Membranas_Biologicas_e_Transporte_Transmembrana

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Membranas Biológicas e Transporte Transmembrana 
 
 Definição/Estrutura/ Funções Biológicas: 
Todas as células são envoltas por uma membrana que separa o citoplasma do 
ambiente externo. Elas também envolvem organelas (como mitocôndrias, cloroplastos, 
vacúolos, e sistemas de endomembranas), fazendo a compartimentalização celular. 
Suas funções são de delimitar o volume celular, permitir absorção e exclusão 
de substâncias (barreira seletiva), manter o potencial eletroquímico, fixar enzimas e 
estruturas de sustentação, e receber e traduzir sinais através de sítios. 
De acordo com o “Modelo do Mosaico Fluido”, as membranas são constituídas 
por uma bicamada lipídica (45%) na qual estão inseridas proteínas (55%). Os lipídios 
possuem natureza anfipática, ou seja, uma região polar e outra apolar. A cabeça do 
lipídio é a região polar, negativamente carregada, chamada de hidrofílica (afinidade 
com a água). A porção apolar é representada pela cauda de hidrocarbonetos, 
organizada no interior das membranas, chamada de hidrofóbica (não possui afinidade 
com a água). 
A maioria dos lipídios que compõem membranas são fosfolipídios, constituídos 
por dois ácidos graxos covalentemente ligados ao glicerol que é covalentemente ligado 
ao grupo fosfato. Ligado ao grupo fosfato existe um componente variável denominado 
grupamento cabeça. Geralmente, um dos ácidos graxos é saturado e o outro insaturado. A 
presença da dupla ligação cria uma torção que impede o empacotamento dos fosfolipídios na 
bicamada. 
 
A membrana é considerada um mosaico fluido porque os lipídios são moléculas 
individuais que têm liberdade para movimentação dentro do plano da membrana. Como não 
há nada ligando os lipídios, o interior da bicamada lipídica é fluido. 
O grau de fluidez pode ser crítico para a manutenção da permeabilidade seletiva das 
membranas. Ele depende da composição dos lipídios e da temperatura. Sob baixas 
temperaturas a movimentação é pequena, e a bicamada mais sólida. Acima de certas 
temperaturas a movimentação é rápida, aumentando a fluidez. Quanto maior o grau de 
saturação (ligações simples) dos ácidos graxos, os lipídios ficam mais próximos causando maior 
rigidez, e quanto maior a presença de insaturações (ligações duplas) há mais espaço e maior 
fluidez. 
O cálcio esta envolvido na manutenção da integridade das membranas por se 
ligar a grupos fosfato e carboxilato dos fosfolipídios e proteínas, mantendo-os mais 
próximos. 
 Permeabilidade Seletiva: 
- Moléculas apolares pequenas (O2, CO2, N2, benzeno): Atravessam livremente por 
difusão. 
- Moléculas polares pequenas não carregadas (H2O, glicerol, etanol): Atravessam 
livremente por difusão. 
- Moléculas polares grandes não carregadas (aminoácidos, glicose, nucleotídeos): Não 
atravessam a membrana. 
- Íons (H+, Ca2+, Na+, K+, Cl-): Não atravessam a membrana. 
 
 
 
 
 Tipos de Proteínas ligadas a Membrana: 
- Proteínas periféricas ou extrínsecas: Estão ancoradas na membrana, geralmente 
associadas às proteínas integrais. Interagem de forma fraca, podendo ser facilmente 
extraídas. 
- Proteínas integrais, intrínsecas, ou transmembrana: Possibilitam a comunicação do 
interior celular com o ambiente externo. Interagem fortemente com a membrana, 
sendo de difícil extração. Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, chegando a 
formar canais de passagem através dela. 
 Funções das proteínas: 
Transporte de substâncias; Ligação entre a célula e meio extracelular ou entre 
estruturas do citoplasma; Sinalização intracelular; Função enzimática; Antígenos que 
identificam que uma célula pertence a determinado organismo. 
 Transporte Transmembrana: 
Os nutrientes atravessam a membrana celular com a ajuda de proteínas 
transportadoras. Essas proteínas estão agrupadas em três classes: Canais, 
Carreadores, e Bombas. 
No transporte transmembrana são consideradas as características físico-químicas das 
moléculas, como polaridade, tamanho, e presença de cargas. 
 Tipos de Transporte: 
Passivo: Ocorre sempre a favor de um gradiente de potencial eletroquímico, sem 
gasto de energia. 
- Difusão (CO2, O2, H2O) 
- Difusão facilitada (canais de K+ e de H2O) 
Ativo: Ocorre sempre contra um gradiente de potencial eletroquímico, com gasto 
energético. Podendo ser de dois tipos: 
Ativo Primário (Uniporte que consome ATP): 
- Bombas de H+ e de Ca+2 
Ativo Secundário (Cotransporte que depende da força próton motriz gerada pelo 
transporte ativo 1°): 
- Simporte (H+/ânion) 
- Antiporte (H+/cátion) 
 
 
 
 
 
 Classes de proteínas transportadoras: 
- CANAIS (Difusão facilitada): São proteínas com sítios de translocação (poros que 
atravessam a membrana), limitadas a transportar principalmente íons e H2O. Os canais 
possuem portões de voltagem formados por aminoácidos básicos, que permitem a 
resposta a variações ao potencial transmembrana com a abertura ou o fechamento do 
canal. Eles também possuem um filtro de seletividade de carga negativa que 
determina a afinidade do íon a ser transportado, baseado no tamanho do poro, e na 
densidade das cargas no interior do canal. 
Os canais possibilitam a passagem de um grande número de íons e o transporte é 
sempre passivo (sem gasto de energia). 
Existem canais específicos para K+, Ca2+, H+, Cl-, e H2O (aquaporinas). 
 
 
- BOMBAS (Transporte ativo primário): São proteínas integrais da membrana 
plasmática (H+-ATPases) e do vacúolo (V-ATPases e H+-Ppases), que utilizam a energia 
química do ATP ou do Pi para transportar H+ através da membrana. Gerando 
diferenças no potencial elétrico e um gradiente de prótons nas membranas; 
 
 
 
- CARREADORES (Transporte ativo secundário): São proteínas que transportam íons ou 
moléculas polares, que dependem do gradiente eletroquímico gerado pelas bombas 
de prótons. Eles sofrem alterações conformacionais ao se ligarem à molécula. São 
seletivos e estão na membrana plasmática e tonoplasto; 
 
 
 
 Potencial de Membrana: É a diferença de potencial elétrico entre interior e 
exterior da célula. O potencial de membrana é o “trabalho” que deve ser 
realizado para mover um íon de um lado ao outro da membrana.