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Membrana Celular por Professor Wladimir Costa

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Apostila de Biologia 1.
Professor: Vladimir Costa
Membrana Celular
A M embrana plasmática (ou celular) engloba a célula, definindo seus limites, separa o meio intracelular do ex tracelular e é o principal
responsável pelo controle da saída e entrada de substâncias da célula. Ela é constituída por duas camadas lipídicas fluidas e contínuas
onde estão inseridas moléculas protéicas, receptores específicos, que confere o modelo mosaico fluido.
Estrutura e Composição da Membrana Celular
A s moléculas lipídicas const ituem 50% da massa da maioria das membranas de células animais, sendo o restante, const ituído de
proteínas. A s moléculas lipídicas são anfipát icas, pois possuem uma ex tremidade hidrofílica ou polar (solúvel em meio aquoso) e uma
ex tremidade hidrofóbica ou não-polar (insolúvel em água).
Os três principais grupos de lipídios da membrana são os fosfolipídeos, o colesterol e os glicolipídeos. 
Os fosfolipídeos possuem uma cabeça polar e duas caudas de hidrocarboneto hidrofóbicas (característ ica que confere a dupla camada
lipídica). A s caudas são normalmente ácidos grax os com diferenças no comprimento, o que influi na fluidez da membrana.
 A s moléculas de colesterol aumentam as propriedades de permeabilidade das duplas camadas lipídicas. Ela torna a bicamada lipídica
menos sujeita a deformações, e assim, diminui a permeabilidade da membrana. 
 Os glicolipídeos aux iliam na proteção da membrana plasmática em condições adversas, como pH baix o. Sua presença altera o campo
elétrico através da membrana e das concentrações dos íons na superfície da membrana. A credita-se que essas moléculas part ic ipem
dos processos de reconhecimento celular, e alguns glicolipídeos propiciam pontos de entrada para algumas tox inas bacterianas. 
A membrana plasmática não é uma estrutura estát ica, os lipídios movem-se proporcionando uma fluidez à membrana. Os lipídios
podem girar em torno de seu próprio eix o, podem difundir-se lateralmente na monocamada, migrar de uma monocamada para outra
(flip-flop) que acontece raramente, e movimentos de flex ão por causa das cadeias de hidrocarbonetos. 
A fluidez da membrana plasmática depende também da temperatura e da quantidade de colesterol, pois quanto maior a temperatura e
maior quantidade de colesterol, a membrana é menos fluida.
Proteínas da Membrana
 
A s proteínas de desempenham a maioria das funções específicas das membranas. São elas que conferem as propriedades funcionais
característ icas de cada t ipo de membrana. A s proteínas de membrana podem ser: 
Proteínas transmembrana: atravessam a bicamada lipídica e são anfipáticas. Elas podem atravessar a membrana uma única vez
(proteína transmembrana de passagem única) ou então atravessando várias vez es a membrana (proteína transmembrana
mult ipassagem. A s proteínas transmembrana podem ser em a hélice ou arranjados como barris b (figura abaix o). Podem ter a função
de transportar íons, funcionar como receptores ou como enz imas. A grande maioria das proteínas de membrana mult ipassagem das
células eucariót icas e da membrana bacteriana é formada por a hélices transmembrana, enquanto as barris b se restringem
principalmente às membranas ex ternas das bactérias, das mitocôndrias e dos cloroplastos. 
 
Proteínas periféricas: se prende a superfície interna e ex terna da membrana plasmática através de vários mecanismos. 
 
