A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
19 pág.
Aula 01   FM   Biologia   Eduardo Rabelo   Estrutura das membranas celulares

Pré-visualização | Página 1 de 4

1 
 
 
 
Foca na Medicina 
Aula 1 – Biologia 
Material do Aluno 
Professores: Eduardo Rabelo 
 
Estrutura das membranas celulares 
 
 Todas as membranas da célula têm a mesma estrutura básica, 
consistindo em uma camada dupla de lipídios, na qual estão imersas proteínas 
globulares, muitas delas estendendo-se através desta camada, com a 
formação de protuberâncias nos lados exterior e interior. A porção dessas 
proteínas transmembrana imersas na camada de lipídios é hidrofóbica, 
enquanto as porções expostas em ambos os lados da membrana são 
hidrofílicas. 
 As duas superfícies de uma membrana diferem consideravelmente em 
composição química. Por exemplo, há dois tipos principais de lipídios nas 
membranas das células vegetais – os fosfolipídios (os mais abundantes) e os 
esteróis, particularmente o estigmasterol (mas, não o colesterol, que é o 
principal esterol dos tecidos animais) – e as concentrações de cada um deles 
são diferentes na camada lipídica. Além disso, as proteínas transmembrana 
têm orientações definidas dentro da camada dupla de lipídios, e as protrusões 
em cada lado têm diferentes composições de aminoácidos e diferentes 
estruturas terciárias. Outras proteínas que também estão associadas às 
membranas, chamadas proteínas periféricas, por não terem sequências 
hidrofóbicas discerníveis, não penetram na camada lipídica. 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
Figura: Modelo mosaico-fluido da estrutura da membrana. 
 
A membrana é constituída por uma camada dupla lipídica, ou seja, duas 
fileiras de moléculas de lipídios – com suas “caudas” hidrofóbicas voltadas para 
dentro– e grandes moléculas de proteínas. As proteínas que atravessam essa 
camada lipídica são do tipo proteínas integrais, conhecidas como proteínas 
transmembranas. Outras proteínas, denominadas proteínas periféricas, estão 
presas a algumas das proteínas transmembranas. A porção de uma molécula 
da proteína transmembrana imersa na camada dupla lipídica é hidrofóbica; a 
porção exposta em cada lado da membrana é hidrofílica. Curtas cadeias de 
carboidratos estão ligadas à maioria das proteínas transmembranas nas zonas 
de protrusão, na superfície externa da membrana plasmática. A estrutura, 
como um todo, é bastante fluida e, desse modo, as proteínas podem ser 
imaginadas como flutuando em um “mar” lipídico. 
 
3 
 
 
 
 
 As proteínas transmembranas e outras proteínas ligadas a lipídios e 
que estão firmemente ligadas à membrana são chamadas proteínas integrais. 
Embora algumas das proteínas integrais pareçam estar ancoradas em um 
ponto (talvez ligadas ao citoesqueleto), a camada bilipídica é geralmente bem 
fluida. Algumas das proteínas flutuam mais ou menos livremente na camada 
dupla de lipídios, e, à medida que elas e os lipídios se movem lateralmente 
dentro desta camada, formam-se diferentes padrões ou mosaicos, que variam 
de tempo a tempo e de lugar a lugar – daí o nome mosaico-fluido para esse 
modelo estrutural de membrana. 
 
