Aula 5 Estrutura_funções e transporte das Membranas 2019 Betânia

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Biofísica
Curso Medicina Veterinária
Prof(a): Betânia Glória Campos
M. Veterinária – Doutora Produção Animal UFMG
Patos de Minas, 2019
Aula 5 – Estrutura e Funções das 
Membranas Biológicas e Transporte
através das membranas
Membranas Biológicas
•Estruturas altamente diferenciadas destinadas a uma
compartimentação única.
• Seleção de ingredientes (dentro e fora): Transporte ativo
Transporte passivo.
• Interior em Estacionário – Gradiente Entrópico:
Entropia baixa – interior 
Entropia alta - exterior
Membranas Biológicas
Modelo do Mosaico Fluido
Membranas Biológicas
A membrana não é uma estrutura covalente
Forças que mantém as biomoléculas na membrana:
•Coulômbicas (forças eletromagnéticas)
•Hidrofóbicas
•Pontes de H etc. (interação entre H e O, N, F).
Para efeito didático na biofísica a membrana pode ser 
considerada como tendo 4 estruturas básicas:
1. Poros ou canais
2. Zonas de Difusão facilitada (ZDF)
3. Receptores
4. Operadores
Membranas Biológicas
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)
Os canais podem possuir cargas: positivas, negativas ou
destituídos de cargas elétricas. A carga se origina de
grupos laterais de proteínas, como COO- e NH3+.
Transporte de acordo com
o gradiente de concentração.
(De mais para menos)
Membranas Biológicas
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)
Além da carga, o diâmetro dos canais seleciona os passantes
conforme o volume dos íons
Membranas Biológicas
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)
Membranas Biológicas
2. Zonas de Difusão Facilitada (TRANSPORTE PASSIVO)
São regiões que possuem alta concentração de moléculas da
mesma espécie química. E por isso nestes locais a passagem de 
moléculas de mesma composição química é facilitada.
As moléculas transeuntes se 
dissolvem nas afins e passam pela
membrana.
A velocidade de difusão na ZDF 
segue a cinética do tipo
enzimático (Michaelis-Menten).
Membranas Biológicas
3.Receptores
São sítios que possuem estrutura adequada a ligação de certas
moléculas, que ao se ligarem deslancham uma série de 
processos celulares. 
As mensagens podem ser dirigidas a poros (canais) ou
operadores.
Se localizam: na membrana e citosol
*Calmodulina: receptor de Ca+ localizado no citosol (baixo
peso molecular).
Membranas Biológicas
3. Funcionamento dos Receptores
Membranas Biológicas
Há substancias que ocupam os receptores impedindo o acesso
do mensageiro
Ex classico: atropina – se liga aos receptores muscarínicos da
acetilcolina bloqueando seu efeito
Funcionamento dos Receptores
Tetradoxina
Membranas Biológicas
4. Operadores (Transporte Ativo) 
Realizam transporte ativo isto é, contra o gradiente de
concentração, elétrico ou ambos. Os operadores utizam ATP
como fonte de energia. (ver proximo slide)
O sentido normal do trânsito é unidirecional.
Existe sempre uma molécula de ATPase envolvida no processo.
Ex: Na+ K+ Mg2+ ATPase, conhecida como sódio-potássio
ATPase participa de um operador muito importante que é a
bomba de sódio.
Membranas Biológicas
4. Operadores (Transporte Ativo) 
Inserir figura pag 206
Transporte Através das Membranas
Biológicas
A membrana celular desempenha papel ativo na manutenção das 
diferenças de composição entre os líquidos intra e extracelular.
Pelo controle do transporte de íons e
de outras substâncias através da
membrana.
O transporte ocorre por 2 mecanismos
principais:
1. Difusão
2. Transporte Ativo
Transporte Através das Membranas
Biológicas
Definição: movimento aleatório de moléculas ou de íons. 
1. Difusão simples
Ocorre simplesmente pelo gradiente de concentração. À medida
que a concentração aumenta, o fluxo cresce proporcionalmente.
Ocorre de 2 maneiras:
1. Lipossolúveis: ex O2, difundem-se diretamente pela matriz
lipídica da membrana celular. 
2. Hidrossolúveis: e a água, passam através de poros da
membrana celular (seletivamente permeáveis)
Transporte Através das Membranas
Biológicas
1. Difusão
Transporte Através das Membranas
Biológicas
Algumas substâncias são muito insolúveis em lipídios, no entanto
conseguem atravessar a membrana por difusão mediada por
carreador. Ex: açúcares (glicose), AA
2. Difusão facilitada
A velocidade do transporte depende:
•Diferença de concentração da substância nas duas faces da membrana;
•Qtde disponível de carreador;
•Rapidez com que ocorrem as reações químicas ou físicas
Neste caso a relação entre concentração e fluxo segue a cinética de
Michaelis-Menten. A partir de certa concentração o sítio está saturado,
e o fluxo não mais aumenta. Ex: isto é o que ocorre nas zonas de
difusão facilitada
Transporte Através das Membranas Biológicas
2. Difusão Facilitada
Transporte Através das Membranas
Biológicas
Difusão Simples e Facilitada –Velocidade de difusão
Transporte Através das Membranas
Biológicas
3. Transporte Ativo
Movimento de uma substância através da membrana celular por
meio de um mecanismo químico específico da própria membrana
(ocorre gasto de energia) – Conhecido como “transporte
montanha acima”.
