aula membranas biológicas e transporte

Prévia do material em texto

1
Membranas
Biológicas
e Transporte
Prof. André
1. Limitam e isolam células e organelas
2. Regulam o transporte de substâncias
3. Recepção de sinais extracelulares
4. Catálise enzimática
5. Mediação das interações célula-célula
6. Ancoragem para o citoesqueleto
Membranas
1
2
2
Estrutura das Membranas
• As membranas são assimétricas e possuem três classes de
proteínas:
- Proteínas integrais: atravessam a membrana de um lado a outro.
- Proteínas periféricas: associadas com os grupos cabeça dos
fosfolipídios, com outra proteína integral
- Proteínas ancoradas a lipídios: covalentemente ligadas a lipídios que
funcionam como âncoras hidrofóbicas prendendo a proteína na
membrana.
3
4
3
Modelo do Mosaico Fluido
Mosaico: porque os componentes existem lado a lado como
entidades separadas.
Fluido: porque os componentes da membrana estão em constante
movimento lateral.
5
6
4
Flippases
• São proteínas que podem mover os lipídios de um lado
para o outro da bicamada lipídica
A fusão de uma célula de camundongo
com uma célula humana resulta na
distribuição ao acaso das proteínas da
membrana do camundongo e da célula
humana, poucos minutos após a fusão.
7
8
5
Grau de Fluidez da Membrana
• Em baixas temperaturas, os lipídios de membrana são rígidos
e firmemente empacotados.
• À medida que a temperatura é aumentada, os lipídios são
mais flexíveis e mais móveis.
• Saturases – removem insaturações, aumentando o ponto de
fusão da mistura lipídica da membrana.
• Dessaturases – inserem insaturações, reduzindo o ponto de
fusão da mistura lipídica da membrana.
9
10
6
TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
Transporte Passivo: é o movimento de um soluto (molécula ou íon) de uma região
de alta concentração para uma de baixa concentração, através de uma membrana
permeável. O transporte passivo não necessita de energia e pode ser de dois tipos:
•Difusão simples: quando o soluto difunde-se através da membrana ou através de
canais protéicos transmembrana que funcionam como poros seletivos.
•Difusão facilitada: quando o soluto é transportado através da membrana por uma
proteína carreadora. Neste caso, o soluto liga-se ao transportador em um lado da
membrana e promove uma alteração conformacional no transportador, a qual expõe
o soluto ao outro lado da membrana.
Transporte Ativo: é o movimento de um soluto contra um gradiente de
concentração e, por isso, necessita de energia. O transporte ativo pode ser de dois
tipos:
•Transporte ativo primário: o acúmulo do soluto em um dos lados da membrana é
acoplado diretamente a uma fonte de energia, como a quebra do ATP, a absorção de
luz solar ou uma reação de oxi-redução.
•Transporte ativo secundário: ocorre quando o transporte (contra o gradiente de
concentração) de um soluto é acoplado ao fluxo (a favor do gradiente de
concentração) de um outro soluto que foi acumulado pelo transporte ativo primário.
difusão simples difusão facilitada
11
12
7
Modelo hipotético para o transporte
passivo do tipo difusão facilitada A
proteína liga o soluto de um lado da
membrana. Essa ligação provoca
uma mudança de conformação que
expõe o soluto ao outro lado da
membrana célula e possibilita a sua
liberação. A liberação do soluto
restabelece a configuração inicial da
proteína de membrana e permite o
início de um novo ciclo de
transporte.
Modelo hipotético para o transporte ativo primário de um cátion através de uma
bomba eletrogênica. A proteína liga o cátion no lado de dentro da célula (A) e é
fosforilada por ATP (B). Essa fosforilação provoca uma mudança de conformação
que expõe o cátion ao lado de fora da célula e possibilita a sua liberação (C). A
liberação do íon fosfato da proteína para o citosol (D) restabelece a configuração
inicial da proteína de membrana e permite o início de um novo bombeamento.
13
14
8
Modelo hipotético para o transporte ativo secundário. A energia que move o processo foi
armazenada em um gradiente de H+ e está sendo usada para transportar um substrato (S) contra
seu gradiente de concentração. Na conformação inicial, os sítios de ligação na proteína estão
expostos ao ambiente externo e podem ligar um próton. Esta ligação resulta em uma mudança na
conformação que permite a uma molécula de S ser ligada. A ligação de S provoca uma outra
mudança de conformação que expõe os dois substratos ao interior da célula. A liberação dos
substratos restabelece a conformação original da proteína e permite o início de um novo ciclo de
bombeamento.
15
16
9
Outra classificação dos processos de transporte é baseada no número
de solutos (substratos) transportados e na direção em que ele(s) se
movem.
Transporte simples, transporte único ou uniporte: quando uma
única molécula ou íon passa através da membrana com a ajuda de um
canal ou de um transportador.
Transporte duplo ou co-transporte: quando dois solutos são
transportados simultaneamente através da membrana. O transporte
duplo pode ser de dois tipos:
•Simporte: quando os solutos são transportados na mesma direção.
•Antiporte ou contra-transporte: quando os solutos são transportados
em direções opostas.
Obs: observe que esta classificação não diz nada se esses processos
são dependentes de energia (transporte ativo) ou não (transporte
passivo).
17
18
10
Panorama geral dos vários
processos de transporte na
membrana plasmática e
tonoplasto de células vegetais.
19
20
11
A água se difunde pela 
membrana por duas 
maneiras
• Por pequenos espaços criados
momentaneamente por dois
fosfolipídeos adjacentes
• Por poros formados por proteínas
permeáveis a água (canais de água
ou aquaporinas)
21
22
12
23