3 AULA Membranas Biológicas

Prévia do material em texto

1
Membranas Celulares
Biologia Celular
Profa. Keiko Yoshioka
• Dupla camada lipídica (fosfolipídios e colesterol)
• Os fosfolipídios são moléculas anfipáticas (cabeça polar ou hidrofílica; 
longas cadeias hidrocarbonadas apolares ou hidrofóbicas)
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
Formação de uma 
monocamada
Formação de Lipossomos
�Não formam monocamadas
� Podem se fundir com a memb. 
plasmática
� São utilizados como veículos para 
incorporar diversos compostos às 
células (medicamentos, cosméticos) 
Em soluções contendo água e óleo
Em soluções aguosas puras
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
Fosfolipídios colocados entre duas soluções aguosas
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
• Fosfolipídios (mais abundante)
Fosfatidilcolina
Fosfatidiletalonamina
Fosfatidilserina
Esfingomielina
Fosfatidilinositol
• Colesterol (molec. anfipática)
• A bicamada lipídica
não é idêntica
(as memb. são assimétricas)
Camada não citosólica
Camada citosólica
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
Diferenças quantitativas e qualitativas entre as membranas
Ex: Memb. interna da mitocôndria – difosfatidilglicerol/colesterol (escasso)
Memb. do retículo endoplasmático – dolicol
Difere entre os tipos celulares
Comporta-se como uma estrutura fluida às temp. fisiológicas
• ↑ FLUIDEZ - ↑ proporção de ác. graxos curtos e insaturados 
• (ác. graxos saturados – maior agrupamento dos fosfolipídios – maior rigidez à dupla 
camada)
Compota-se como uma estrutura líquida
• Seus componentes giram em torno de seus eixos e se deslocam 
livremente pela superfície membranosa
• Os lipídios podem passar de uma camada para outra (movimento flip-
flop)
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
2
Diferenças quantitativas e qualitativas entre as membranas
Ex: Memb. interna da mitocôndria – difosfatidilglicerol/colesterol (escasso)
Memb. do retículo endoplasmático – dolicol
Difere entre os tipos celulares
Comporta-se como uma estrutura fluida às temp. fisiológicas
• ↑ FLUIDEZ - ↑ proporção de ác. graxos curtos e insaturados 
• (ác. graxos saturados – maior agrupamento dos fosfolipídios – maior rigidez à dupla 
camada)
Compota-se como uma estrutura líquida
• Seus componentes giram em torno de seus eixos e se deslocam 
livremente pela superfície membranosa
• Os lipídios podem passar de uma camada para outra (movimento flip-
flop)
Estrutura das Membranas CelularesEstrutura das Membranas Celulares
• Proteínas periféricas (ligadas às cabeças dos fosfolipídios ou a proteínas integrais)
• Proteínas integrais (embutidas nas membranas, entre os lipídios da dupla camada)
Proteínas de 
passagem múltipla
Transmembrana
amina
Carboxila
Proteínas das Membranas CelularesProteínas das Membranas Celulares
As membranas celulares respondem ao modelo chamado 
mosaico fluido
� Todas as membrans apresentam a mesma organização básica (duas 
camadas lipídicas fluidas e contínuas + moléculas protéicas)
� Assim como os lipídios, as proteínas podem girar em torno de seus 
próprios eixos e se deslocar lateralmente no plano da dupla camada 
(proteínas = icebergs)
� Os resíduos hidrofóbicos das proteínas estão no mesmo nível das
cadeias hidrofóbicas dos lipídios e, 
� Os resíduos hidrofílicos das proteínas ficam na altura das cabeças 
polares dos lipídios, em contato com o meio extracelular ou com o 
citoplasma
� Todos esses deslocamentos mostram que a membrana é um fluído que 
permite a movimentação das proteínas dentro de uma matriz líquida
Modelo Mosaico FluidoModelo Mosaico Fluido
� Possuem de 2 a 10% de carboidratos
� Glicolipídios (cerebrosídios e gangliosídios)
� Glicoproteínas (contêm oligossacarídeos ou polissacarídeos)
proteinoglicanas
Glicocálice
Carboidratos das Membranas CelularesCarboidratos das Membranas Celulares
GLICOCÁLICE
� Proteger a superfície da célula de agressões mecânicas e físicas
� Atrair cátions do meio extracelular (devido à presença do ác. siálico nos 
oligossacarídeos que possuem carga negativa)
� Importante nos processos de reconhecimento e de adesão celular
� Importante no isolamento elétrico do axônio
� Confere especificidade ao sistema ABO de grupos sanguíneos
Funções dos Carboidratos nas Membranas CelularesFunções dos Carboidratos nas Membranas Celulares
GLICOCÁLICE
� Quando na alteração de algum oligossacarídeo pode haver a alteração 
na recepção dos sinais que controlam as divisões celulares 
� Permite a ligação de toxinas, bactérias e vírus nos processo de
infecção
� Algumas glicoproteínas possuem propriedades enzimáticas que atuam 
na degradação de proteínas (ex: peptidases e glicosidases presentes nas 
células que revestem as células do intestino) 
Funções dos Carboidratos nas Membranas CelularesFunções dos Carboidratos nas Membranas Celulares
3
� Há um fluxo contínuo de substâncias, como os íons e as moléculas 
pequenas (solutos) que entram e saem da célula
� Há também o fluxo de macromoléculas que utilizam canais protéicos 
especiais (translócons, poros, vesículas)
Tipos de transporte do soluto através das membranas celulares
Transporte passivo
Não há consumo de energia 
Ocorre por meio dos componentes da dupla camada lipídica
Difusão simples
Ou por estruturas especiais (transportadores – canais iônicos e as 
permeases) – Difusão facilitada
Transporte ativo
Ocorre exclusivamente por meio de permeases
Pode ocorrer por difusão simples - membranas semi-permeáveis
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Difusão
Gradiente de concentração + gradiente de voltagem
T. passivo
Mais concentrado 
para o menos 
concentrado
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Solutos que atravessam a membrana por difusão simples
Moléc. não-polares 
pequenas
Compostos 
lipossolúveis e 
moléculas polares 
peq.
