6 Estrutura e Função da Membrana

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Estrutura e Função da Membrana
Prof.a Dr.a Tatiana Moreira Domingues
•Composição da Membrana
•Modelo do Mosaico Fluido
• Lipídios
• Proteínas
• Carboidratos
•Permeabilidade Seletiva
• Transporte Passivo
• Transporte Ativo
• Exocitose e Endocitose
Plano de Aula
Estrutura e Função da Membrana
• A membrana plasmática é o limite da vida, a fronteira que separa
a célula viva de seu ambiente e controla o tráfego de dentro para
fora e de fora para dentro da célula
Introdução
Estrutura e Função da Membrana
• Os lipídios e as proteínas são os ingredientes básicos das
membranas, embora os carboidratos também sejam importantes
• Os lipídios mais abundantes são os fosfolipídios – anfipáticos 
bicamada fosfolipídica
• A maioria das proteínas de membrana é anfipática
Composição da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
Cabeça polar 
(hidrofílica)
Cauda apolar 
(hidrofóbica)
Bicamada 
lipídica
Cabeça polar 
(hidrofílica)
Água
Água
Cabeça polar 
(hidrofílica)
Cauda apolar 
(hidrofóbica)
• As membranas não são camadas estáticas de moléculas presas
rigidamente em um local
• A maioria dos lipídios e algumas proteínas podem mover-se
lateralmente; o movimento transversal (através da membrana) é
mais raro
Modelo do Mosaico Fluido
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
O colesterol modula a fluidez das membranas, 
tornando as membranas menos fluidas ou 
reduzindo a temperatura de solidificação
• As membranas devem ser fluidas para atuar adequadamente
• A fluidez de uma membrana afeta tanto a permeabilidade quanto
a capacidade de suas proteínas em se mover para locais em que
suas funções são necessárias
• Ambientes extremos em temperatura são desafiadores à vida
Modelo do Mosaico Fluido
Estrutura e Função da Membrana
• Variações na composição lipídica da membrana celular de muitas
espécies parecem ser adaptações evolutivas que mantêm a fluidez
adequada
• Exemplos:
• Peixes que vivem no frio extremo têm membranas com alta taxa de lipídios
insaturados (previne solidificação)
• Bactérias que crescem em temperaturas acima de 90 °C (águas termais) possuem
lipídios raros para prevenir fluidez excessiva
Lipídios
Estrutura e Função da Membrana
• Os fosfolipídios formam o principal componente da membrana,
mas as proteínas determinam a maior parte das funções da
membrana
• Diferentes células possuem diferentes proteínas
• Duas populações principais de proteínas:
• Proteínas integrais  muitas são transmembrana (atravessam a
membrana) – regiões hidrofílicas e hidrofóbicas
• Proteínas periféricas ligadas frouxamente à superfície da membrana
Proteínas
Estrutura e Função da Membrana
Proteínas
Estrutura e Função da Membrana
• Proteínas de interesse médico  proteína CD4, localizada na
superfície das células do sistema imune, auxilia na infecção pelo
HIV (pessoas resistentes ao vírus têm uma mutação na proteína
CCR5) tratamento da infecção
Proteínas
Estrutura e Função da Membrana
• O reconhecimento célula-célula é a capacidade de uma célula de
distinguir um determinado tipo de célula vizinha de outro tipo de
célula
• Organização das células em tecidos (embriões)
• Rejeição de células estranhas (sistema imune)
• Ocorre pela ligação a moléculas na superfície extracelular da membrana
plasmática (carboidratos)
Carboidratos
Estrutura e Função da Membrana
Carboidratos
Estrutura e Função da Membrana
Assimetria de membrana:
Composição da face externa diferente da face 
interna quanto aos lipídios, proteínas e carboidratos
• Esses carboidratos variam de espécie para espécie, entre indivíduos da
mesma espécie, de um tipo de célula para outro no mesmo indivíduo
• Funcionam como marcadores que distinguem um tipo celular de outro 
ex., tipo sanguíneo ABO (reflete a variação nos carboidratos das
glicoproteínas das hemácias)
Carboidratos
Estrutura e Função da Membrana
• A forma da membrana se ajusta a sua função: o modelo do
mosaico fluido ajuda a explicar como as membranas regulam o
tráfego molecular na célula
• Açúcares, aminoácidos, oxigênio, íons, água, entre outros, entram
na célula; o produto do metabolismo celular sai  de que
forma???
