bio A93 aula 02

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Biologia Celular e Molecular 
BIO 158 
Medicina Veterinária 
Prof. Emilio Lanna 
 
ESTRUTURA DAS MEMBRANAS 
 
AULA 03 
Programa da aula: 
1) Bicamada lipídica 
 
2) Proteínas de membrana 
 
3) Carboidratos associados às membranas celulares 
 
 
MEMBRANA PLASMÁTICA? 
Envolve e delimita a célula, criando compartimentos. 
 
Filme fluido e fino. 
 
Composto por lipídios e proteínas. 
Alberts et al. 2011 
Funções: 
Alberts et al. 2011 
Compartimentalização 
Recepção de sinais do ambiente e comunicação entre 
células ①. 
Permeabilidade seletiva ② 
Transdução de energia ③. 
Funções: 
Alberts et al. 2011 
Transporte de solutos 
Permeabilidade seletiva 
Ambiente homeostático 
Suporte para atividades bioquímicas 
 
A bicamada lipídica 
Característica de todas as membranas. 
Responsáveis pelas propriedades gerais. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
Formada por lipídeos anfipáticos. 
Os mais comuns são os fosfolipídios. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
Fosfatidilcolina: 
Mais comum dentre os fosfolipídios. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
Fosfolipídios de membrana são anfipáticos, enquanto 
outros lipídeos são hidrofóbicos. 
Alberts et al. 2011 
Lipídio hidrofóbico 
Hidrofílico x Hidrofóbico 
< gasto de energia; 
depende da polaridade das 
moléculas. 
Alberts et al. 2011 
Menos estáveis; 
Maior gasto energético; 
Cria “fases” facilmente. 
Hidrofílicas Hidrofóbicas 
Longa cadeia de C → apolar! 
 
Cauda hidrofóbica. 
Alberts et al. 2011 
Hidrofílico x Hidrofóbico 
A bicamada lipídica 
Lipídios simples (uma cadeia) formam micelas, enquanto 
fosfolipídios formam bicamadas. 
Alberts et al. 
A bicamada lipídica 
As bicamadas são formadas com água em ambos os lados da 
membrana. 
Água não atravessa a bicamada lipídica. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
Bicamadas de fosfolipídios tendem a fechar 
expontaneamente. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
A membrana plasmática age como um líquido bidimensional. 
Lipídios trocam de lugar uns com os outros. 
Essencial para exercer as suas funções. 
http://www.youtube.com/watch?v=0ekfkxwl5bQ&list=PLAC919FD76880441F&inde
x=46&feature=plpp_video 
A bicamada lipídica 
As bicamadas são assimétricas: 
A bicamada lipídica 
A fluidez da bicamada pode ser estudada com bicamadas 
lipídicas sintéticas. 
Alberts et al. 2011 lipossomos 
Lipossomos 
Constituídos por fosfolipídios. 
Podem formar multicamadas. 
Utilizado como transportador de drogas e para estudar a 
atividade de proteínas e das membranas lipídicas. 
https://www.youtube.com/watch?v=04SP8Tw3htE 
A bicamada lipídica 
Alberts et al. 2011 
 Flipases 
Fluidez das bicamadas depende da movimentação dos 
lipídios. 
Deslocamento é muito rápido. 
+ fácil 
ca. 30 mil rpm 
Não ocorre 
espontaneamente 
A bicamada lipídica 
A fluidez da bicamada depende da sua composição. 
Cadeias de 
hidrocarbono 
insaturadas 
Cadeias de 
hidrocarbono 
saturadas 
A bicamada lipídica 
Saturação das caudas dos lipídios 
A bicamada lipídica 
A fluidez da bicamada depende da sua composição. 
Colesterol diminui a fluidez em células animais. 
Alberts et al. 2011 
A bicamada lipídica 
A fluidez da bicamada depende da sua composição. 
A bicamada lipídica 
A fluidez da bicamada depende da temperatura. 
Consistência de gel Consistência de fluido 
A bicamada lipídica 
Balsas lipídicas - rafts 
Regiões especializadas ricas em esfingolípideos (ácidos graxos 
longos e saturados) e colesterol. 
É mais espessa e acomoda melhor proteínas, que se acumulam. 
Função: concentração de proteínas para transporte, recepção de 
sinais. 
A bicamada lipídica 
Como as bicamadas crescem e permanecem assimétricas? 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
Além dos lipídios, diversas proteínas são encontradas na 
membrana plasmática. 
Proteínas de membrana 
Proteínas de membrana desempenham diversas funções. 
Alberts et al. 2011 
Bomba de Na+ Integrinas Receptor de 
fatores de 
crescimento 
Adenilato-
ciclase 
Ex: 
Proteínas de membrana 
Podem ser integrais ou periféricas. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
PTNs integrais atravessam a bicamada como a-hélice. 
Alberts et al. 2011 
Ligações peptídicas são polares (hidrofílicas). 
Permite que os resíduos de amino ácidos 
formem pontes de hidrogênio enovelando o 
peptídeo em a-hélice. 
A organização em a-hélice permite que 
somente os amino ácidos hidrofóbicos 
fiquem expostos à região hidrofóbica da 
bicamada. 
Proteínas de membrana 
PTNs integrais atravessam a bicamada como a-hélice. 
Alberts et al. 2011 
Essa organização permite a 
criação de poros hidrofílicos 
através da bicamada. 
 
