membranas celulares

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MEMBRANAS 
Aula 5 
Profª Maysa 
TÓPICOS QUE SERÃO ABORDADOS 
• Membrana Celular 
 
• Estrutura: glicocálix, Proteínas Integrais e Periféricas, 
Lipídeos 
 
• Funções: Transporte Passivo: Poros, Canais iônicos, 
Carreadores, Transporte Ativo primário e secundário 
 
• Transporte de massa: Endocitose e Exocitose 
 
CÉLULA 
ESTRUTURA 
• Lipídeos 
 
• Proteínas Integrais 
 
• Proteínas Periféricas 
 
• Glicocálix 
 
MEMBRANA CELULAR 
• Cruciais para a vida da célula 
 
• Membrana plasmática 
• Circunda a célula 
• Define seus limites 
• Mantém diferenças essenciais no MIC e no MEC 
 
• Membrana das organelas 
• Diferenças características entre a organela e o citosol 
 
• Estrutura geral comum: Bicamada lipídica, Proteínas, Outros 
componentes 
MEMBRANA CELULAR 
• Estruturas dinâmicas, fluidas 
• Maioria das moléculas movem-se no plano da 
membrana 
 
MEMBRANA CELULAR 
/PLASMÁTICA 
 
MEMBRANA CELULAR 
BICAMADA LIPÍDICA 
• Estrutura básica de todas as membranas celulares 
 
• Microscópio: facilmente observada 
 
• Funções especiais das moléculas lipídicas 
 
• Principais lipídios das membranas celulares: 
• Fosfoglicerídeos, esfingolipídios e esteroides 
• Fosfolipídios são os mais abundantes 
 
• Lipídios de membrana: anfifílicas 
 
• Extremidade polar e extremidade apolar 
BICAMADA LIPÍDICA 
• Mais abundantes 
FOSFOLIPÍDIOS 
• Fosfoglicerídeos 
• Fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina, fosfatidilcolina 
• Principais presentes nas membranas de mamíferos 
 
• Cabeça polar e cauda apolar 
• 1 molécula de glicerol: 3 carbonos 
• Carbonos 1 e 2: ácidos graxos (AG) 
• Carbono 3: fosfato 
• Fosfato: outros tipos 
Cabeça polar: glicerol + fosfato + “outro grupo” 
Cauda apolar: AGs 
FOSFOGLICERÍDEOS 
OUTROS LIPÍDIOS 
• Colesterol e glicolipídios 
COLESTEROL 
• Eucariótica: grandes quantidades 
• Grupo OH – polar 
• Pequena cadeia de hidrocarboneto – apolar 
• Moléculas lipídicas que contém açúcar 
• Associação de açúcar + lipídio 
• Maioria: monocamada não-citosólica 
• ~5% das moléculas lipídicas 
• Grupos de açúcares 
• Expostos na superfície celular 
• Interações 
GLICOLIPÍDIOS 
CARACTERÍSTICAS 
• Fosfolipídios formam bicamada espontaneamente 
• A bicamada lipídica é um fluido bidimensional 
• Moléculas lipídicas – difundir livremente 
CARACTERÍSTICAS 
• Os lipídios têm movimentação 
CARACTERÍSTICAS 
• Fluidez depende da composição 
• Temperatura 
• Saturações / tamanho da cadeia carbônica 
• Colesterol 
 
CARACTERÍSTICAS 
• Podem formar domínios 
• Balsas / jangadas lipídicas 
 
CARACTERÍSTICAS 
• Podem formar domínios 
• Balsas / jangadas lipídicas 
 
CARACTERÍSTICAS 
• Gotas lipídicas são circundadas por monocamada 
fosfolipídica 
 
CARACTERÍSTICAS 
MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
• Desempenham a maioria das funções 
 
• Características e propriedades funcionais 
 
• Quantidades e tipos altamente variáveis 
 
• Exemplos: 
• Bainha de mielina: ~25% 
• Membranas envolvidas com produção de ATP: ~75% 
• Membrana plasmática típica: ~50% 
 
 
ASSOCIAÇÃO COM A 
BICAMADA LIPÍDICA 
• 1 e 2: alfa hélices 
• 3: folha beta, barril 
fechado, ou barris beta 
• 4: um lado 
• 5: ligação em cadeia lipídica 
• 6: oligossacarídeo 
• 7 e 8: interações com proteínas 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
• Periféricas 
• Não se estendem até a porção hidrofóbica 
• Ligadas a superfície de outras proteínas de membrana 
 
