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Fundamentos de Biologia Profa. Mildred Ferreira Medeiros MEMBRANA PLASMÁTICA E PAREDE CELULAR TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA SEMIPERMEÁVEL Composição: A membrana plasmática é composta por uma bicamada fosfolipídica que contém proteínas integrais e periféricas, moléculas de colesterol inseridos entre os fosfolipídos da bicamada, e carboidratos associados a proteínas integrais (glicoproteínas) e aos lipídos dos fosfolipídos (glicolipídois) Modelo do mosaico fluido (Singer e Nicholson – 1972): A bicamada fosfolipídios apresenta moléculas imersas (proteínas transmembranares e colesterol) apresenta uma mobilidade, podendo se deslocar lateralmente, projetando-se nas superfícies interna ou externa da membrana plasmática fluidez da membrana plasmática. Estrutura da Membrana Plasmática ou Plasmalema Funções e Propriedades da Membrana Plasmática Define os limites da célula Permite a modificação da forma e do tamanho da célula: Flexibilidade Separa o conteúdo intracelular do meio extracelular Seleciona as moléculas polares que possam entrar na célula: Permeabilidade Seletiva Manutenção do gradiente eletroquímico entre o meio externo e o meio intracelular (citoplasma) Comunicação e interação intercelular (entre as células) Esquema ilustrativo da Composição de uma Membrana Plasmática: Diferentes função das proteínas integrais (transmembrana ou intrínsecas) : Estas proteínas podem desempenhar as seguintes funções na membrana plasmática: - Proteínas transportadoras - Atuam como canais iónicos - Receptores para hormônios - Receptores para neurotransmissores - Enzimas - Proteínas responsáveis pela adesão celular. Diferentes função das proteínas periféricas (ou superficiais ou extrínsecas): Estas proteínas incluem: - Proteínas estruturais - Ancoragem para outras proteínas de matriz extracelular ou de citoesqueleto Fosfolipídios afinidade diferencial com a água: 1. Cabeça hidrofílica: voltada para o meio extracelular e para o citoplasma. 2. Cauda hidrofóbica: voltada para a parte interna da membrana Estrutura da Membrana Plasmática Proteínas da Membrana Plasmática Revestimento externo da membrana plasmática composto geralmente por cadeias de carboidratos associados a proteínas integrais e/ ou a moléculas de fosfolipídios do folheto externo da membrana plasmática. Funções do Glicocálix ou Glicocálice: . Proteção da célula contra interações com proteínas inapropriadas. . Reconhecimento e adesão célula-célula. Glicocálix ou Glicocálice Glicocálice TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA SEMIPERMEÁVEL Profa. Mildred Ferreira Medeiros Observação experimental TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DAS MEMBRANAS • Definição básica: Intercâmbio de substâncias químicas entre os meios extra e intracelular • Classificação geral dos tipos de transporte: 1) Transporte sem gasto de energia celular → transporte passivo 2) Transporte com gasto de energia celular → transporte ativo SEM GASTO DE ENERGIA CELULAR COM GASTO DE ENERGIA CELULAR Identificação dos tipos de transporte de substâncias químicas através das membranas BOMBAS PROTEICAS ENDOCITOSES EXOCITOSE COM GASTO DE ENERGIA CELULAR OSMOSE DIFUSÃO SIMPLES DIFUSÃO FACILITADA TRANSPORTES PASSIVOS: • As substâncias químicas movem-se através das membranas plasmáticas sem utilizar nenhuma energia celular (derivada da quebra de ATP) • Utilização de energia cinética (energia do movimento das moléculas). • Transporte ocorre a favor de um gradiente de concentração → de uma região mais concentrada de alguma molécula para uma região menos concentrada • Transporte busca alcançar o equilíbrio de concentrações Transportes passivos Atenção!!! Se a substância transportada possuir carga elétrica, o seu movimento respeitará a diferença de voltagem entre os meios intracelular e extracelular – gradiente de voltagem ou potencial elétrico ! Gradiente de concentração + Gradiente de voltagem = Gradiente eletroquímico Transportes passivos Osmose: • É o movimento global de moléculas de ÁGUA através de uma membrana seletivamente permeável → de uma região de maior concentração de água para uma região de menor concentração de água; • As moléculas de água atravessam os poros das proteínas integrais da membrana plasmática → canais de passagem especiais – aquaporinas (conjunto de quatro proteínas); • A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica. Transportes passivos Difusão simples: • É um movimento maior de moléculas ou de íons de uma região de alta concentração em direção a uma região de mais baixa concentração → moléculas estejam igualmente distribuídas (equilíbrio); • Substâncias químicas transportadas: - Solutos (moléculas ou íons) → obrigadas a “driblar” a bicamada lipídica da membrana - Moléculas não polares pequenas – O2, CO2 e N2, - Compostos lipossolúveis → difundem-se livremente através da membrana - Ex: ácidos graxos e esteroides. Transportes passivos Difusão facilitada: • Movimento de moléculas grandes e insolúveis em lipídios movem-se através das membranas plasmáticas com a assistência de proteínas integrais que funcionam como transportadoras (carreadoras, reguladoras); • Como qualquer difusão, é realizada a favor dos gradientes de concentração e voltagem – sem gasto de energia celular • Ex: Transporte de moléculas de GLICOSE TRANSPORTES ATIVOS: • As substâncias químicas movem-se através das membranas plasmáticas SEMPRE utilizando energia celular (derivada da quebra de ATP) • Transporte ocorre contra o gradiente de concentração → de uma região menos concentrada de alguma molécula para uma região mais concentrada • Estes transportes ocorrem SEMPRE por meio de proteínas carreadoras → permeases – bombas Transportes ativos 1) TRANSPORTE ATIVO (PROPRIAMENTE DITO): • Movimento de íons contra gradiente de concentração • Mediado por “bombas” proteicas carreadoras • Exemplos de transporte ativo (propriamente dito): → bomba de sódio e potássio → bomba de potássio e hidrogênio → bomba de cálcio Transportes ativos 2) Transporte através de vesículas – Transporte em massa 2.1 Endocitose • É o processo pelo qual macromoléculas e partículas grandes atravessam a membrana plasmática em direção ao meio intracelular • Este processo permite o transporte de substâncias do meio extra para o intracelular → uma porção da membrana circunda a substância, engloba, e a interioriza na célula • Existem dois tipos de endocitose: FAGOCITOSE e PINOCITOSE Transportes ativos - Endocitoses A) Fagocitose: endocitose de uma partícula sólida grande localizada no exterior da célula e carregam-na para o seu interior. → Ex: Processo realizado por células de defesa (ex; macrófagos) B) Pinocitose : endocitose de um líquido que é atraído à superfície da membrana → Ex: Captação de gotículas de lipídios do alimento digerido por células que revestem o intestino. Transportes ativos 2.2 Endocitose • Enquanto que na endocitose as substâncias entram nas células, existe um processo inverso → exocitose; • É através desse processo que são eliminados os corpos residuais formados no processo de fagocitose e pinocitose. • É também o processo responsável pela secreção (liberação) das substâncias químicas sintetizadas pela própria célula. Ex: Hormônios insulina e glucagon sintetizados pelo pâncreas Rígido revestimento externo à membrana plasmática de células eucariontes vegetais, bactérias e fungos; É permeável a diversas substâncias; Apresenta composição química distinta em vegetais, fungos e bactérias Molécula mais abundante: celulose. Presença de poros e plasmodesmos. Funções da Parede Celular: . Proteção da célula contra danos mecânicos e invasão de microrganismos. . Proteção da célula contra lise ao ser imersa em meios hipotônicos . Conferesustentação á célula. Parede Celular
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