aula 2-Bio CelMol (1)

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Biologia	
  Celular	
  e	
  Molecular	
  
	
  
	
  
	
  
Beatriz	
  Patricio	
  
AULA	
  2	
  
Composição e Estrutura Molecular das 
Membranas Biológicas 
Membrana plasmática 
 
 
 
•  Circundam a célula; 
•  Separam o citosol do ambiente extracelular; 
•  Gradiente de íons através da membrana, importantes para sintetizar ATP, 
gerar sinais elétricos, etc; 
•  Separa o conteúdo de cada organela do citosol, obedecendo a diferença 
de cada um. Membranas do retículo endoplasmático, mitocôndria, 
aparelho de Golgi, dentro outras. 
Membrana plasmática 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lipídios	
   Proteínas	
   Carboidratos	
  
Formam uma dupla 
camada que 
confere estabilidade 
e flexibilidade 
Sensores de sinais 
externos; 
Receptores: transferem 
informação para célula; 
Conectar-se ao 
citoesqueleto. 
Composição básica 
Interação não covalente 
Formam a bicamada lipídica. 
Existem 3 grandes classes de lipídeos: fosfolipídios (mais abundantes), 
esteróis e glicolípidios. 
Confere rigidez. 
Duas	
  caudas	
  de	
  hidrocarbonato	
  
	
  
Ácidos	
  graxos	
  de	
  14-­‐24	
  átomos	
  
de	
  carbono	
  
Ligação	
  
dupla	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Lipídio: todas são ANFIFÍLICAS ou ANFIPÁTICAS 
EXTREMIDADE	
  
HIDROFÍLICA	
  
EXTREMIDADE	
  
HIDROFÓBICA	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Colesterol	
  
Atuam na “barreira de permeabilidade” 
 
Possui uma estrutura em anel rígida (anel esteróide) 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Lipídio: 
•  Se agregam espontaneamente! 
•  As caudas hidrofóbicas interagem entre si e as parte hidrofílica é exposta na 
água. 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Lipídio: 
Menos	
  
comum	
  
Fluidez	
  de	
  Membrana	
  
•  Regulado de forma precisa: 
•  Processos de transporte; 
•  Cessam atividades enzimáticos; 
•  Dependente: 
•  Composição 
•  Temperatura 
•  Exemplo 1: membrana feita de um único tipo de fosolipídeo 
 
Estado líquido estado cristalino rígido (gel) 
 
 
Colestetol 
•  Exemplo 2: temperatura de congelamento é menor quando as 
cadeias são curtas ou possuem ponta dupla. 
 
Transição	
  
Fase	
  
Fluidez	
  de	
  Membrana	
  
•  Colesterol: 
•  Reduz a permeabilidade da membrana: diminui a mobilidade dos 
primeiros grupos CH2; 
•  Impede que as cadeias de hidrocarboneto se aproximem e 
cristalizem; 
•  Inibe a transição de fases. 
 
 
 
 
 
A	
  parede	
  celular	
  confere	
  estabilidade	
  
mecânica	
  as	
  membranas	
  biológicas.	
  
Fluidez	
  de	
  Membrana	
  
•  Tráfego	
  da	
  membrana	
  
•  Sinalização	
  celular:	
  passagem	
  de	
  
sinais	
  extracelulares	
  para	
  
intracelular	
  
•  Ligação	
  à	
  proteínas	
  
membranares	
  
Assimetria	
  da	
  Membrana	
  PlasmáDca	
  
A assimetria dos lipídeos permite uma variação na composição de proteínas na 
bicamada; 
 Proteína-cinase C (PKC) 
 
Modificação nos lipídeos para que proteínas específicas se liguem; 
 Fosfatidilinositol: camada citosólica e se liga a fosfoinositídio 3-cinase 
 (PI 3-cinase) 
 
Converter sinais extracelulares para intracelulares 
 Fosfolipases: clivar moléculas fosoflipídicas específicas e seus 
 fragmentos atuam como mediadores celulares 
 
Sinalizador de morte celular: fosfatidilserina é translocada da camada citosólica 
 para extracelular. 
 
 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Glicolipídeos: 
•  Camada não-citosólica; 
•  Esfingosina: esfingomielina; 
•  Auto-associação por ligação de hidrogênio e interações de van der Waals; 
•  Açucar é adicionado no aparelho de Golgi e quando adicionados a membrana 
são expostos na porção extracelular; 
•  Mais complexo: gangliosídeos: oligossacarídeos com um ou mais resíduo de 
ácido siálico. São encontrados em 5-10% nas células nervosas. 
•  Protegem as células contra severas condições (como baixo pH, enzimas, 
etc); 
•  Alteram o campo elétrico (concentração de Ca2+); 
•  Reconhecimento celular; 
•  Porta de entrada para toxinas bacterianas 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
•  Desempenham a maioria das funções específicas da membrana; 
•  Responsáveis pelas carcaterísticas e propriedades funcionais; 
•  Quantidade e tipos de proteínas são variáveis, sendo no geral ~50% da massa; 
•  São moléculas grandes; 
•  A forma como se associam a MP será reflexo da sua função. 
•  Função 
Ancoradas	
  
