estrutura funçao membrana e transporte

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Estrutura e função das membranas celulares e transporte pelas membranas
Disciplina de Biofísica – Curso de Estética
UNISA - 2017
Profa. Dra. Camila Sayuri Matsumoto
A membrana plasmática define os limites celulares e mantem as diferenças essenciais entre os ambientes fora e dentro da célula.
Delimita as organelas nas células eucarióticas:
Retículo endoplasmático
Aparelho de Golgi
Mitocôndria
Cloroplasto
Lisossomo
Peroxissomo
Núcleo
Principais funções da membrana
Características gerais:
Autosselantes
Flexíveis
Tráfego molecular (transferência de informações – hormônios)
Endocitose
Divisão celular
Movimentos celulares (ameboide)
Seletivamente permeáveis
Transporte através da membrana
Excitáveis
Transferência de estímulos físico-químicos
Caudas apolares (hidrofóbicas)
Cabeça Polar
(hidrofílica)
Ligação dupla em cis
Cabeça polar
Caudas apolares
Representação esquemática
Fórmula química
Modelo de preenchimento espacial
Símbolo
O efeito hidrofóbico
Tendência da água de minimizar seu contato com moléculas hidrofóbicas.
“Agregados oscilantes” das moléculas de água na faze aquosa
Moléculas de água altamente ordenadas formam “gaiolas” ao redor das cadeias alquílicas hidrofóbicas
Grupo hidrofóbico
“Grupo-cabeça” hidrofílico
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O efeito hidrofóbico
Dispersão dos lipídios na H2O
Cada molécula de lipídio força as moléculas circundantes da H2O a se tornarem altamente ordenadas
Agregados de moléculas de lipídios
Apenas as porções de lipídios na margem do agregado forçam o ordenamento da água. Poucas moléculas de H2O são ordenadas, e a entropia é aumentada
Micelas
Todos os grupos hidrofóbicos são sequestrados da água; uma concha de moléculas de H2O é minimizada, e a entropia é aumentada
Mais moléculas de água livre: processo energeticamente favorável!
Membrana Plasmática: Bicamada lipídica
Face externa da membrana: voltada para água
Face interna da membrana: protegida da água
Propriedade: autosselamento! Os lipídeos tendem a se rearranjarem espontaneamente para evitar bordas livres.
Zona clara: cadeias de hidrocarbonetos dos lipídios
Zona escura: proteínas em ambas faces hidrofílicas
Não contém água no seu interior. 
Bordas hidrofóbicas: tendência de dobrarem-se sobre si mesmas = formam vesículas
Vesícula ou lipossomo: estabilidade em meio aquoso
Estudo do movimento de difusão de lipídeos marcados: FLUIDEZ DA MEMBRANA!
Modelo do mosaico fluido
Orientação das proteínas é assimétrica = assimetria funcional das faces da membrana;
Os ácidos graxos e proteínas movimentam-se livremente no plano da membrana
Características gerais:
Fosfolipídeos em bicamada;
Proteínas embebidas na bicamada lipídica por interações hidrofóbicas;
A fluidez da membrana depende de vários fatores:
Composição lipídica: 
tamanho 
presença de insaturações
natureza
Temperatura
Presença de moléculas de colesterol
Modelo do mosaico fluido
Dinâmica da membrana – Composição lipídica
A presença de insaturações produzem torções na cadeia que as tornam mais difíceis de se agruparem.
Presença de insaturações: pontes duplas aumentam a fluidez;
Tamanho dos hidrocarbonetos: hidrocarbonetos de cauda curta empacotam menos:
Natureza dos lipídios: os diferentes grupos substituintes da cabeça ou as diferentes cadeias lineares alquil concedem diferentes características físicas e químicas aos lipídios.
Dinâmica da membrana - temperatura
Temp. fisiológica: estado líquido ordenado lipídeos com movimentação livre.
Ordenado
Abaixo de temperaturas fisiológicas = lipídeos em estado semi-sólido
Desordenado
Acima de temperaturas fisiológicas = lipídeos em constante movimento. 
Maior Difusão lateral
Presença de colesterol – efeito local:
Aumenta o empacotamento dos lipídeos (aumenta rigidez);
Diminui a permeabilidade a pequenas moléculas solúveis em água. 
Impede que as cadeias de hidrocarbonos agrupem-se e cristalizem.
Dinâmica da membrana - Colesterol
Movimento dos lipídios
Requer que o grupo polar ou carregado da cabeça do fosfolipídio deixe seu meio aquoso e mova-se para o interior hidrofóbico.
Importância:
Manter a assimetria;
Cria uma superfície maior na bicamada: gera curvatura na membrana -dobramento da membrana e brotamento de vesículas
 Proteínas catalisam o movimento através da bicamada, com gasto de ATP:
Movimento flip-flop.
Funções das proteínas de membrana
Elos
Transporte pela membrana
Direção do fluxo de solutos
Difusão simples:
Fluxo de soluto por uma membrana a favor de um gradiente de concentração.
Princípios básicos:
Moléculas pequenas;
Sem carga;
Preferencialmente apolares. 
Difusão de solutos com carga
Potencial de membrana
Gradiente eletroquímico
Transporte pela membrana
As membranas celulares possuem proteínas de membrana que auxiliam a passagem dos solutos 
Transporte pela membrana
A diferente localização dos diferentes tipos de proteínas transportadoras auxiliam células e organelas a executarem suas respectivas funções.
Transporte pela membrana
Tipos de transporte pela membrana
Difusão simples
Difusão facilitada
Transporte ativo
Gases
Pequenas moléculas sem carga
Grandes moléculas polares sem carga 
Íons
Moléculas polares carregadas
Permeável
Permeável
Pouco
Permeável
Impermeável
Impermeável
Impermeável
Álcool
Água
Glicose, Frutose
Amino Ácidos, ATP, Glicose-6-fosfato, proteínas, Ácidos Nucleicos
Há diferenças entre a
composição dentro e fora
da célula;
A distribuição de íons
dentro e fora da célula é
controlada por proteínas
integrais de membrana
(transportadoras e de
canal) e, em parte, pelas
características de
permeabilidade da própria
bicamada.