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27/03/2017 1 Membrana plasmática Universidade de Cruz Alta Centro de Ciências da Saúde e Agrárias Biologia Celular 2017 MEMBRANA PLASMÁTICA Composição química LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES Funções da Membrana Plasmática Manutenção da integridade da estrutura da célula (separa meio intracelular do extracelular); Controle da movimentação de substâncias para dentro e fora da célula (permeabilidade seletiva); Regulação das interações intercelulares; Reconhecimento através de receptores de antígenos de células estranhas e células alteradas; Interface entre o citoplasma e o meio externo; Estabelecimento de sistemas de transporte para moléculas específicas; Transdução de sinais extracelulares. Funções da Membrana Plasmática Fibras da matriz extracelular Citoesqueleto Citoplasma Adesão do citoesqueleto à matriz extracelular a b Reconhecimento celular c d Atividade enzimática Transporte e Junção Intercelular f Reconhecimento célula-célula Citoplasma Propriedades da Membrana Plasmática Boa elasticidade Devido a presença de proteínas específicas que oferecem esta capacidade. Boa capacidade de regeneração Ocorre regeneração rápida para pequenas rupturas de membrana. Boa resistência elétrica Devido a presença dos lipídios que são bons isolantes térmicos e elétricos. Baixa tensão superficial A força de união entre as moléculas de lipídios é pequena. Permeabilidade seletiva A membrana seleciona tudo o que entra ou sai da célula. Estrutura da Membrana Plasmática 7,5 a 10 nm (não visíveis ao Microscópio Óptico) Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática apresenta um aspecto trilaminar característico. Constituída por dois folhetos - Bicamada lipídica (fosfolipídios, colesterol, e glicoproteínas) Interno Externo São duas lâminas laterais mais densas, correspondendo aos pólos hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e uma lâmina central mais clara, que corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada lipídica. Constituição: ◦ Lipídeos Fosfolipídeos (fosfoglicerideos, esfingolipideos + fosfato) Colesterol ◦ Proteínas Membrana de hemácia ao Microscópio Eletrônico com aumento de 240.000 x 27/03/2017 2 Modelo do Mosaico Fluido Proteínas Integrais (transmembranas) Periféricas Lipídeos Glicolipídeos Colesterol Fosfolipídeos Fosfatidilcolina Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Esfingomielina Proteína / Lipídeo Proporção variável Hidrofílica (cabeça) Hidrofóbica (caudas) Moléculas Anfipáticas LIPÍDEOS DE MEMBRANAS Meio extracelular Soluvel em meio aquoso Meio intracelular Insolúvel em água, porém solúvel em lipídios Lipídios da membrana plasmática: fosfoglicerídeos esfingolipídios colesterol Fosfolipídeos Fosfatidilcolina Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Esfingomielina Os fosfoglicerídeos e os esfingolipídios contêm o radical fosfato e são chamados de fosfolipídios. Flip Flop Rotação Difusão Lateral dependente da temperatura 1- Fluidez da membrana Mosaico Fluido Fluido Bidimensional movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada 1- Fluidez da membrana Colesterol Modula a fluidez das membranas em células animais. Enrijece a bicamada lipídica, tornando-a menos fluida e menos permeável. Caudas curtas (maior fluidez) que caudas longas Insaturação (maior fluidez) que saturação Composição Fosfolipídica SATURADOS + viscosa - fluida INSATURADOS - viscosa + fluida 27/03/2017 3 2- Assimetria da Bicamada Lipídica Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons tamanho da molécula solubilidade da molécula (em óleo) 3- Permeabilidade da Bicamada Lipídica Proteínas das Membranas K+ Na+ Integrais ou intrínsecas (70%) - Transmembrana Periféricas ou extrínsecas Proteínas Transmembrana Moléculas anfipáticas ligadas covalentemente aos lipídeos Proteínas -Hélice Proteínas Transmembrana Proteínas receptoras: cruza a membrana uma única vez Proteínas Transmembrana Proteína transmembrana Cadeia glicídica de glicoproteína Proteína periférica Cadeia glicídica de glicolipídio Outro constituinte anfipático importante das membranas celulares são os glicolipídios, designação genérica para todos os lipídios que contêm hidrato de carbono, com ou sem radicais fosfatos. Os glicolipídios mais importantes nas células dos animais são os glicoesfingolipídios, que são componentes de muitos receptores da superfície celular. 