Transporte e Comunicação Celular

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FACULDADE ESTÁCIO DO RIO GRANDE DO SUL
CAMPUS CENTRO
GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Bases de Biologia 
Celular e Genética
Prof. Andrew Oliveira Silva, Msc. PhD.
Pós-Doc PPG Patologia - UFCSPA
andrewbiomed@gmail.com
andrew.silva@estacio.br
mailto:andrewbiomed@gmail.com
FACULDADE ESTÁCIO DO RIO GRANDE DO SUL
CAMPUS CENTRO
GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA
Transporte de membrana, matriz 
extracelular, comunicação 
celular e citoesqueleto
Prof. Andrew Oliveira Silva, Msc. PhD.
Pós-Doc PPG Patologia - UFCSPA
andrewbiomed@gmail.com
andrew.silva@estacio.br
mailto:andrewbiomed@gmail.com
Transporte de membrana
SOLVENTE (EX: ÁGUA)
OSMOSE
SOLUTO (EX: SAIS)
DIFUSÃO
Transporte de membranaOSMOSE
Em virtude da impossibilidade do soluto atravessar a barreira, a
água vai do ambiente menos concentrado para o ambiente mais
concentrado, a fim de diluir o soluto e estabelecer o equilíbrio.
Osmose
Muito soluto fora
Água sai da célula e vai para o ambiente mais 
concentrado na tentativa de diluir o soluto
Célula murcha (reduz volume)
Mesma concentração de soluto dentro e fora
A água não se movimenta, pois o ambiente 
interno e externo da célula estão equilibrados
Célula NORMAL
Pouco soluto fora
A água entra na célula na tentativa de diluir o 
soluto e estabelecer o equilíbrio
Célula incha (aumenta volume)
= soluto
Transporte de membrana
GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO
Diferença de concentração de um 
soluto em um ambiente em 
comparação com o outro.
GRADIENTE ELETROQUÍMICO
Diferença de concentração de 
um carga elétrica em um 
ambiente comparado a outro.
Tipos de Transporte
TRANSPORTE PASSIVO
Transporte a favor do gradiente de 
concentração, sem gasto de energia
Difusão simples
Difusão Facilitada
Transporte passivo
DIFUSÃO SIMPLES passagem do soluto do ambiente mais 
concentrado para o ambiente menos concentrado, até atingir o 
equilíbrio.
É chamada simples, pois não precisa de nenhum facilitador para a 
passagem do soluto de um ambiente para o outro
Difusão facilitada
Permeases = proteínas transmembrana
que permitem a passagem de moléculas
específicas através da membrana celular
Passagem do SOLUTO através da 
membrana, do ambiente mais 
concentrado para o menos 
concentrado. Transporte facilitado 
por um componente da membrana 
celular.
PROTEÍNAS DE CANAL
PROTEÍNAS CARREADORAS
Transporte passivo
Tipos de Transporte
TRANSPORTE PASSIVO TRANSPORTE ATIVO
Transporte contra o gradiente de 
concentração, com gasto de energia
Transporte a favor do gradiente de 
concentração, sem gasto de energia
Proteínas carreadorasTransporte Ativo
Transferência do SOLUTO de um ambiente para outro, contra o
gradiente de concentração ou eletroquímico, com gasto de
ENERGIA
Transporte 
acoplado 
Bomba dirigida 
Por ATP
Bomba dirigida 
Por LUZ
Endocitose
Invaginação de membrana para transporte 
intracelular de moléculas muito grandes
Exocitose
Liberação de vesículas intracelulares para o
transporte de moléculas muito grandes para o
meio extracelular
TranscitoseCombinação de endocitose e exocitose passagem de moléculas através de uma
camada de células
Fagocitose
Engolfamento de partículas ou organismos
através da emissão de pseudópodes
Transporte de membrana
Membrana celular = Barreira com permeabilidade seletiva
Ambiente Intracelular
Ambiente Extracelular
Ambiente Apolar
Moléculas 
hidrofóbicas
O2, CO2, N2, 
Esteróides, 
Hormônios
Pequenas moléculas 
Polares 
não-carregadas
H2O, glicerol, Uréia
ÍONS
H+, Na+, 
HCO3
-,K+, 
Ca2+, Cl-, Mg2+
Grandes moléculas 
polares
Não-carregadas
Glicose, Sacarose
PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA DE TRANSPORTE
Matriz Extracelular
Rede de moléculas extracelulares (proteínas e polissacarídeos) que
fornecem uma base de suporte bioquímico e estrutural para os tecidos.