Estudos realiz ados com eritrócitos (células vermelhas do sangue) revelaram que a maioria das proteínas periférica ligada a membrana
dos eritrócitos, ligada ao lado citosólico da bicamada lipídica é a espectrina, uma proteína longa, fina, em forma de bastão, sendo o
principal componente do citoesqueleto subjacente à membrana, mantendo a integridade estrutural e a forma bicôncava desta célula 
 A glicoforina é uma glicoproteína transmembrana dos eritrócitos, de passagem única com a maior parte de sua massa na superfície
ex terna da membrana. Sua função ainda é desconhecida. 
 A proteína banda 3 é uma proteína mult ipassagem que tem a importante função de transportar O2 dos pulmões para os tecidos e
aux iliar o transporte de CO2 dos tecidos para os pulmões. O CO2 é transportado no plasma sanguíneo como bicarbonato (HCO3-), a
proteína banda 3 atua como transportador de ânions que permite que o HCO3- atravesse a membrana em troca do Cl-. 
A s proteínas de membrana estão geralmente associadas a carboidratos, que são encontrados como cadeias de oligossacarídeos
ligadas covalentemente às proteínas (glicoproteínas) e a lipídeos (glicolipídeos), ou como cadeias de polissacarídeos de moléculas de
proteoglicanas. O glicocálice é uma z ona onde se encontra vários desses carboidratos na superfície da membrana. 
 
Transporte Ativo e Passivo
 
A bicamada lipídica serve como barreira, permit indo que a célula mantenha as concentrações de solutos no citosol, que são diferentes
do meio ex tracelular. Para isso, a membrana desenvolveu mecanismos de transporte (proteínas carregadoras e de canal), ou
tornando-se permeável em favor do gradiente de concentração.
O transporte passivo ou difusão facilitada ocorre quando as proteínas de transporte (canal) operam para importar moléculas específicas
para dentro da célula, orientadas somente por um gradiente de concentração.
A difusão passiva ocorre a favor de um gradiente, mas é um processo físico, que não utiliz a proteínas transportadoras e não há gasto
de energia.
O transporte ativo ocorre contra um gradiente de concentração e é mediado por carreadoras, chamadas de bombas. A atividade
bombeadora consome energia (A TP).
 
 
A s proteínas que transportam somente um t ipo de soluto é denominada uniporte, outras depende do transporte de um outro soluto,
atuando como carreadores acoplados, que podem ser simportes (transferência do segundo soluto na mesma direção) ou antiporte
(transferência do segundo soluto na direção oposta).
 