 Um novo modelo para a estrutura das membranas está emergindo: uma 
estrutura menos fluida, de espessura variável e com maior proporção de 
proteínas. Nesse modelo, as proteínas estão organizadas em grandes 
complexos funcionais, alguns dos quais se projetam pela superfície da 
membrana, ocupando, assim, maior área da membrana do que suas regiões 
transmembrânicas. Além disso, os lipídios tendem a se agrupar, formando 
interações entre lipídios e entre lipídios e proteínas e conferindo à membrana 
uma aparência de “arranjo irregular”. 
 Na superfície externa da membrana plasmática, carboidratos de 
cadeias curtas (oligossacarídios) encontram-se ligados à maioria das proteínas 
nas áreas de protrusão, formando glicoproteínas. Acredita-se que os 
carboidratos desempenhem importantes papéis no reconhecimento de 
moléculas (como os hormônios, as proteínas de cobertura de vírus e as 
moléculas das superfícies de bactérias) que interagem com a célula. 
 A maioria dos carboidratos das membranas está presente sob a forma 
de glicoproteínas, mas uma pequena porção está presente como glicolipídios, 
que são lipídios da membrana com carboidratos de cadeias curtas a eles 
ligados. O arranjo dos grupos de carboidratos na superfície externa da 
membrana plasmática tem sido revelado em grande parte por experimentos 
 
 
4 
 
 
 
usando lectinas, proteínas que se ligam firmemente a grupos específicos de 
carboidratos. 
 Duas configurações básicas têm sido identificadas entre as proteínas 
transmembranas. Uma delas é uma estrutura relativamente simples 
semelhante a um bastão, consistindo em uma alfa-hélice única imersa no 
interior hidrofóbico da membrana, com porções hidrofílicas menos regulares, 
estendendo-se para qualquer lado. A outra configuração é encontrada em 
proteínas globulares maiores, com estruturas tridimensionais complexas, que 
fazem repetidas “passagens” através da membrana. Em tais proteínas de 
membranas de “múltiplas passagens”, a cadeia polipeptídica geralmente 
atravessa a camada dupla lipídica como uma série de alfa-hélices. 
 
Figura. Duas configurações de proteínas transmembranas. Algumas proteínas 
transmembranas estendem-se através da camada dupla lipídica como uma alfa-hélice 
simples (A), enquanto outras – proteínas de múltiplas passagens –, como alfa-hélices 
múltiplas (B). As porções de uma proteína que formam uma protrusão para qualquer 
lado da membrana são hidrofílicas; as porções helicoidais dentro da membrana são 
hidrofóbicas. 
 
 Enquanto a camada lipídica provê a estrutura básica e a natureza 
impermeável das membranas celulares, as proteínas são responsáveis pela 
maioria das funções da membrana. Em geral, as membranas são constituídas 
por 40 a 50% de lipídios (em peso) e 50 a 60% de proteínas, sendo as 
5 
 
 
 
quantidades e os tipos de proteínas na membrana o reflexo de sua função. As 
membranas envolvidas com a transdução de energia (a conversão de uma 
forma de energia para outra), como as membranas internas das mitocôndrias e 
dos cloroplastos, consistem em cerca de 75% de proteína. 
 Algumas proteínas de membrana são enzimas que catalisam reações 
associadas a membranas, enquanto outras são carregadores envolvidos no 
transporte de moléculas ou íons específicos para dentro e para fora da célula 
ou da organela. Outras proteínas, ainda, são receptores para receber e 
transduzir (converter) sinais químicos provenientes do ambiente interno ou 
externo. 
 
Especializações da Membrana Plasmática 
Uma vez que a membrana plasmática representa a superfície das 
células, em muitos casos essa superfície necessita de adaptações especiais, 
denominadas especializações da membrana. São elas: 
 
 Microvilosidades: trata-se de diminutas expansões digitiformes na superfície 
celular, projetadas para o meio extracelular, ampliando, deste modo, a área de 
absorção da célula. São encontradas, por exemplo, nas células epiteliais de 
revestimento da mucosa intestinal. 
 
 Interdigitações: propiciam uma melhor conexão das células entre si num 
tecido, descrevendo saliências e reentrâncias que se encaixam nas 
reentrâncias e saliências das células adjacentes. 
 Desmossomos: são especializações da superfície celular que assim como as 
interdigitações visam uma maior fixação de uma célula às células 
circunvizinhas. São dispostas irregularmente ao longo das membranas de 
separação de células contíguas. Cada desmossomo é composto por duas 
metades, chamadas de hemidesmossomos, sendo que cada pertence