Permeabilidade Seletiva
Estrutura e Função da Membrana
PERMEABILIDADE SELETIVA
A permeabilidade da bicamada lipídica:
• Moléculas hidrofóbicas (hidrocarbonos, CO2, O2) conseguem se
dissolver na bicamada lipídica e atravessá-la facilmente, sem
auxílio de proteínas
• Já os íons e moléculas polares (glicose, água) passam lentamente
pela membrana auxílio das proteínas
Permeabilidade Seletiva
Estrutura e Função da Membrana
Proteínas de transporte:
• Íons específicos e várias moléculas não conseguem atravessar a
membrana sem auxílio  evitam o contato com a membrana
lipídica passando pelas proteínas de transporte
• Proteínas canais servem como um túnel (ex., aquaporinas, três
bilhões de moléculas de água por segundo)
• Proteína carreadora  prendem as moléculas e mudam sua
conformação para atravessar essas moléculas
Permeabilidade Seletiva
Estrutura e Função da Membrana
Permeabilidade Seletiva
Estrutura e Função da Membrana
• Difusão de uma substância através da membrana sem gasto de
energia
• Gradiente de concentração: uma substância difunde-se da solução
mais concentrada para a menos concentrada
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
MEMBRANA
SEMIPERMEÁVEL
• A difusão da água é chamada osmose
• Tonicidade capacidade de uma solução em fazer a célula ganhar
ou perder água (solutos não penetrantes)
• Meio isotônico: não há movimento de água através da membrana
• Meio hipertônico: a célula perde água para o meio (murcha – ex., efeito
da salinidade)
• Meio hipotônico: a água irá entrar mais rápido do que irá sair (incha – ex.
de adaptaçãomenor permeabilidade e presença de vacúolo contrátil)
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
• As células dos vegetais, procariotos e fungos possuem paredes
celulares
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
Difusão facilitada:
• Moléculas polares e íons se difundem passivamente com o auxílio
de moléculas transportadoras que atravessam a membrana –
corredores hidrofílicos
• A maiorias das proteínas transportadoras são bastante específicas
• Aquaporinas  reciclagem de água nos rins (ou teríamos que
beber e excretar 180 L de água por dia!)
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
Difusão facilitada:
• Canais iônicos (canais com portões)  abrem ou fecham em
resposta a um estímulo – ex., canais iônicos nos neurônios, que
respondem ao estímulo elétrico
• Proteínas carreadoras  transporte de glicose nas hemácias
(rejeita a frutose), responde ao gradiente de concentração
Transporte Passivo
Estrutura e Função da Membrana
• Para bombear uma molécula contra seu gradiente através da
membrana é necessário trabalho  a célula deve gastar energia
(ATP)
• As proteínas envolvidas no transporte ativo são proteínas
carreadoras, que movem os solutos contra o gradiente de
concentração
• O transporte ativo permite à célula manter a concentração
interna diferente da concentração do ambiente
Transporte Ativo
Estrutura e Função da Membrana
• Bomba de sódio-potássio: gera potencial de membrana (lado
interno negativo em relação ao lado externo da membrana
plasmática)
Transporte Ativo
Estrutura e Função da Membrana
+
-
• Cotransporte: uma proteína cotransportadora pode acoplar a
difusão de uma molécula ao transporte de uma segunda contra o
seu gradiente de concentração
• Transporte da sacarose nas células vegetais
• Bomba de próton
Transporte Ativo
Estrutura e Função da Membrana
• Grandes moléculas (proteínas e polissacarídeos) atravessam a
membrana por mecanismos que envolvem o empacotamento em
vesículas
• Exocitose: secreção de moléculas pela fusão de vesículas com a
membrana (secreção de insulina pelo pâncreas)
• Endocitose: as células absorvem moléculas formando novasvesículas a
partir da membrana
• Fagocitose – “alimentação celular”
• Pinocitose – “o beber da célula”
• Endocitose mediada por receptor – absorção do colesterol LDL (receptor de LDL
defeituoso ou ausente – doença hereditária)
Exocitose e Endocitose
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
Estrutura e Função da Membrana
1) O arranjo da bicamada lipídica das membranas plasmáticas é
espontâneo. Explique essa afirmação.
2) Qual a função das proteínas e carboidratos presentes na
membrana biológica?
3) O modelo do mosaico fluido de membrana é o mais aceito
atualmente. Explique esse modelo.
4) Diferencie transporte passivo de transporte ativo.
5) De que forma a estrutura da membrana possibilita a
permeabilidade seletiva ao tráfego de moléculas?
6) Como a célula consegue atravessar moléculas maiores pela
membrana? Explique esse processo.
Roteiro de Estudo
Estrutura e Função da Membrana