Especializações da Membrana
 
 Microvilosidades: são prolongamentos da membrana plasmática que aumentam a superfíc ie de absorção das células, contém
um glicocálice desenvolvido e filamentos de act ina, que dão sustentação. São encontrados nas células epiteliais do intest ino delgado e
rim.
 Estereocílios: são prolongamentos da superfíc ie celular, não possuem mobilidade, aumentam a superfíc ie de absorção das
células, facilitando o transporte de água e moléculas. São encontradas em células epiteliais do epidídimo e ductos do aparelho genital
masculino.
 Estruturas de adesão celular: desmossomos e junções aderentes
 Estruturas de vedação entre as células: z ônula oclusiva
 Estrutura de comunicação entre as células: junção comunicante
O citoplasma
Os componentes do citoplasma - O citoplasma é const ituído por um material mais ou menos viscoso , chamado hialoplasma. Nele
estão mergulhadas estruturas consideradas vivas, os orgânulos do citoplasma. Citoesqueleto são fibras de proteínas finíssimas no
hialoplasma.
O Hialoplasma - Quimicamente o hialoplasma é const ituído de água e moléculas de proteína, formando uma dispersão que os
químicos chamam de colóide. A região mais ex terna do citoplasma é o ectoplasma que é bastante viscoso. A parte interna do
hialoplasma é o endoplasma ou citosol que é mais fluida e característ ica de colóide no estado de sol.
A ciclose - É uma corrente citoplasmática orientada num certo sentido, sendo bem visível especialmente no endoplasma de muitas
células vegetais. A velocidade da ciclose é aumentada pela elevação da luz e da temperatura.
O movimento amebóide - É o movimento das amebas e dos glóbulos brancos que são capaz es de formar pseudópodes. Tudo se passa
como o pseudópode se destruísse na parte traseira e se reconstruísse na dianteira, dessa forma a ameba se locomove.
O retículo endoplasmático - Sãoum sistema de membranas duplas, lipoprotéicas. Essas membranas const ituem as vez es, sacos
achatados e, outras vez es túbulos. Conhecem-se dois t ipos de retículos: O retículo endoplasmático liso, constituído apenas por
membranas e o ret ículo endoplasmático rugoso que possui aderidos ao lado ex terno das membranas grânulos chamados ribossomos.
O retículo endoplasmático liso têm algumas funções bem óbvias:
- Facilitar reações enz imáticas - A s enz imas ficam associadas as sua membrana.
- Promover a síntese de lipídios na célula - O retículo produz triglicerídeos, fosfolipídios e esteróides.
- Transportar substâncias no interior da célula, desta para o meio e vice-versa - suas membranas se comunicam com a carioteca e a
membrana plasmát ica movimentando-se.
- Regular a pressão osmótica - o retículo para regular a pressão osmótica ret ira o hialoplasma e armaz ena substâncias em suas
cavidades.
- A rmaz ena substâncias produz idas - Os vacúolos das células vegetais são partes hipertrofiadas do retículo dessas células onde
armaz enam: água, sais, açúcares e pigmentos.
Quanto ao retículo rugoso além de desempenhar todas as funções do retículo liso ele ainda sintet iz a proteínas, devido a presença de
ribossomos. ribosso
Os ribossomos - Podem ser encontrados livremente no hialoplasma, ou então presos uns aos outros por uma fita de RNA ; neste caso
são chamados polissomos ou poliribossomos. Cada ribossomo é const ituído por duas subunidades. Quimicamente essas estruturas
são const ituídas por RNA e proteínas. Os ribossomos quando associados a uma fita de RNA , juntam os aminoácidos de citoplasma
para formar cadeias de proteínas.
Complexo de Golgi - O complex o de golgi de uma célula é constituído de várias unidades menores, os dict iossomos. Cada
dict iossomo é composto por uma pilha de cinco ou mais sacos achatados, feitos de membrana dupla lipoprotéica, e disposto de forma
regular. Nas bordas dos sacos podem ser observadas vesículas em processo de brotamento, se difere do retículo endoplasmático liso
devido ao empilhamento regular dos sacos achatados enquanto os componentes do retículo se distribuem de forma irregular na célula.
Os papéis do complex o de golgi:
- Secreção da célula de ácino pancreático - Os ácinos são pequenas estruturas glandulares que secretam as enz imas do suco
pancreático.
- Secreção de muco das células calic iformes do intest ino - Na mucosa intest inal, ex istem células especiais em forma de cálice que
produz em um liquido lubrificante e protetor, chamado muco. O muco é um material complex o, constituído principalmente por
glicoproteínas ( proteínas ligadas a polissacarídeos) .
- O complex o de golgi também é responsável pela secreção da primeira parede que separa duas células vegetais em divisão.
- O acrossomo do espermatoz óide é secretado pelo complex o de golgi.
- O complex o de golgi origina os lisossomos, vesículas cheias de enz imas.
Lisossomo e seu papel
São pequenas vesículas , que contém enz imas digest ivas de todos os t ipos. Essas enz imas digerem material que a célula engloba e,
ocasionalmente, elementos da própria célula.
