2- Membrana Plasmática (1)

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MEMBRANA PLASMÁTICA 
 E TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
Glenda Dias Santos 
 
 
1 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO - UFOP 
DEPARTAMENTO: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – DECBI 
CBI 199 
 Funções da membrana plasmática 
 
 Composição das membranas 
 
 Proteínas de membrana 
 
 Princípios do transporte de membrana 
 
 Proteínas transportadoras e o transporte ativo de membrana 
 
 Canais iônicos 
TÓPICOS DA AULA 
FUNÇÕES DAS MEMBRANAS 
 Permeabilidade seletiva 
 Interação celular 
 Compartimentalização 
 Transporte 
 Transdução de sinal 
 Transdução de energia 
BARREIRAS SELETIVAS 
 Separa a célula do ambiente externo 
 Permite que a composição molecular da célula seja distinta da composição do 
ambiente em que a célula se encontra. 
PAPEIS DA MEMBRANA PLASMÁTICA 
COMPARTIMENTOS DELIMITADOS POR 
MEMBRANA 
MET 
MO 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
MEMBRANA PLASMÁTICA 
5 nm 
 
Limites de resolução: 
Olho = 0,2 mm 
MO = 0,2 µm 
ME = 0,2 nm 
 Lipídeos 
 Carboidratos 
Proteínas 
 
CONSTITUIÇÃO MEMBRANAS CELULARES 
*A proporção é variável entre organelas e entre 
tipos celulares 
LIPÍDEOS 
 Bicamada 
 Impede movimentos aleatórios de substâncias 
hidrossolúveis 
São todos anfipáticos 
Tipos: fosfolipídeos, esfingolipídeos e colesterol 
LIPÍDEOS 
FOSFOLIPÍDEOS 
 Fosfatidilcolina 
 FOSFOLIPÍDEOS 
 Principais fosfolpídeos das membranas plasmáticas 
- Grupo hidrofílico + fosfato + glicerol+2 ácidos graxos 
• É a menor das moléculas de lipídeos e a 
menos anfipática 
 
• Possuem pequenos grupos hidroxila 
hidrofílicos e anéis hidrofóbicos planos e 
rígidos 
COLESTEROL 
COLESTEROL 
 Estrutura 
COLESTEROL 
ARRANJO DE MOLÉCULAS DE LIPÍDEOS 
FECHAMENTO ESPONTÂNEO 
LIPOSSOMOS 
Lipossomos são vesículas constituídas de uma ou mais bicamadas fosfolipídicas orientadas 
concentricamente em torno de um compartimento aquoso e servem como carreadores de 
fármacos, biomoléculas ou agentes de diagnóstico. 
MOBILIDADE DAS MOLÉCULAS DE FOSFOLIPÍDEO EM 
UMA BICAMADA LIPÍDICA ARTIFICIAL 
 Várias técnicas tem sido usadas para medir o movimento das moléculas lipídicas 
f FLUIDEZ DA BICAMADA LIPÍDICA 
COMO MODULAR A FLUIDEZ DA MEMBRANA? 
LEVEDURAS BACTERIAS 
 AJUSTE NO COMPRIMENTO E INSATURAÇÃO DAS CAUDAS HIDROCARBONADAS 
TEMPERATURAS AS CÉLULAS PRODUZEM LIPÍDEOS COM AS CAUDAS MAIS LONGAS 
E REDUZEM LIGAÇÕES DUPLAS 
COMO LEVEDURAS E BACTÉRIAS SE ADAPTAM A DIFERENTES TEMPERATURAS? 
COMO MODULAR A FLUIDEZ DA MEMBRANA EM 
CÉLULAS ANIMAIS? 
 A fluidez da membrana é modulada pela inclusão de moléculas de 
colesterol 
 Representa aprox. 20 % dos lipídeos 
 Pequenas e rígidas 
 Preenchem espaços vazios entre moléculas vizinhas de fosfolipídios 
produzidos pelas caudas insaturadas. 
 
 
 Difícil imaginar como as células conseguiriam viver crescer e se 
reproduzir sem a fluidez da membrana 
f FLUIDEZ DA BICAMADA LIPÍDICA 
 Colesterol 
EVIDÊNCIA DE FLUIDEZ DE MEMBRANA 
BALSAS LIPÍDICAS 
*ESFINGOMIELINA E COLESTEROL 
RAFTS ou balsas lipídicas: moléculas lipídicas da membrana plasmática das células 
animais podem se reunir de forma transiente em domínios especializados (ex. 
caveola – envolvida na endocitose); 
 
AS MEMBRANDAS TAMBÉM SÃO COMPOSTAS DE 
CARBOIDRATOS 
• Ligados covalentemente aos lipídeos e às 
proteínas 
 
• Todos os carboidratos estão voltados para o meio 
extracelular 
 
• Atuam na mediação de interações da célula com 
seu meio 
 
• Determinação do tipo sangüíneo 
CARBOIDRATOS 
Núcleo 
Membrana 
plasmática Citoplasma Glicocálice 
Linfócito corado com vermelho de rutênio 
 Tem como função proteger a célula contra danos químicos ou mecânicos e manter 
outras células à distância; 
GLICOCÁLICE OU GLICOCALIX 
Cadeias laterais ricas em oligossacarídeos dos glicolipídeos e das glicoproteínas integrais e por 
cadeias de polissacarídeos dos proteoglicanos 
GLICOCÁLICE OU GLICOCALIX 
DISTRIBUIÇÃO ASSIMÉTRICA DE FOSFOLIPÍDEOS E 
GLICOLIPÍDEOS 
FOSFATIDILETANOLAMINA ESFINGOMIELINA FOSFATIDILCOLINA FOSFATIDILSERINA 
Bainha de mielina 
que envolve os 
axônios 
• As composições de lipídeos das duas monocamadas da bicamada 
lipídica de muitas membranas são distintas; 
 
• A assimetria lipídica é importante para os processos de conversão 
de sinais extracelulares em sinais intracelulares; 
IMPORTÂNCIA DA ASSIMÉTRICA DA BICAMDA LIPÍDICA 
FOSFATIDILETANOLAMINA ESFINGOMIELINA FOSFATIDILCOLINA FOSFATIDILSERINA 
Bainha de mielina 
que envolve os 
axônios 
 A assimetria da bicamada lipídica é funcionalmente importante quando uma 
célula animal sofre APOPTOSE. 
 
