Métodos de estudo e biomembranas - estrutura e função

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19/09/2019 
1 
Professora: Dra. Cibele dos Santos Borges 
Cibele.borges@ufersa.edu.br 
 
Mossoró, 2019 1 
MÉTODOS DE ESTUDO DE BIOLOGIA CELULAR 
Os microscópios são equipamentos que têm como objetivo 
produzir imagens aumentadas de objetos tão pequenos que são 
indistintos à vista desarmada, ou que, se vistos, não revelariam 
aspectos texturais mais detalhados. 
 
Formação da imagem: necessidade da interação da luz com o 
objeto gerando absorção ou refração. 
 
Componentes ópticos: 
MICROSCOPIA DE LUZ 
Fonte de luz -> lente condensadora -> lentes objetivas -> lente ocular 
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Aumento de 1.000x 
MICROSCOPIA DE LUZ 
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Similar a um microscópio óptico comum, com a exceção de que a 
luz que ilumina é passada através de dois conjuntos de filtros. 
MICROSCOPIA DE FLUORESCÊNCIA 
1- filtra a luz antes que ela 
alcance o espécime, passando 
apenas aqueles comprimentos 
de onda que excitam o agente 
fluorescente em particular. 
 
2- repreende essa luz, e passam 
apenas aqueles comprimentos 
de onda emitidos quando o 
agente fluorescente emite 
fluorescência. 
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Um microscópio confocal é um tipo especializado de microscópio 
de fluorescência que monta uma imagem por meio da varredura 
do espécime com um feixe de laser. 
A varredura do feixe através do espécime gera uma imagem bem-
definida do plano de foco – uma secção óptica. Uma série de 
secções ópticas a diferentes profundidades permite que uma 
imagem tridimensional seja construída. 
MICROSCOPIA CONFOCAL 
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Utiliza um feixe de elétrons, em vez de 
um feixe de luz, e bobinas magnéticas 
para focar o feixe, em vez das lentes de 
vidro. 
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE TRANSMISSÃO 
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No microscópio eletrônico de varredura o espécime, que foi 
coberto com um filme muito fino de um metal pesado, é varrido 
por um feixe de elétrons focalizados no espécime pelas bobinas 
eletromagnéticas que, nos microscópios eletrônicos, agem como 
lentes. 
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA 
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Coleta do material biológico 
 montagem total, esfregaço, espalhamento, esmagamento, 
decalque (carimbo), corte histológico. 
 
Fixação biológica 
 
PREPARAÇÕES CITOLÓGICAS 
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A citoquímica dedica-se aos estudos dos métodos de coloração dos 
tecidos e constituintes celulares ou subcelulares, preocupando-se 
não somente com os princípios químicos das reações de coloração, 
mas também com os procedimentos para obtenção de preparados a 
serem avaliados aos microscópios. 
 
 
 
CITOQUÍMICA 
Tricrômico de Masson 
Tricrômico de Gomori 
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Reações citoquímicas mediadas por ligações eletrostáticas 
 corantes aniônicos – sirius red, fast green e a eosina (acidofilia) 
 corantes catiônicos – azul de toluidina, azul de metileno e hematoxilina (basofilia) 
 
Reações citoquímicas mediadas por ligações covalentes 
 colorações seletivas para tecido conjuntivo – tricrômicas 
 reação de Feulgen (DNA) e teste do ácido periódico-Schiff (PAS) - polissacarídeos 
 
 
 
CITOQUÍMICA 
Azul de toluidina 10 
Reações citoquímicas mediadas por interações hidrofóbicas 
 corantes hidrofóbicos – Sudan Black, Sudan III e azul de Nilo 
 
Citoquímica enzimática 
 
 
CITOQUÍMICA 
Ação da enzima fosfatase ácida 
(ação lisossomal) 
Ação da enzima fosfatase alcalina 
(ação membrana plasmática) 
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A imunocitoquímica utiliza a especificidade dos anticorpos na 
localização de moléculas ou de regiões de moléculas nas células 
ou tecidos. 
IMUNOCITOQUÍMICA 
Imunocitoquímica direta 
Imunocitoquímica indireta 
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IMUNOCITOQUÍMICA 
Imunofluorescência Imunoperoxidase 
Identificação imunocitoquímica da proteína S100, 
presente nas células de Schwann (verde), e de 
macrófagos (vermelho). 
Identificação imunocitoquímica da proteína 
PCNA, presente nas espermatogônias. 
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Fracionamento celular 
Cromatografia líquida e eletroforese 
Técnica de DNA recombinante 
Cultura celular 
OUTRAS TÉCNICAS 
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Professora: Dra. Cibele dos Santos Borges 
Cibele.borges@ufersa.edu.br 
 