Periféricas	
  
Transmembrana	
  
(integrinas)	
  Transporte	
  de	
  proteínas	
  
Reconhecimento	
  celular	
  
Comunicação	
  célula	
  a	
  célula	
  
Organização	
  tecidual	
  (aderência)	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  
Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
Proteínas	
  transmembrana	
  
•  Anfi\licas;	
  
Cadeira	
  
lipídica	
  
Glicosil	
  inosotol	
  
Inserções	
  não	
  covalentes	
  
Proteínas	
  Periféricas	
  de	
  Membrana	
  
Proteínas	
  Integrais	
  de	
  Membrana	
  de	
  Passagem	
  
Única	
  ou	
  MúlDpla	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
•  Proteína	
  transmembrana	
  possui	
  orientação	
  única	
  
•  Função	
  extracelular	
  diferente	
  da	
  citosólica	
  
•  Cadeia	
  polipepcdica	
  que	
  atravessa	
  a	
  membrana	
  =	
  
composta	
  por	
  aminoácidos	
  de	
  cadeia	
  lateal	
  
hidrofóbicos	
  
•  A	
  formação	
  de	
  ligação	
  H	
  são	
  maximizadas	
  se	
  a	
  
cadeia	
  polipepcdica	
  formar	
  hélice	
  alfa	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  
Biológica	
  
As	
  hélices	
  alfa	
  
podem	
  interagir	
  
com	
  hélices	
  
vizinhas	
  e	
  formar	
  
domínios	
  
As	
  hélices	
  alfa	
  tem	
  locais	
  
específicas	
  
	
  	
  
Interagem	
  com	
  outras	
  
regiões	
  polipepcdicas	
  
	
  
Diferentes	
  estruturas	
  
secundárias	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Canais transmembrana / Barris beta 
 
•  O número de fitas beta varia entre 8 e 22. 
•  Proteínas formadoras de poros ou ancoramento de enzimas; 
•  Cadeias laterais polares: centro do canal 
•  Cadeias laterais apolares: exterior do barril; 
•  Bactérias, mitocôndria e cloroplasto 
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
 
Muitas atuam como complexos de 
múltiplos componentes 
 
 
Difusão das proteínas 
Difusão	
  rotacional	
  
Difusão	
  lateral	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
•  Maioria	
  das	
  proteínas	
  transmembranas	
  
das	
  células	
  animais	
  é	
  glicosilada;	
  
•  Cadeias	
  de	
  oligossacarídeos	
  na	
  porção	
  
não-­‐citosólica;	
  
•  Ligação	
  dissulfeto;	
  
•  Cadeias	
  de	
  oligossacarídeos	
  e	
  
polissacarídeos	
  (proteoglicanos)ligadas	
  
a	
  proteínas	
  e	
  lipídios	
  de	
  maneira	
  
covalente	
  	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Glicocálice ou revestimento celular: 
 
Superfície celular rica em carboidratos; 
 
Podem ser visualizadas com corantes específicos; 
 
Função: 
 Proteger a célula de danos químicos ou mecânicos 
 Manter distância entre as células 
 Reconhecimento celular 
 
Cadeias de açúcares diversas: 15 açúcares, com e sem ramificações, unidos 
por vários tipos ligações covalentes 
 
Glicocálice	
  
Ra#s	
  Lipídicos	
  ou	
  Balsas	
  Lipídicas	
  
•  Mais	
  espessos	
  que	
  
outras	
  áreas	
  da	
  
bicamada;	
  
•  Concentram	
  lipídios	
  
sinalizadores	
  
(esfingoliídeos	
  e	
  
coleterol);	
  
•  Proteínas	
  efetuadoras	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
 
Distribuição não uniforme das proteínas 
 
 
Distribuição	
  de	
  lípidio	
  e	
  
proteínas	
  diferenciada	
  
Agregados	
  
PTN	
  extracelulares	
  
PTN	
  intracelular	
  
PTN	
  super\cie	
  de	
  
outra	
  célula	
  
Regiões	
  envolvidas	
  a	
  endocitose,	
  ricas	
  em	
  
esfingolipídieos	
  e	
  colesterol	
  
ConsDtuintes	
  Moleculares	
  da	
  Membrana	
  Biológica	
  
Proteínas: 
 
A membrana do espermatozoíde é 
formada por 3 domínios distintos. 
 
 As moléculas se difundem 
dentro do seu próprio domínio 
 
 
Proteínas do Citoesqueleto: 
 
 
Anomalias	
  =	
  
anemia	
  
Proteínas do Citoesqueleto: 
 
 
A rede de citoesqueleto cortical abaixo da MP 
 
-  Restringe a difusão das PTN ancoradas a eles; 
-  Barreiras mecânicas à difusão : divide a MP em “currais”; 
-  Quanto maior o domínio citosólico, mais difícil é a difusão de “currais”. 
•  hhp://www.johnkyrk.com/cellmembrane.pt.html	
  
•  Vídeo:	
  membrana	
  plasmáDca