Conexão direta com o glicocálice das células
Diretamente ligado às funções de junção entre as células 
de um tecido e comunicação celular umas com as outras.
Matriz ExtracelularPrincipais componentes:
Colágeno
Fibras elásticas (elastina)
Lâmina basal (laminina)
Glicosaminoglicanos (gel)
Proteínas transmembrana
ligam a MEC com o 
citoesqueleto
Junções
Celulares
Conjunto de moléculas necessárias para ligar uma 
célula a outra, dentro de um tecido, ou ligar essas 
células a um substrato extracelular.
Junções celulares
Adesão célula-célula caderinas
JUNÇÕES DE ANCORAMENTO
Adesão célula-matriz integrinas
Junção aderente e desmossomos
Adesão focal e hemidesmossomos
Desmossomos
Junções celularesJUNÇÕES DE OCLUSÃO
Selagem do espaço intercelular nos domínios
laterais das células (junção impermeável)
Claudinas e ocludinas
Junções celulares
Junções tipo fenda  canal de
comunicação entre células vizinhas
JUNÇÕES COMUNICANTES
Passagem de pequenas moléculas
solúveis em água
CONEXINAS
Junções celularesJUNÇÕES SINALIZADORAS
Conjunto de proteínas de ancoramento
célula-célula, associadas a um complexo
proteico responsável pela transmissão
de um sinal interno de uma célula, para
outra célula.
Junção nervosa
Junção neuro-muscular
Junção Sináptica
Comunicação celular
São as formas como as células de um
mesmo organismo se comunicam entre si
para desempenhar as funções fisiológicas
Ligante molécula sinalizadora que 
se liga na célula-alvo e induz algum 
novo mecanismo nessa célula
Receptormolécula normalmente 
localizada na superfície da célula 
(membrana), onde a molécula ligante se 
liga e induz algum processo.
Cada molécula ligante tem uma 
molécula receptora específica 
(sistema chave-fechadura)
Sinalização celular
Comunicação celular
Sinalização autócrina
Célula produz uma molécula ligante
e possui o receptor deste ligante
Sinalização Parácrina
Célula produz uma molécula ligante
e modula funções biológicas de
células vizinhas.
Comunicação celular
Sinalização por junção comunicante
Célula produz ou libera molécula
sinalizadora que atravessa canais
intercelulares, modulando células vizinhas
Sinalização Justácrina
Célula produz e expõe na sua superfície
uma molécula ligante que é reconhecida
por uma molécula receptora de outra
célula com alta especificidade
Comunicação celular
Sinalização Endócrina
Célula produz e libera molécula sinalizadora na
corrente sanguínea que modula células que
possuem receptores específicos e estão
localizadas a grandes distâncias da célula
produtora
Sinalização Neuronal (sináptica)
Células do tecido nervoso produzem
neurotransmissores e liberam na fenda
sináptica para estimular células que
reconhecem essas moléculas.
Zigoto
(oócito + espermatozóide)
1 célula, morfologia
esférica/elíptica
200 tipos celulares com 
estruturas e funções variadas
O citoesqueleto é quem determina a FORMA celular
Citoesqueleto
O citoesqueleto é responsável pela manutenção da forma da célula
Citoesqueleto
Citoesqueleto
O citoesqueleto é responsável pelas especializações da forma celular
(cílios, flagelos, microvilosidades)
Espermatozóide 
sem flagelo
Espermatozóide 
com flagelo
Citoesqueleto
A dinâmica do citoesqueleto é responsável pela movimentação celular
Migração celular: ciclos de projeção e retração de membrana
Retração da
Membrana por
retração do 
citoesqueleto
Projeção de membrana
pelo citoesqueleto
Citoesqueleto
O citoesqueleto ligado intimamente à 
membrana celular  contato com matriz extracelular
Mudança na conformação 
do citoesqueleto
Mudança na morfologia 
das células
Reorganização do 
citoesqueleto
Movimento celular
CitoesqueletoO citoesqueleto é responsável também
pelas projeções de membrana envolvidas
na fagocitose
Célula 
Fagocítica
Externalização de Fosfatidilserina (fosfolipídeo presente apenas 
na monocamada interna da membrana plasmática em células 