Mossoró, 2019 
BIOMEMBRANAS: 
ESTRUTURA E FUNÇÕES 
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BIOMEMBRANAS 
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Sec XIX 
 
Kölliker – soluções iônicas: passagem de água, mas 
não de solutos pela célula 
 
 
Overton – transporte de membrana relacionado 
com solubilidade dos lipídios 
 
 
Barreira semipermeável? 
Composição? 
HISTÓRICO 
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Sec XX 
 
Gorter e Grendel (1925) 
“Bicamada lipídica” 
 
 
Danielli e Davson (1935) 
“Proteínas globulares na 
periferia das bicamadas” 
HISTÓRICO 
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Sec XX 
 
Robertson (1961) 
“Unidade de membrana” 
 
 
 
Singer e Nicolson (1972) 
“Mosaico fluído” 
Região eletrolúcida x eletrodensa 
HISTÓRICO 
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MODELO MOLECULAR DAS MEMBRANAS 
20 
 proteínas embebidas na bicamada lipídica  mosaico 
proteínas e lipídeos apresentam movimentos nas membranas  fluído 
 bicamada lipídica; 
 Singer e Nicolson (1972)  Modelo do Mosaico Fluido 
Lipídios 
Proteínas 
MODELO MOLECULAR DAS MEMBRANAS 
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Bicamada lipídica 
6 a 10nm de espessura 
Composição: lipídios e proteínas, ambos ligados a 
carboidratos 
 
ESTRUTURA BÁSICA DAS BIOMEMBRANAS 
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Membrana Plasmática Retículo Endoplasmático, Complexo de Golgi, Lisossomo, Peroxissomo, 
Mitocôndria, Cloroplasto, Envoltório Nuclear, Vacúolos e Vesículas 
Funções 
Separar Integrar 
MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
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Células X Meio Organelas X Citosol 
Célula X Meio 
Organelas X Citosol 
 Manutenção equilíbrio iônico com o meio intracelular 
Reconhecimento celular e molecular  Receptores 
Adesão: célulacélula e célulamatriz 
Comunicação celular 
Execução de funções especializadas eficiência 
Organização de sistemas enzimáticos 
Controle das atividades celulares 
Proteção da célula produtos potencialmente lesivos 
Separar Integrar 
MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
Lipídios 
Proteínas 
Carboidratos 
MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
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Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
• Fosfolipídios 
 
-Moléculas anfifílicas 
 
- Principal tipo: 
Fosfoglicerídios 
 
 
 
50% 
massa 
26 
• Fosfolipídios 
- Ácidos graxos saturados ou insaturados 
- Influência na fluidez 
- Influência na espessura da bicamada 
(Carvalho e Recco-Pimentel, 2013) 
Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
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+ viscosa/- fluida 
Saturados Insaturados 
- viscosa/+ fluida 
Saturação Ácidos Graxos Fluidez das Membranas 
FOSFOLIPÍDEOS Lipídeo fundamental nas membranas biológicas 
Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
28 
• Esfingolipídios 
Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
29 
• Colesterol 
- Esteroide composto por quatro anéis fundidos 
derivado do ciclo pentanoperidrofenantreno 
 
Influência na fluidez / 
permeabilidade 
Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
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Lipídios (Fosfolipídios, esfingolipídios e colesterol) 
Colesterol Interação colesterol + fosfolipídeos 
Torna a membrana mais rígida 
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(Alberts et al., 2015) 
Lipídeos distribuídos assimetricamente 
nas monocamadas da membrana! 
Composição lipídica de diferentes biomembranas 
32 
• Faces das membranas biológicas são diferenciadas 
• Assimetria importante na conversão de sinais 
(Carvalho e Recco-Pimentel, 2013) 
Distribuição assimétrica dos lipídios 
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Flip Flop Rotação Difusão Lateral 
depende da temperatura 
Movimentação dos lipídeos 
34 
35 
Movimentação dos lipídeos 
 Scramblase – RER 
– assimetria 
desordenada 
 