Exemplos:
•Bomba de sódio-potássio
•Íons cloreto, cálcio, ferro e hidrogênio
Transporte Através das Membranas
Biológicas
3. Transporte Ativo
Transporte Através das Membranas
Biológicas
4. Transporte Ativo – Cotransporte de Sódio
4.1 – Glicose e outros monossacarídeos e AA: transportados do 
epitélio para o sangue mesmo em concentrações baixas (ocorre
apenas no intestino e túbulos renais)
Transporte Através das Membranas
Biológicas
Resumo
Passivo
Difusão
simples
Difusão
facilitada
Ativo
Simples
Cotransporte
Fim
Exercício
1. Citar duas características funcionais da membrana biológica.
2. Do ponto de vista termodinâmico o que faz a membrana
biológica?
3.A membrana permite equilíbrio dinâmico ou regime estacionário?
4. Citar 2 fatores que condicionam a passagem de íons pelo canal>
5.Quais são as duas principais características no transporte de 
operadores?
Exercício
6. De acordo com o gráfico defina as formas de difusão e 
porque?
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1
2
Exercício
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01) (UFRGS/2012) A membrana plasmática é uma estrutura que atua como 
limite externo da célula, permitindo que esta realize suas funções.
Com relação à membrana plasmática, considere as afirmações abaixo.
I. Sua estrutura molecular tem como componentes básicos lipídeos e proteínas.
II. Os fosfolipídeos apresentam uma região hidrofílica que fica voltada para o 
ambiente não aquoso.
III. O esteroide colesterol é um lipídio presente na membrana plasmática de 
células animais e vegetais.
Quais estão corretas?
A) Apenas I
B) Apenas II
C) Apenas I e III
D) Apenas II e III
E) I, II e III
Exercício
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Atualmente o modelo mais aceito para explicar a constituição da membrana 
celular é o modelo do mosaico fluido proposto originalmente por Singer e 
Nicholson. Observe o esquema abaixo de uma membrana segundo esse 
modelo:
De acordo com o modelo do mosaico fluido, o que está indicado pelo
número 1?
a) Fosfolipídios.
b) Glicídios.
c) Glicocálix.
d) Proteínas.
e) Carboidratos.
Exercício
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03) (CUSC/2014) A figura mostra um esquema da membrana plasmática.
Em relação às moléculas que integram a membrana, é correto afirmar que a letra 
indicada por
A) K permite a identificação de moléculas.
B) P é formada exclusivamente por aminoácidos.
C) R é formada por monossacarídeos.
D) L pode permitir a passagem de algumas substâncias.
E) J possui uma região apolar e polar.
Exercício
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A membrana plasmática das células exerce uma importante função:
selecionar o que entra e sai da célula. Em virtude dessa capacidade
seletiva, dizemos que a membrana é semipermeável ou que apresenta
permeabilidade seletiva. Algumas substâncias, entretanto, entram de
forma espontânea na célula por transporte passivo. Um exemplo é a água
na célula animal que pode entrar sem controle e causar a sua lise. O
processo no qual a água se difunde para o interior da célula é chamado
de:
a) osmose.
b) difusão facilitada.
c) bomba de sódio e potásio.
d) fagocitose.
e) exocitose.
ver resposta
Exercício
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(UFAM) A organização molecular da membrana plasmática é essencialmente
baseada na presença de uma bicamada lipídica. Identifique, nas alternativas
abaixo, as moléculas que fazem parte da organização da membrana.
a) Ptialina, glicolipídios e colesterol.
b) Ácidos nucleicos, fosfolipídios e insulina.
c) Fosfolipídios, glicolipídios e colesterol.
d) Adenina, fosfolipídios e aminoácidos.
e) Citosina, colesterol e glicolipídios.
Exercício
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6) (Covest-1997) Assinale a alternativa INCORRETA:
a) A difusão simples é um tipo de transporte passivo através da membrana 
plasmática que ocorre quando existem condições de grandiente de 
concentração sem haver gasto de energia.
b) A difusão facilitada utiliza proteínas carregadoras para o transporte de 
açúcares simples e aminoácidos através de membrana constituindo, por essa 
razão, um processo de transporte ativo. 
c) A membrana plasmática é formada por uma camada bimolecular de 
fosfolipídeos onde estão dispersas moléculas de proteínas globulares, 
dispostas como um mosaico. 
Exercício
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A membrana plasmática é formada por fosfolipídios que se dispõem próximos
uns aos outros e deslocam-se continuamente. Encontram-se ainda nas
membranas, proteínas localizadas na superfície ou então atravessando toda
essa estrutura. Ligada às proteínas ou aos fosfolipídios, na face externa,
localizam-se cadeias de carboidratos, que são chamadas de:
a) mosaico fluido.
b) glicocálix.
c) colesterol.
d) carboidratos de reserva.
e) receptores celulares.
Exercício
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12) (UFPR-2006) Abaixo, pode-se observar a representação esquemática de uma 
membrana plasmática celular e de um gradiente de concentração de uma 
pequena molécula “X” ao longo dessa membrana. Com base nesse esquema, 
considere as seguintes afirmativas: 
I. A molécula “X” pode se movimentar por difusão simples, através dos lipídios, 
caso seja uma molécula apolar. 
II. II. A difusão facilitada da molécula “X” acontece quando ela atravessa a 
membrana com o auxílio de proteínas carreadoras, que a levam contra seu 
gradiente de concentração. 
III. III. Se a molécula “X” for um íon, ela poderá atravessar a membrana com o 
auxílio de uma proteína carreadora. 
IV. IV. O transporte ativo da molécula “X” ocorre do meio extracelular para o 
citoplasma. 
Exercício
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Assinale a alternativa correta. 
a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. 
b) b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. 
c) c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
d) d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. 
e) e) Somente a afirmativa III é verdadeira