 A FOSFATIDILSERINA é rapidamente translocada para a monocamada extracelular. 
E AS PROTEÍNAS? 
Classes distintas, dependendo da sua relação 
com a membrana: 
 
 
 
INTEGRAIS E PERIFÉRICAS 
 
 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
 Maneiras pelas quais as proteínas de membrana se associam a bicamada lipídica 
 São classificadas de acordo com a dificuldade com que são extraídas: 
1. PROTEÍNAS INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS (difusão rotacional e difusão lateral); 
2. PROTEÍNAS PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS; (Ligação covalente ao PI por 
meio de um oligossacarídeo – 
ancoramento GPI) 
 
 
BARRIS β FORMADOS POR DIFERENTES NÚMEROS 
 DE FITAS β 
Transporta 
íons de ferro 
Receptor para um vírus 
bacteriano 
Poro 
MODELO MOSAICO FLUIDO 
DOMÍNIO DE MEMBRANA 
 Como as moléculas de membrana podem estar restritas a um detrminado domínio de 
membrana. 
CITOESQUELETO CONFERINDO A FORMA DA 
CÉLULA E ORGANELAS 
ERITRÓCITO HUMANO 
Complexos 
juncionais 
 A forma bicôncova dos eritrócitos é resultado de interações entre proteínas da membrana 
plasmática e o citoesqueleto adjacente (principal componente é a ESPECTRINA); 
TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
PRINCÍPIOS DO TRANSPORTE ATRAVÉS DA 
MEMBRANA 
• O interior hidrofóbico da bicamada lipídica serve como 
barreira à maioria das moléculas polares; 
 
• Proteínas de transporte: 15 – 30% das proteínas de 
membranas em todas as células; 
 
 • O transporte através das membranas cria grandes 
diferenças na composição do citosol em relação ao fluido 
extracelular. 
O2 
Pequenas moléculas 
hidrofóbicas e apolares 
podem atravessar a 
bicamada por simples 
difusão 
Fora da célula 
Mais concentrado 
Difusão simples 
ou passiva 
Dentro da célula 
Menos concentrado 
O2 
O2 
O2 O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
O2 
Transporte através da membrana 
Difusão passiva 
O soluto penetra na célula a favor de um gradiente de concentração 
(etanol, anestésicos, gases). Via bicamada lipídica 
Difusão passiva 
 
 
TRANSPORTE DE MEMBRANA 
A bicamada lipídica das membranas serve como uma barreira à 
passagem da maioria das moléculas polares. 
Difusão simples (ou difusão passiva) 
-Transporte passivo ( ou difusão 
facilitada) 
• Transporte ativo primário 
• Transporte ativo secundário 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE 
Moléculas que não passam pela 
bicamada de lipídios são transportadas 
por duas classes de proteínas 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE 
TIPOS DE TRANSPORTE 
Ou Difusão Facilitada 
TRANSPORTE ATIVO É FEITO SOMENTE POR PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS E CONTRA UM 
GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE 
Proteínas transportadoras ou carreadoras 
Possuem regiões móveis, ligam-se ao soluto e sofrem mudanças 
conformacionais para transferi-loatravés da membrana; 
PROTEÍNAS DE TRANSPORTE 
Formam poros aquosos nas membranas e interagem fracamente 
com o soluto a ser transportado. 
Ex.: Aquaporinas: Realizam transporte mais rápido do que as 
proteínas de transporte; 
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O soluto penetra na célula a favor de um gradiente de concentração 
(alguns aminoácidos, algumas vitaminas). A substância se combina com 
uma molécula transportadora. 
Proteína Carreadora Proteína Canal 
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 TRANSPORTE PASSIVO 
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS E TRANSPORTE ATIVO 
• O transporte ativo é mediado por proteínas transportadoras acopladas a uma fonte 
de energia; 
3 maneiras principais: 
1. Transportadores acoplados: carreadores dirigidos por íons; 
2. Bombas acionadas por ATP ou ATPases : carreadores dirigidos por ATP; 
3. Bombas acionadas por luz; 
O soluto é transportado contra um gradiente de concentração (químico e/ou 
elétrico), ocorre por proteínas carreadoras (ATPásicas: gasto de ATP) 
TRANSPORTE ATIVO 
Simporte Antiporte 
É um mecanismo de transporte ativo onde a célula pode utilizar a energia 
potencial de gradientes de íons para transportar moléculas e íons através 
da membrana (TRANSPORTE ACOPLADO – co-transporte) 
TRANSPORTE ATIVO IMPULSIONADO POR 
GRADIENTES IÔNICOS 
Na+ (●) e H+ (●) 
Antiporte: o sódio entra, 
auxiliando o íon H+ a sair 
pela mesma proteína. 
Simporte: o sódio entra na 
célula, auxiliando a glicose a 
entrar contra seu gradiente. 
Na+ (●) e glicose (●) 
TRANSPORTE ATIVO IMPULSIONADO POR 
GRADIENTES IÔNICOS 
O Na+ fora da célula funciona como a 
água represada num reservatório