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MEMBRANA PLASMÁTICA & TRANSPORTES TRANSMEMBRANARES Prof. Dr. Raphael do Nascimento Pereira Universidade da Amazônia – UNAMA Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS Membranas celulares • Importante componentes de todas as células • É uma barreira de permeabilidade que permite à célula manter uma composição interna diferente da composição do meio extracelular • Contém enzimas, receptores e antígenos que tem atividade crucial na interação entre a célula e o meio externo (extracelular), outras células, hormônios e outros agentes reguladores • As membranas também recobrem determinadas organelas celulares (ex.: mitocôndrias) e por isso possuem atividade primordial em diversos processos bioquímicos (ex.: transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa) Membranas celulares Membrana plasmática • Estrutura (composição): • Moléculas de fosfolipídios • Bicamada fosfolipídica • Responsável pelas propriedades de permeabilidade passiva das membranas (estabelecer uma interface entre o meio intracelular e o meio extracelular) • Porção hidrofílica ou polar – grupamentos terminais (“cabeça”) - fosfato • Porção hidrofóbica ou apolar – região central (“cauda”) – ácidos graxos (lipídios) Membrana plasmática Membrana plasmática • Estrutura (composição): • Moléculas de fosfolipídios • Principais fosfolipídios presentes na membrana plasmática: • Lecitinas • Esfingomielinas • Amino fosfolipídios • Fosfatidilglicerol • Fosfatidilinositol • Cardiolipina • Bifosfato de fosfatidilinositol Membrana plasmática • Estrutura (composição): • Bicamada fosfolipídica • Colesterol – um dos principais componentes da membrana plasmática • Auxilia na manutenção da fluidez da membrana – ajuda o processo de transporte de substâncias através da bicamada fosfolipídica • Glicolipídios (carboidratos) – associação entre carboidratos e lipídios – associados às glicoproteínas formam o glicocálix • Atua no reconhecimento de substâncias ou outras células que atingem a membrana celular • Durante a nutrição celular, substâncias ou agentes nocivos podem tentar adentrar no citoplasma, assim, o glicocálix atua na identificação desses agentes e na rejeição da sua atuação Membrana plasmática Membrana plasmática • Estrutura (composição): • Proteínas de membrana • Proteínas intrínseca (transmembrana) – atravessam a dupla camada fosfolipídica • Proteínas extrínsecas (periféricas) – associam-se à superfície externa da membrana • Podem ser: enzimas, proteínas de transporte, receptores hormonais e neurotransmissores • Glicoproteínas: associação entre carboidratos e proteínas de membrana – formação do glicocálix. • A partir da leitura da substância / estrutura que colidiu com a membrana celular, é capaz de modular as propriedades físico-químicas da membrana, como solubilidade e viscosidade Membrana plasmática MODELO DE MOSAICO FLUIDO Membrana plasmática • Principais funções da membrana celular: • LIMITES • Limitar a extensão do citoplasma • PROTEÇÃO • Proteção das organelas e substâncias celulares • PERMEABILIDADE SELETIVA • Passagem (transporte) seletiva de substâncias Membrana plasmática • Barreira de permeabilidade: • As membranas biológicas servem como barreiras de permeabilidade para determinadas substâncias • Grande parte das moléculas presentes nos sistemas vivos são hidrossolúveis – fracamente solúveis no meio não-polar (Ex.: interior da bicamada fosfolipídica) • Passagem seletiva de substâncias – Manutenção de diferenças na concentração de substâncias entre o citoplasma e o líquido extracelular Transportes transmembranares • Transporte pela membrana – transporte por vesículas: • Endocitose: permite que partículas penetrem na célula sem passar pela membrana plasmática – acontece a partir da deformação da membrana celular com o intuito de serem criadas vesículas que irão envolver a partícula em questão. • Fagocitose (“célula comendo”): captação de partículas através de uma vesícula (emite pseudópodes [“falsos pés”] que englobam a partícula). • Pinocitose (“célula bebendo”): captação de moléculas solúveis através de uma vesícula (captação feita através da invaginação do material solúvel. • Exocitose: eliminação de partículas celulares através de vesículas Transportes transmembranares • Transporte pela membrana – transporte por vesículas: Transportes transmembranares • Transporte pela membrana – transporte por vesículas: Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (passivo): sem gasto energético • Difusão simples: • Transporte de substâncias permeáveis à membrana devido a diferença de concentração entre os dois meios. • A magnitude da difusão através da membrana é diretamente proporcional à área da membrana e também à diferença na concentração da substância em difusão nos dois lados da membrana • Por outro lado, a magnitude da difusão será inversamente proporcional à espessura da membrana Lei de Fick Transportes transmembranares • Transporte através das membranas: • Difusão simples: Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (passivo): • Difusão facilitada: • Transporte de substâncias por diferença de concentração, através do auxílio de uma proteína de membrana (integrada). Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (passivo): • Osmose: • Passagem do solvente de uma solução mais diluída para outra com maior concentração. • Solvente = água • Soluto = partículas sólidas Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (ativo): • Transporte de moléculas através da membrana celular contra o gradiente de concentração – há gasto energético. • Mediado por proteínas transportadoras específicas. • A molécula a ser transportada liga-se à proteína de membrana (transportadora) – A proteína transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana, em seguida, gira novamente, voltando à posição inicial. Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (ativo): Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (ativo): • Primário: necessita de uma proteína carreadora, a qual consegue fracionar uma molécula de trifosfato de adenosina (ATP) para gerar energia e deslocar a molécula. Um dos transportes mais comuns no corpo humano que usa esse transporte é a bomba de sódio-potássio (Na+/K+ -ATPase). Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (ativo): • Secundário: transporte realizado em concomitância ao transporte primário, aproveitando a energia potencial utilizada para realizar o primeiro trabalho. • Co-transporte: mecanismo de transporte ativo através do qual uma substância é transportada contra um gradiente eletroquímico, aproveitando a "carona energética" de uma outra substância que é transportada a favor de seu gradiente eletroquímico, ambas sendo transportadas no mesmo sentido • Contratransporte: mecanismo de transporte ativo através do qual uma substância é transportada contra um gradiente eletroquímico, aproveitando a "carona energética" de uma outra substância que é transportada a favor de seu gradiente eletroquímico, sendo as duas substâncias transportadas em sentidos opostos. Transportes transmembranares • Transporte através das membranas (ativo): • Próxima aula: Bioeletrogênese e excitabilidade; Propriedades gerais das células excitáveis; Potencial de ação; Transmissão sináptica. MEMBRANA PLASMÁTICA & TRANSPORTES TRANSMEMBRANARES Prof. Dr. Raphael Pereira Contato: raphaelnpfisio@yahoo.com.br
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