 Flipase – 
complexo de 
golgi- assimetria 
ordenada 
FLIP-FLOP 
Permeabilidade da Bicamada Lipídica 
 Barreira hidrofóbica impermeável 
 tamanho da molécula; 
 solubilidade da molécula (em óleo) 
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• Relacionadas com a maioria das funções da membrana 
 
 
 
 
 
Transporte de moléculas, interação com hormônios, 
transdução de sinais, estabilização estrutural 
PROTEÍNAS 
37 
38 
FUNÇÕES 
PROTEÍNAS 
ESTRUTURAL 
RECONHECIMIENTO 
RECEPTOR TRANSPORTE 
ENZIMÁTICA 
COMUNICAÇÃO 
FUNÇÕES 
PROTEÍNAS 
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Diferentes formas de associação 
 
 
 
INTEGRAIS 
Transmembrana 
PERIFÉRICAS 
Semi-inseridas 
Ancoradas a GPI 
Ancoradas a lipídio de 
membrana 
PROTEÍNAS 
40 
• Integrais – transmembrana 
• Anfifílicas: interação com lipídios 
 
Passagem 
única 
Múltipla passagem 
Múltipla passagem 
Barril β 
Pontes de hidrogênio na cadeia 
principal - maximizadas pela 
conformação α hélice – cadeia 
lateral faz interação com 
lipídeos (apolar) e parte polar 
voltada para o centro – cadeia 
principal 
rolled-up β sheet 
 
PROTEÍNAS 
41 
• Periféricas 
Hélice α anfifílica 
Ligações covalentes à 
cadeia lipídicas 
Ligação 
covalente à 
oligossacarídeo 
(GPI) 
Ancoradas 
Semi-inseridas 
PROTEÍNAS 
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• Periféricas 
• Face citosólica ou externa 
Interações não-
covalentes com 
outras proteínas de 
membrana 
PROTEÍNAS 
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Flip Flop 
Limitado 
Rotação Difusão Lateral 
Difusão Vertical 
MOVIMENTAÇÃO DAS PROTEÍNAS 
44 
• Cadeias de oligossacarídeos associados: glicoproteínas 
e/ou glicolipídios 
• Face não citoplasmática da bicamada 
 
 
 
 
Glicose 
Galactose 
Manose 
Fucose 
N-acetilgalactosamina 
Acido siálico 
Todo glicolipídio é 
um esfingolipídio! 
CARBOIDRATOS 
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• Reconhecimento 
molecular 
 
• Identificação e interação 
de diferentes tipos 
celulares 
 
• Adesão celular 
 
• Proteção 
Proteoglicano 
(Longas cadeias polissacarídicas ligadas 
covalentemente ao centro da proteína) 
CARBOIDRATOS 
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Funções do Glicocálice Tipo de carboidratos da membrana 
 Proteção da superfície celular 
 Reconhecimento e adesão celular 
CARBOIDRATOS - GLICOCÁLICE 
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Ex. especificidade do sistema sanguíneo ABO; 
determinação antigênica Impressão digital da célula 
CARBOIDRATOS - GLICOCÁLICE 
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microvilosidades glicocálice 
 propriedades enzimáticas (peptidase/glicosidase) 
CARBOIDRATOS - GLICOCÁLICE 
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 receptor de macromoléculas (hormônios, neurotransmissores, toxinas, etc) 
Porção Receptora 
Porção Efetora 
CARBOIDRATOS - GLICOCÁLICE 
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 ligação de toxinas, vírus e bactérias Reconhecimento molecular 
CARBOIDRATOS - GLICOCÁLICE 
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• Lectinas – cadeias de 
açucares ligadas que 
participam de diferentes 
processos fisiológicos. 
 
• Selectinas – reconhecem 
as lectinas 
↑ variabilidade 
 
• Sistema ABO 
Aglutininas 
 
N acetil 
galactosamina 
 
Galactose 
CARBOIDRATOS 
52 
OBRIGADA! 
53