A s enz imas lisossômicas são produz idas no retículo rugoso, passam para o complex o de golgi, onde são empacotadas e liberadas na
forma de vesículas ( lisossomos primários). Quando uma partícula de alimentos é englobadas por endocitose, forma-se um vacúolo
alimentar, um ou mais lisossomos fundem-se no fagossomo despejando enz imas digest ivas nele, assim forma-se o vacúolo digest ivo e
as moléculas provenientes da digestão se fundem no citoplasma. O vacúolo cheio de resíduos é chamado de vacúolo residual.
Funções dos Lisossomos: 
a) Heterofagica: substancias que entram na célula e são digeridas pelos lisossomos. Ex : fagocitose e pinocitose
b) Autofágica : Os lisosssomos digerem estruturas da própria celula. Ex : organelas que perdem sua função e são digeridas ou em
casos de subnutrição celular.
c) Autolise: Os lisossomos rompem-se e matam as células como caso da silicose, doença pulmonar causada por inalação de pó de
sílica, destruindo regiões do pulmão.
Peroxissomos
São estruturas em forma de vesículas, semelhantes ao lisossomos, contendo certas enz imas relacionadas a reações que envolvem
ox igênio. Uma das enz imas é a catalase, que facilita a decomposição da água ox igenada em água e ox igênio. A lém disso os grandes
perox issomos ex istentes nos rins e no fígado têm um importante papel na destruição de moléculas tóx icas.
As mitocôndrias
São pequenos orgânulos ex istentes apenas em células eucariontes . A membrana interna da mitocôndria apresenta dobras chamadas
cristas mitocondriais, No interior da mitocôndria é repleto de um material de consistência fluida, chamada matriz mitocondrial. O papel
da mitocôndria é a liberação de energia indispensável para o trabalho celular.
Os plastos
São orgânulos citoplasmáticos ex clusivo de células vegetais. Os plastos podem ser incolores (leucoplastos) ou possuir pigmentos. Os
leucoplastos são relacionados com a reserva de alimentos . A coloração de muitos órgão vegetais, como flores frutas e folhas deve-se
aos cromoplastos. Nos cloroplastos ocorre a fotossíntese os x antoplastos e os eritroplastos atuam com filamentos protetores.
Os cloroplastos: Estrutura e função
No interior do cloroplasto é preenchido com material amorfo , o estroma. Neste ficam mergulhadas lamelas, dispostas de maneira mais
ou menos paralela ao eix o maior do cloroplasto. Perto das lamelas se encontra o t ilacóide, que lembra pilhas de moedas. Cada pilha é
chamada de granum. O conjunto deles se chama de grana. A clorofila fica concentrada principalmente nos grana.
O citoesqueleto : microfilamentos e microtúbulos
A o conjunto de filamentos que forma a rede hialoplasmática dá-se o nome de citoesqueleto. Os microfilamentos são constituído de
uma proteína chamada act ina. Os microtúbulos são constituídos de uma proteína chamada tubulina. Há dois ex emplos em que o
citoesqueleto é bastante conhecido: na contração muscular, e no batimento dos cílios e flagelos.
Os centríolos
São orgânulos citoplasmáticos encontrados em todas as células com ex ceção do organismos procariontes e dos vegetais que
produz em fruto. Cada centríolo é formado por nove túbulos triplos ligados entre si formando um tipo de cilindro. Cada túbulo é um
microtúbulo. Um diplossomo é dois centríolos dispostos perpendicularmente. Hoje sabemos que os centríolos originam os cílios e os
flagelos, estruturas contráteis que possibilita movimentos. S
centriolos
Os cílios e os flagelos
São estruturas móveis, que podem ser encontradas tantos em unicelulares como em organismos complex os. Os cílios são numerosos
e curtos e os flagelos são longos , ex ist indo um , ou poucos numa célula. Papéis:
· Permit ir a locomoção da célula ou do organismo no meio líquido
· Permit ir ao meio aquoso desliz ar sobre a célula ou o organismo
A estrutura dos cílios e flagelos
Cílios
Os vacúolos
Qualquer pedaço no citoplasma delimitado por um pedaço de membrana lipoprotéica. A s variedades mais comuns são:
» V acúolos relacionados com a digestão intracelular (lisossomos)
» vacúolos contráteis (ou pulsáteis) (Protoz oários de água doce)
» vacúolos vegetais (armaz enam pigmentos, reserva energéticas e água)m
As inclusões
São formações não vivas ex istentes no citoplasma, como grãos de amido gotas de óleo. O conjunto de inclusões denomina-se
paraplasma. A seqüência das estruturas formadas durante a digestão intracelular é: V acúolo alimentar, vacúolo digestivo e vacúolo
residual.
A diferença entre Perox issomos e lisossomos é que os Perox issomos liberam enz imas responsáveis à destruição de moléculas
tóx icas que possuem ox igênio e lisossomos contém as enz imas se relacionam a digestão intracelular.
Vacúolo autofágico é um verdadeiro vacúolo digestivo que faz em reciclagem e renovação do material celular.
Bibliografia:
A LBERTS, Bruce et al. Fundamentos da Biologia Celular: uma introdução à biologia molecular da célula, Porto A legre: A rtmed, 2002.
FONSECA , A lbino. Biologia, São Paulo Á tica, 1999
CESA R E SEZA R. Biologia, São Paulo. Saraiva. 1996
(http://www.ufmt.br/bionet/conteudos/15.09.04/membrana.htm)

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