27/03/2017 4 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA 1- Microvilosidades 2- Cílios/Flagelos 3- Estereocílios 1- Junções celulares Junções célula-célula (oclusão, adesão, gap, desmossomos) Junções célula-matriz extracelular (lâmina basal, hemidesmossoma) Especializações da Membrana Plasmática Superficial Cílios: extensões filamentosas e móveis da superfície de certas células (traquéia e fossas nasais mecanismos de defesa; tubas uterinas movimento do ovócito e zigoto). Contêm em seu interior nove pares de microtúbulos periféricos e um par central, dispostos circularmente. Estereocílios: são expansões longas e filiformes da superfície livre de certas células epiteliais; não possuem movimentos e são encontrados nas células epiteliais que revestem o ducto deferente. Aumentam a superfície celular, facilitando a absorção de água e outras moléculas. Flagelos: têm estrutura semelhante à dos cílios, porém são mais longos. Estão presentes nos espermatozóides. Microvilosidades ou microvilos: expansões digitiformes do citoplasma recoberta por membrana e contendo numerosos microfilamentos de actina. Aumentam a superfície de absorção (intestino delgado e túbulos contorcidos proximais dos rins). MICROVILOSIDADES -Projeções cilíndricas do citoplasma, envolvidas por membrana que se projetam da superfície apical da célula -São imóveis -Aumentam a área de superfície celular -Filamentos de actina ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA microvilosidades glicocálice MICROVILOSIDADES ESTEREOCÍLIOS -São parecidos com microvilosidades- mais longas e ramificadas -São imóveis -Encontrados no epidídimo e nas células pilosas do ouvido interno -Aumentam a área de superfície das células -Filamentos de actina mais discretos que nas microvilosidades SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA 27/03/2017 5 CÍLIOS/FLAGELOS SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA Especializações da Membrana Plasmática Superficial Microvilosidades Cílios Estereocílios CÍLIOS Projeções cilíndricas MÓVEIS, semelhantes a pêlos Função: propulsão de muco e de outras substâncias sobre a superfície do epitélio, através de rápidas oscilações rítmicas e no caso dos flagelos funcionam na locomoção Microtúbulos organizados (9 + 2), inseridos no corpúsculo basal SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA 1. Zônulas de Oclusão ou Junções Oclusivas 2. Zônulas de Adesão 3. Desmossomos 4. Junções tipo GAP ou Junções Comunicantes 5. Lâmina basal 6. Hemidesmossomos 1 2 3 4 5 6 ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA Junções Celulares JUNÇÃO OCLUSIVA HEMIDESMOSSOMOS JUNÇÃO ADERENTE DESMOSSOMA JUNÇÃOCOMUNICANTE Matriz extracelular Zônulas de Oclusão (ZO) Zônulas de Adesão (ZA) Desmossomos (D) Junções Comunicantes (JC) Junções Celulares 27/03/2017 6 Junções Celulares Zônulas de oclusão - São as junções mais apicais. - São caracterizadas pela íntima justaposição das membranas celulares de células vizinhas, com a fusão dos folhetos externos das membranas. - Formam uma barreira que impede a passagem de moléculas por entre as células epiteliais. - Esta junção circunda toda a volta da célula e contribui para a aderência entre células vizinhas. - Nesta zônula há uma discreta separação entre as membranas celulares e um pequeno acúmulo de material elétron-denso na superfície interna (citoplasmática) dessas membranas. Junções Celulares Zônulas de adesão - Caracterizam-se pela aposição das membranas de células adjacentes. - São formadas por hexâmeros protéicos, cada um com um poro hidrofílico central de 1,5 nm. - Estes canais permitem a passagem de moléculas informacionais, como AMP cíclico, GMP, íons, etc, e podem propagar informações entre células vizinhas. Junções Celulares Junções comunicantes ou junções gap ou néxus JUNÇÃO COMUNICANTE * Formada por 6 proteínas transmembranas– conexinas * Regulada abrem e fecham - - São estruturas complexas em forma de disco, constituídos pelas membranas de células contíguas. - Na região do desmossomo, as membranas celulares se afastam deixando entre elas um espaço de 30 nm ou mais. - Alguns desmossomos contêm um material eletrodenso no espaço intercelular. Na face citoplasmática de cada membrana existe uma placa circular constituída de ao menos 12 proteínas na qual se prendem filamentos intermediários de queratina (tonofilamentos). Junções Celulares Desmossomos Placas de adesão em forma de disco DESMOSSOMAS 27/03/2017 7 - Morfologicamente, estas estruturas têm o aspecto de meio desmossomo, localizado na membrana da célula epitelial. - Auxiliam a fixação da célula epitelial à membrana basal subjacente e são mais frequentes onde o epitélio está sujeito a atritos fortes. Hemidesmossomo Fibrila de colágeno em corte transversal Lâmina densa da membrana basal Lâmina rara Junções Celulares Hemidesmossomos Glicocálix ou Glicocálice Cobertura (externa a membrana) formada por carboidratos ligados a proteínas e lipídios da membrana plasmática formando : glicoproteínas glicolipídios da adesão celular; do reconhecimento celular; da determinação de grupos sangüíneos; da inibição por contato (determina o crescimento dos órgãos); proteção da superfície celular às lesões mecânicas e e químicas; e estabelecem continuidade entre o interior das células e o ambiente (retém nutrientes)
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