Aula 2 Membranas (Estrutura e Transporte) FABIO

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Todas as membranas biológicas apresentam a mesma constituição 
básica: 
As membranas biológicas definem o limite externo das células e 
regulam o trânsito molecular. 
Sistema de endomembranas – divide a célula em compartimentos. 
As membranas biológicas são constituídas de lípidios polares, 
proteínas e carboidratos (glicoproteínas e glicolipídios) 
Tipos de Lipídios nas membranas: 
Três Classes Principais de Lipídios nas Membranas: 
1- 
2- 
Três Classes Principais de Lipídios nas Membranas: 
3- 
Três Classes Principais de Lipídios nas Membranas: 
Composição Lipídica da Membrana Plasmática e das Membranas de 
Diferentes Organelas – Hepatócito Rato 
As membranas biológicas são uma 
bicamada de fosfolipídios – regiões 
não polares voltadas para dentro e 
as regiões polares para o exterior. 
As membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na 
qual estão inseridas diversas proteínas. 
Modelo do Mosaico Fluido 
Video 
Os lipídios podem se movimentar ao longo das membranas 
celulares: 
Movimentação dos lipídios na membrana 
A mobilidade dos lipídios depende de algumas 
características químicas da membrana: 
- Tamanho das caudas de hidrocarbonetos; 
- Grau de insaturação; 
- Temperatura; 
 
OBS.: 
caudas de hidrocarbonetos curtas e insaturadas 
– maior fluidez 
 maior temperatura – maior fluidez 
Assimetria da bicamada lipídica é funcionalmente importante: 
As membranas biológicas compartilham algumas 
propriedades: 
- Impermeáveis a maioria dos solutos polares ou carregados; 
- Permeáveis aos compostos não-polares; 
Proteínas de Membrana 
Proteínas de Membrana 
- Proteínas periféricas; 
- Proteínas integrais; 
Proteínas de Membrana 
Nas membranas as proteínas podem realizar diversas 
funções, como: 
 
• transportadores 
• estruturas de ligação 
• receptores 
• enzimas 
Nas membranas as proteínas podem realizar diversas funções, como: 
A fusão de membranas é essencial em alguns processo 
biológicos: 
Transporte de Solutos Através da Célula 
Existem dois tipos de transporte de solutos através da 
célula: 
 
•Transporte em Quantidade ou em Massa - A membrana da célula se 
deforma para a passagem de partículas. 
 
•Transportes através da Membrana – Soluto atravessa a membrana. 
 
Endocitose – A substância entra na célula SEM passar pela 
membrana plasmática. Formam-se vesículas pela invaginação da 
membrana. 
 
Tipos: Pinocitose e Fagocitose 
• Fagocitose: a célula emite evaginações, ou prolongamentos 
(pseudópodos), que capturam a partícula. 
 
• Pinocitose: a célula invagina (dobra para dentro) sua 
membrana em uma região específica, para captura da partícula. 
 
Pinocitose Fagocitose 
Endocitose 
Transporte através das membranas 
O Transporte mediado por carreadores 
apresenta 
 Saturação 
 Especificidade: transportador GLUT para hexoses 
 Competição. 
 Conceitos já discutidos para enzimas 
 Difusão facilitada 
 Ex: glicose permease dos eritrócitos 
- Difusão através da membrana 
Difusão (Simples): produto do movimento térmico aleatório, ou 
browniano, de átomos ou moléculas, resultando na distribuição 
uniforme dos mesmos. 
Transporte através das membranas 
 OSMOSE 
Fluxo de água através de uma membrana semipermeável, do 
compartimento onde o soluto está em menor concentração para onde a 
concentração de soluto é maior. 
AQUAPORINAS 
Eritrócitos incham ou encolhem frente a alterações da 
osmolaridade – possuem muitas aquaporinas. 
- Difusão facilitada (ou transporte passivo): Dependente de canal 
transportador 
interior 
exterior 
D-glicose 
Passo 1 
Passo 2 
Passo 3 
Passo 4 
Transporte da glicose para 
dentro dos eritrócitos: 
Difusão facilitada 
O transportador da glicose é 
uma proteína integral da 
membrana. 
As moléculas movem-se a 
favor de um gradiente de 
concentração. 
O processo não exige 
energia. 
 
http://programs.northlandcollege.edu/biology/Biology1111/animations/transport1
.html 
 
O Transporte ativo exige gasto de energia 
proveniente do ATP 
 transporta moléculas contra um 
gradiente de concentração; 
 cria um estado de desequilíbrio; 
 Precisa de energia externa; 
 Direta ou indiretamente da ligação 
fosfato de alta energia do ATP. 
Mecanismos de Transporte Ativo 
Transporte único 
Uniporte 
Transporte duplo 
Co-Transporte 
Simporte 
Contra-Transporte 
Antiporte 
Três classes gerais de sistemas transportadores 
Mecanismo de Transporte de Transportadores e Canais 
protéicos 
Tipos de transporte ativo 
Transporte ativo primário 
 