• Integrais 
• Se inserem no centro hidrofóbico da bicamada 
• Polipeptídeos hidrofóbicos 
• Proteínas transmembrana 
 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
PROTEÍNAS PERIFÉRICAS 
• Associação com 1 lado da monocamada 
 
PROTEÍNAS INTEGRAIS 
• Transmembrana: anfifílicas 
 
• Atuam em ambos os lados da bicamada 
 
• Maioria: conformação em alfa-hélice 
 
• Funções de domínios 
• citosólicos e não-citosólicos 
 
• Proteínas transmembrana de: 
• PASSAGEM ÚNICA: 1 VEZ 
• MÚLTIPLAS PASSAGENS: VÁRIAS VEZES 
 
 
 
• Estrutura 
• Interações 
• Oligossacarídeos 
• Pontes dissulfeto 
PROTEÍNAS INTEGRAIS 
Múltiplas passagens Passagem única 
Monocamada citosólica 
Monocamada não-citosólica 
ALFA-HÉLICES INTERAGEM 
ALFA-HÉLICES INTERAGEM 
BARRIS BETA - CANAIS 
PROTEÍNAS GLICOSILADAS 
• Oligossacarídeos na porção não-citosólica 
• Glicoproteínas: oligossacarídeos + proteínas 
• Proteoglicanos : polissacarídeos + proteínas 
 
PROTEÍNAS GLICOSILADAS 
 
GLICOCÁLIX OU GLICOCÁLICE 
• Revestimento celular / revestimento de açúcar 
 
• Zona da superfície celular rica em carboidratos 
 
• Reconhecimento celular 
 
• Comunicação 
FUNÇÕES DA MEMBRANA 
• Transporte passivo 
• Poros, Canais iônicos, Carreadores, 
 
• Transporte Ativo primário 
 
• Transporte Ativo secundário 
 
• Transporte de massa: 
• Endocitose e exocitose 
 
 
TRANSPORTE PELA MEMBRANA 
• Interior hidrofóbico: substâncias polares 
 
• Barreira: concentrações de soluto diferentes (MEC e MIC) 
 
• Transferir moléculas hidrossolúveis e íons 
• Nutrientes 
• Excretar produtos metabólicos 
• Regular concentração de íons 
 
• Proteínas de transporte 
 
• Sem proteínas bicamada é 
impermeável a íons 
• Moléculas carregadas 
Difundem-se facilmente pela membrana 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE 
• Principais classes: 
• Transportadoras (permeases ou carreadoras) 
• de Canal 
• Forma de transporte 
• Função: transferência de solutos através das membranas 
celulares 
• Íons, açúcares, aminoácidos 
• Especificidade: são extremamente específicas 
 
Difusão facilitada 
 
A favor do gradiente 
eletroquímico 
Bombas 
 
Contra o gradiente 
eletroquímico 
TRANSPORTADOR / CARREADOR 
• Ligam-se ao soluto 
• Mudanças conformacionais 
• Transporte passivo 
• Transporte ativo 
 
TRANSPORTADOR / CARREADOR 
Transporte 
ativo 
secundário 
 
BOMBAS DE SÓDIO E POTÁSSIO 
 
DE CANAL 
• Canais iônicos 
• Interagem fracamente ao soluto 
• Poros aquosos 
• Soluto (geralmente íons) cruzam a membrana 
• Ex: canais de água (aquaporinas) 
• Transporte passivo 
CANAIS IÔNICOS 
CANAIS IÔNICOS 
• Voltagem 
• Canais de cátions controlados por voltagem 
(potencial de ação) 
 
 
 
 
TRANSPORTE DE MASSA 
ENDOCITOSE 
• Transporte para o interior da 
célula 
 
• Material ingerido  vesícula 
endocítica 
 
• Tipos 
• Fagocitose: “o comer celular” 
– grandes partículas, restos 
celulares 
• Pinocitose: “o beber celular” 
– fluidos e solutos 
 