saudáveis) 
Célula danificada 
APOPTOSE
fagocitose
Citoesqueleto
O citoesqueleto é responsável pela organização intracelular
Todas organelas e vesículas do citoplasma estão ancoradas no citoesqueleto
Citoesqueleto
Transporte Anterógrado
Transporte Retrógrado
Neurotransmissores
(proteínas)na fenda
sináptica
Corpo celular com organelas
para síntese protéica
(núcleo, REG, Golgi)
Tráfego de vesículas pelo
citoesqueleto
Envolvido diretamente com o 
TRÁFEGO INTRACELULAR
2
1
FILAMENTOS DE ACTINA
(microfilamentos)
3
FILAMENTOS 
INTERMEDIÁRIOS
MICROTÚBULOS
CITOESQUELETO
Filamentos de Actina
Filamentos finos – também chamados de microfilamentos
Formado pela polimerização da proteína ACTINA (monômero)
Estrutura helicoidal (hélice)
Actina G
(Globular – Citoplasmática)
Actina F
(Filamentosa)
Alonga
Encurta
Filamentos contém ramificações e podem formar
estrutura em rede 3D
Filamentos de Actina
Localizam-se NA PERIFERIA CELULAR, promovendo a
manutenção da forma e movimentos celulares
Filamentos de Actina ligados 
diretamente à forma celular
Microscopias de fluorescência 
(Vermelho – filamentos de actina; Azul – DNA)
Localização e Função Filamentos de Actina
Filamentos de 
Actina ligados à 
Migração Celular
Localizam-se NA PERIFERIA CELULAR  a polimerização
e despolimerização promovem a migração celular
Projeção de 
membrana
Filamentos de Actina
Filamentos de Actina 
e Divisão Celular
(formação do anel contrátil)
Também participam da divisão do citoplasma
(CITOCINESE) após a mitose, para separação das duas
células-filhas
Filamentos de Actina
Junto com os Filamentos de Miosina
formam os SARCÔMEROS 
unidades funcionais dos músculos
estriados esqueléticos (contração
voluntária)
FILAMENTO FINO 
(ACTINA) 
FILAMENTO ESPESSO 
(MIOSINA)
SARCÔMERO
Filamentos de Actina
Microtúbulos
Filamento mais espesso do citoesqueleto
13
Tubos ocos, rígidos e não ramificados
Formados por DÍMEROS da proteína TUBULINA (ɑ-tubulina + β-tubulina)
Dímero de 
tubulina
PROTOFILAMENTO
13 PROTOFILAMENTOS =
MICROTÚBULO
Crescem a partir do 
CENTROSSOMO
Um par de 
Centríolos
+
Centrossomo
Microtúbulos
Microtúbulos
Matriz de 
alfa e beta tubulina
Centrossomo próximo ao núcleo
Localização perinuclear
Par de centríolo
Verde – Microtúbulos
Vermelho – Membrana Plasmática
Azul – DNA (núcleo)
Microtúbulos
Função: transporte intracelular
de organelas e vesículas
Proteínas motoras
Interação física com a
“carga” e com o microtúbulo
Microtúbulos
FUNÇÃO: segregação do material 
genético para células-filhas  FUSO MITÓTICO
Verde – Microtúbulos
Azul – DNA (cromossomos)
4. ANÁFASE3. METÁFASE
5. TELÓFASE
1. PROFASE
6. CITOCINESE
2. PROMETÁFASE
Microtúbulos
Importante no processo 
de divisão celular 
(mitose ou meiose)
Espermatozóide com flagelo
Células humanas ciliadas (HE)
Bactéria com cílios e flagelos
Microtúbulos
FUNÇÃO: formação dos cílios e flagelos – estruturas móveis 
da células.
Filamentos Intermediários
Espessura intermediária dentre os 3 filamentos 
(por isso, chamado de filamento intermediário)
Polimerizam formando estruturas trançadas (‘cordas’ ou ‘cabos’)
Monômero
Dímero
Tetrâmero
FUNÇÃO ESTRUTURAL  SUSTENTAÇÃO MECÂNICA e
RESISTÊNCIA ao estiramento.
Formado por proteínas filamentosas
1. Estrutura Molecular
2. Distribuição Subcelular
3. Funções
Filamentos Intermediários
função ESTRUTURAL
SUSTENTAÇÃO MECÂNICA e RESISTÊNCIA ao estiramento
Filamentos Intermediários
Associados às junções célula-célula e na junção célula-matriz
Filamentos Intermediários
Filamentos mais Dinâmicos
Filamentos 
Estáticos
Distribuído 
por toda a célula
Filamentos de actina e microtúbulosF. Intermediários
Resumindo...
OS TRÊS TIPOS DE FILAMENTOS ESTÃO ESPENHADOS EM 
ORGANIZAR AS ESTRUTURAS INTRACELULARES
Citoesqueleto
Nada dentro da célula se encontra solto ou em posições 
aleatórias  interior da célula é organizado pelo citoesqueleto