Transporte ativo secundário 
(gera gradiente eletroquímico) 
Todo transporte ativo secundário depende em última análise do transporte ativo primário. 
Tipos de transporte ativo 
SIMPORTE 
 
No simporte as duas substâncias que participam do transporte são carregadas para a mesma direção, 
as proteínas simporte possuem uma conformação estrutural muito específica e diferente que lhes 
permite se ligar a dois solutos diferentes para serem carregados na mesma hora. O simporte encontra-
se acoplado e depende diretamente do gradiente de prótons gerado no transporte ativo primário. 
ANTIPORTE 
 
O transporte conhecido como antiporte, ou contra transporte, é o transporte de duas ou mais 
substâncias através de proteínas integrais carreadoras da membrana citoplasmática, chamadas 
antiportes, sendo que os solutos são transportados em direções contrárias: um para o interior e outro 
para o exterior da célula. Para isso, a proteína aproveita o gradiente eletroquímico de um íon 
inorgânico para impulsionar o transporte de outro soluto contra o seu gradiente, sem o uso do ATP. 
Um exemplo muito importante desse tipo de transporte é o permutador Na+ / Ca²+. 
O transportador liga 3 Na+ 
do interior da célula 
Fosforilação favorece 
conformação II 
O transportador 
libera 3 Na+ para 
o exterior e liga 2 
K+ do exterior da 
célula 
Defosforilação 
favorece a 
conformação I 
O transportador 
libera 2 K+ para o 
interior da célula 
interior exterior 
O transporte ativo 1ário usa 
ATP como fonte de energia. 
Assim, muitos destes 
transportadores são 
conhecidos como ATPases. 
Algumas ATPases são 
denominadas bombas, 
como é o caso da bomba 
sódio-potássio (ou Na+-K+- 
ATPase). 
Esta bomba mantém os 
gradientes de [ ] do Na+ e 
K+ através da membrana 
celular. 
Galactosíde
o permease 
Lactose 
(exterior) 
Bomba de próton 
(inibida por CN-) 
Lactose 
(interior) 
combustí
vel 
Gradiente de íons fornece a energia para transporte ativo secundário: o transporte 
primário de H+ para fora da célula, dirigido pela oxidação de uma variedade de 
combustíveis, estabelece um gradiente de próton e um potencial elétrico (interior 
negativo) através da membrana. 
Simporte (ou Co-transporte) 
Galactosíde
o permease 
Lactose 
(exterior) 
Bomba de próton 
(inibida por CN-) 
Lactose 
(interior) 
combustí
vel 
Transporte ativo secundário da lactose para dentro da célula envolve o simporte de 
H+ e lactose pelo transportador galactosídeo. A captação de lactose contra o seu 
gradiente de [ ] é inteiramente dependente do fluxo de H+ , direcionado pelo 
gradiente eletroquímico. 
Simporte (ou Co-transporte) 
Simporte sódio-glicose 
Este transportador usa o 
potencial de energia do 
gradiente de [ ] do Na+ para 
transportar a glicose contra o 
seu gradiente de [ ]. 
 
Quando o carreador abre-se 
para o fluido extracelular, existe 
um sítio de ligaçãocom alta 
afinidade pelo Na+ e um sítio 
com baixa afinidade pela 
glicose. 
Transporte ativo secundário 
Simporte Na+-Glicose 
Transporte ativo 
secundário Transporte ativo 
primário 
O cotransporte é um 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. 
 
Na animação acima podemos notar que a proteína transportadora apresenta um 
sítio receptor para a fixação do íon sódio, voltado para o lado externo da 
membrana celular, e um sítio receptor para a fixação da glicose, também voltado 
para o lado externo da membrana. Tanto o sódio quanto a glicose são 
transportados para dentro da célula, ou seja, ambos são transportados no mesmo 
sentido. 
 
O transporte da glicose ocorre contra o seu gradiente de concentração, graças ao 
transporte simultâneo do sódio a favor do seu gradiente eletroquímico. Por sua vez, 
o gradiente eletroquímico do sódio é mantido pela Na,K-ATPase (a qual realiza 
transporte ativo primário), logo, o transporte de glicose é ativo secundário. 
 
O cotransporte sódio/aminoácidos ocorre de maneira similar. 
 
Transporte Ativo Secundário: 
Cotransporte 
Canais iônicos 
 CANAIS DE NA+-VOLTAGEM DEPENDENTES 
TRANSPORTE DE SÓDIO E 
POTÁSSIO ATRAVÉS DOS 
CANAIS PROTEICOS 
Comparação entre transporte ativo e passivo: 
http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/membrane_transport/membrane_transp
ort.htm