Transporte de pequenas 
moléculas solúveis em água. 
Proteínas de membrana 
PTNs integrais atravessam a bicamada como a-hélice. 
A passagem através da 
bicamada pode ser uni- ou 
multipassos. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
PTNs integrais também podem ser barris-b 
Proteínas dobradas em folhas b. 
Alberts et al. 2011 
WikiCommons 
Proteínas dobradas em folhas b são caracterizadas por terem 
domínios que se ligam entre si por pontes de hidrogênio. 
Diferem das a-hélices por não se enovelar. 
Proteínas de membrana 
PTNs integrais também podem ser barris-b 
Proteínas dobradas em folhas b. 
Os resíduos voltados para o interior são hidrofílicos. 
Porina – canais de água na membrana de bactérias. 
Alberts et al. 2011 
http://www.youtube.com/watch?
v=AHT37pvcjc0&list=PLAC919FD7
6880441F&index=32&feature=pl
pp_video 
Proteínas de membrana 
Estudo da estrutura e função das proteínas é dificultado pela 
sua natureza anfipática. 
Podem ser estudadas utilizando detergentes. 
Proteínas de membrana 
Detergentes possuem apenas uma cadeia hidrocarbonada. 
Proteínas de membrana 
Poucas proteínas de membrana têm estrutura completa conhecida 
Bacteriorrodopsina adquire energia a partir de fótons e bombeia prótons para o citosol. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
O movimento das ptns é restrito na membrana 
Experimento de Frye & Edidin (1970) 
Visão simplista – proteínas em um mar de lipídios. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
Estudando a movimentação das proteínas 
Método de fotoclareamento 
Quanto mais rápida a 
recuperação, mais móvel é a 
proteína. 
Link: bit.ly/Qy4hST 
A
lb
er
ts
 e
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al
. 2
0
1
1
 
Proteínas de membrana 
Alberts et al. 2011 
Estudando a movimentação das proteínas 
Rastreamento de uma única 
proteína. 
Para estudar o comportamento de proteínas 
isoladas, utiliza-se detergentes e lipossomos. 
Proteínas de membrana 
Facilmente encontrada em 
epitélios. 
O movimento das ptns pode ser limitado por diferentes maneiras 
Ligadas ao 
córtex celular 
Matriz extra-
celular 
PTNs de 
outras células 
Barreiras de 
difusão. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
A membrana é reforçada internamente 
O formato típico das hemácias é dado 
pela associação da membrana com o 
córtex celular. 
Alberts et al. 2011 
Proteínas de membrana 
A membrana é reforçada internamente 
Carboidratos revestem as membranas 
 Glicocálix 
 Superfície não-citosólica 
 Composição: açúcares ligados a proteínas ou lipídeos 
A
lb
erts et al. 2
0
1
1
 
GLICOLIPÍDIOS: carboidratos + lipídios. 
GLICOPROTEÍNAS: carboidratos + PTN. 
Carboidratos revestem as membranasGlicocálix 
 Superfície não-citosólica 
 Composição: açúcares ligados a proteínas ou lipídeos 
Funções: proteção, movimento, adesão e reconhecimento celular 
Carboidratos revestem as membranas 
 Glicocálix 
 Superfície não-citosólica 
 Composição: açúcares ligados a proteínas ou lipídeos 
Funções: proteção, movimento, adesão e reconhecimento celular 
O reconhecimento de carboidratos da superfície celular é o primeiro passo da sua 
migração do sangue para o local de infecção. 
Carboidratos revestem as membranas 
 Glicocálix 
 Superfície não-citosólica 
 Composição: açúcares ligados a proteínas ou lipídeos 
Funções: proteção, movimento, adesão e reconhecimento celular 
http://www.youtube.com/watch?v=WEGGMaRX8f0&list=PLAC9
19FD76880441F&index=12&feature=plpp_video 
 Modelo do Mosaico Fluido – Singer & Nicolson, 1972 
 Composição: lipídeos, proteínas e carboidratos 
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