ENDOCITOSE 
• Formação de vesícula endocítica 
FAGOCITOSE 
 
ENDOCITOSE MEDIADA POR 
RECEPTOR 
 
EXOCITOSE 
• Transporte para o 
exterior da célula 
 
• Vias secretoras 
• Constitutivas 
• Reguladas 
• Direcionadas aos 
lisossomos 
 
 
• Complexo de Golgi  vesículas secretoras  exterior 
EXOCITOSE 
 
EXOCITOSE 
 
EXOCITOSE 
 
EXOCITOSE 
EXOCITOSE 
• Regulada 
SINALIZAÇÃO 
CELULAR 
PRINCÍPIOS GERAIS DA 
SINALIZAÇÃO CELULAR 
• Comunicação celular 
• Informação 
• Estímulos / Comandos 
• Transporte de moléculas (Difusão passiva, difusão facilitada, 
canais, transporte ativo, ...) 
• Receptores de membrana 
• Associados a canais iônicos 
• Acoplados a proteínaG 
• Associados a enzimas 
• Receptores intracelulares 
• Citoplasmáticos 
• Nucleares 
• Tipos de comunicação 
PRINCÍPIOS GERAIS DA 
SINALIZAÇÃO CELULAR 
Molécula-
sinal 
Célula Alvo 
Receptor 
Célula Sinalizadora 
Transdução de 
Sinal 
• Sentir e responder 
ao ambiente 
 
• Interpretar sinais 
 
• Química 
TIPOS DE COMUNICAÇÃO CELULAR 
A MOLÉCULA SINAL É A 
MENSAGEM? 
- Receptor X Efeito 
- Tipo celular 
E NA AUSÊNCIA DE SINAL? 
 Depende do estímulo e da 
propagação do sinal... 
 
 O efeito vai alterar o 
comportamento da célula em 
alguma direção 
 
 (Movimento, metabolismo, 
adaptação, expressão gênica, 
etc...) 
 Intracelular? 
 
Moléculas sinalizadoras 
intracelulares 
 
Proteínas efetoras 
 
Receptores de 
superfície: sinal 
extracelular 
 
Receptores 
intracelulares 
TIPOS DE RECEPTORES DE MEMBRANAS 
(SUPERFÍCIE CELULAR) 
RECEPTORES ASSOCIADOS 
A CANAIS IÔNICOS 
• Convertem sinais 
químicos em sinais 
elétricos 
 
• Canais iônicos 
controlados por 
transmissores (Sinapses) 
 
• Neurotransmissores: 
noradrenalina, 
acetilcolina, etc. 
 
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G 
 
• GPCRs (G-protein-coupled receptors) 
 
• Estrutura semelhantes 
• Cadeia polipeptídica 
• Serpentinas (7 domínios 
transmembrana) 
 
• Ativação das subunidades da 
proteína G 
 
 GTP: guanosina tri-fosfato 
GDP: guanosina di-
fosfato 
 
RECEPTORES ASSOCIADOS A ENZIMAS 
• Proteínas transmembrana 
• Domínio de interação ao ligante (extracelular) 
• Domínio citoplasmático 
• Enzima 
• Associada a enzima 
• Maioria: Domínio citoplasmático – tirosina-quinase (RTK) 
RTK: receptores tirosina-quinase 
 
EXEMPLOS: SINALIZAÇÃO CELULAR 
• Ingestão de nutrientes (carboidratos, lipídios e proteínas) 
• Digestão (Enzimas do TGI) 
• Absorção da glicose (enterócitos – tipo de transporte?) 
• Entrada de glicose na corrente sanguínea 
• Estímulo de células beta pancreáticas através da glicose 
• Secreção de insulina (grânulos) 
• Insulina se liga ao receptor do adipócito 
• Lipogênese 
• Lipólise 
ABSORÇÃO DE NUTRIENTES 
SECREÇÃO DE INSULINA 
Fonte: 
http://www.medicinageriatrica.com.br/tag/glut-4/ 
INSULINA LIGA-SE AO SEU RECEPTOR 
Pauli et al., 2009. 
 
Fonte: 
http://www.scielo.br/pdf/abem/v53n4
/v53n4a03.pdf 
Proença et al., 2014 
LIPOGÊNESE 
LIPÓLISE 
GLICOGENÓLISE 
• Mecanismos parecidos 
 
• Efeitos diferentes 
 
• Célula muscular esquelética 
RECEPTORES INTRACELULARES 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
• Alberts e colaboradores. Fundamentos da Biologia 
Celular. 3 Ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 
 
• Tortora, G; Derrickson, B. Princípios de Anatomia e 
Fisiologia. 12 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 
2014.