicos
Ionóforos: (A) Carreadores iônicos móveis 
 (B) Formadores de canais
- Importância
FIM