Não se difundem 
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
O sentido da difusão sempre é facilitado pelo gradiente de concentração 
e de voltagem
Estruturas protéicas reguladoras
É um processo saturável
Alcançada a Vmáx. do fluxo, não 
poderá haver o aumento por 
mais que se aumente a 
concentração do soluto
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Canais iônicos
� Poros ou túneis hidrofílicos
� Formados por proteínas integrais (na maioria das vezes de passagem 
múltipla)
� Existem em todas as células
� São altamente seletivos (Na+, K+, Ca+, Cl-, etc)
� Canais de K+ são os mais abundantes
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Canais iônicos
Existem dois tipos de canais iônicos:
1. Dependentes de voltagem – abrem sua “comporta” em resposta a 
uma mudança no potencial elétrico
2. Dependentes de ligante - abrem sua “comporta” quando lhes chega 
uma substância indutora (ligante) pelo lado citosólico ou não-
citosólico
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
4
Canais iônicos
Estrutura de um canal iônico
1. Dependentes de voltagem – Formado por quatro proteínas 
transmembrana
2. Dependentes de ligante - Formado por cinco proteínas 
transmembrana
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Ionóforos
� Substâncias que têm a propriedade de se incorporar às membranas 
biológicas e aumentar sua permeabilidade a diversos íons
� São moléculas pequenas 
� Sua superfície é hidrófoba (consegue se inserir na dupla camada 
lipídica)
� Tipos de ionóforos:
1. Transpotadores móveis – aprisionam o íon em um lado da 
membrana, englobam-no no interior de suas moléculas, giram 180o, o 
liberam do outro lado da célula. 
2. Formadores de canais– são ductos hidrófobos e permitem a 
passagem de cátions monovalentes 
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Transportadores móveis Formadores de canais
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Permeases
� Composta por várias proteínas transmembrana de passagem múltipla
� Possuem locais de ligações específicas para um ou dois tipos de 
solutos
� Ocorre mudanças conformacionais após a ligação do soluto
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Tipos de permeases:
1. Monotransporte – transferem um único tipo de soluto
2. Co-transporte – transportam dois tipos de soluto
3. Contratransporte – transferem dois tipos de soluto em sentidos 
contrários
A tranferência dos solutos são acoplados obrigatoriamente
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
A Bomba de Na+K+ (Na+ K+ - ATPase) é um sistema de 
contratransporte
� É o sistema de transporte ativo mais importante
� Controla as concentrações de Na+ e K+ entre o interior da célula e o meio 
extracelular
� Responsável pela manutenção do potencial elétrico da membrana
� Sua energia provem da hidrólise de ATP
� Fármacos inibidores – ouabaína e digitoxina
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
5
Outras considerações sobre a bomba de Na+K+
� O não funcionamento da bomba inibe os transportadores passivos, mesmo que 
estes estejam distantes
Exs: cotransportador de Na+ e Ca+ (Ca+ citosólico contrai as células 
musculares cardíacas)
cotransportador de Na+ e glicose (transposte de glicose para o epitélio 
da mucosa intestinal)
cotransportador de Na+ e H+ (regulação do pH intracelular)
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Bomba de K+ e H+
� Presente nas memb. plasmáticas das células da mucosa gástrica 
� Responsável pela formação de suco gástrico 
sangue
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
Bomba de H+
� Presente nos lisossomos
� Mantém a concentração de H+ elevada dentro dos lisossomos para que ocorra 
a ativação das enzimas hidrolíticas
Proteínas MDR
� Transportadores que conferem às células resistência a certos medicamentos
� Encontradas nas meb. plasmáticas, nas memb. do retículo, do peroxissomo e 
na memb. interna da mitocôndria
� Alguns eliminam substâncias tóxicas derivadas do metabolismo celular normal
� Células cancerosas – resistentes a quimioterapia
� Linfócitos infectados pelo HIV – resistente ao AZT
� Células de parasitas – resistentes a medicamentos antiparasitarios
Permeabilidade das Membranas CelularesPermeabilidade das Membranas Celulares
� Parede celular 
� Envolve a membrana plasmática como se fosse um exoesqueleto
� Proteção, sustentação mecânica, determina sua forma, mantém o equilíbro 
entre a pressão osmótica intracelular e a penetração da água no citosol
� Constituição: retículo microfibrilar (celulose)
Membrana Plasmática e a Parede da Célula VegetalMembrana Plasmática e a Parede da Célula Vegetal