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Membrana plasmática – lipídios 1. FUNÇÕES DAS MEMBRANAS A membrana plasmática tem funções extremamente importante para o funcionamento de todas as células vivas, por exemplo: Individualização da célula e a formação dos compartimentos intracelulares (organelas) Transporte de moléculas e íons necessário para a sobrevivência de todas as células Recepção e transmissão de informações: célula tem a capacidade de se comunicar com o meio externo Reconhecimento celular Contêm inúmeras enzimas que realizam reações químicas em cadeias (enzimas localizadas na superfície da membrana) 2. COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA - Para entender como a membrana plasmática consegue realizar todas essas funções, é preciso compreender a sua estrutura ou organização que está intimamente associada com a sua composição molecular. - A membrana plasmática é composta por aproximadamente por: - Lipídios = 50%; proteínas = 49%; glicídios = pequenas quantidades (ou seja, os açucares) 3. ESTRUTURA – Bicamada lipídica – Quais são os lipídios que compõem a membrana? São os fosfolipídios, eles representam a maioria dos lipídios na MP, e tem uma explicação para esse fato. Essas moléculas tem uma característica anfifílica/anfipática, elas apresentam duas regiões: uma região polar hidrofílica (a cabeça), e uma região hidrofóbica – repele as moléculas de agua quando em contato – (a cauda) que são moléculas de ácidos graxos. Cabeça hidrofílica: voltada para o meio extracelular e para o interior da célula (citosol) Cauda hidrofóbica: voltada para a parte interna da membrana – Como é quimicamente um fosfolipídio? Na cabeça polar tem-se três grupos químicos diferentes: um grupo polar que pode ser variável nas moléculas de fosfolipídio (ou seja, existe mais de um tipo de fosfolipídio); o segundo grupo é um fosfato; e o terceiro, um glicerol onde estão conectadas as duas caudas de ácidos graxos. 4. PRINCIPAIS FOSFOLIPIDIOS DA MEMBRANA (de mamíferos) Fosfatidiletanolamina Fosfatidilserina Fosfatidilcolina (mais comum nas membranas de mamíferos) Esfingomielina Os 3 primeiros são fosfogliceridios, ou seja, são derivados do glicerol. E o quarto é um enfingolipidio, derivado da esfingosina. Todos são eletricamente neutros, com uma carga positiva e uma negativa, com exceção da fosfatidilserina que tem uma carga negativa a mais, trazendo algumas funções adicionais para esse fosfolipídio – assimetria e apoptose. 5. COMPOSIÇÃO DE LIPIDIOS DA MEMBRANA – Variável com diferentes lipídios e histológico, pois cada célula tem uma função especifica. 6. ESTRUTURA – Bicamada lipídica – A característica anfifílica dos fosfolipídios confere a estrutura básica das MP: Uma bicamada, porque os fosfolipídios têm um comportamento natural no meio aquoso. As cabeças hidrofílicas, devido a sua afinidade pela agua, ficam voltadas para o lado extracelular e intracelular (ou citoplasmático) na superfície da bicamada As caudas hidrofóbicas, que repelem a agua, ficam voltadas umas para as outras no interior da bicamada.. Molécula de ácido graxo = a estrutura tridimensional é um cone, por isso, vários ácidos graxos em contato com a agua formam uma micela. Já fosfolipídios que contem duas caudas, tem um formato de cilindro, que propicia a formação de bicamadas. 7. ESTRUTURA BASICA DE UM FOSFOLIPIDIO ESTRUTURA – bicamada lipídica Sempre haverá continuidade, sem bordas livres. Micela: formada por ácidos graxos, que tem uma única cauda hidrofóbica Lipossomo: formada por fosfolipídios. Os fosfolipídios que compõem os lipossomos inicialmente eles formam uma estrutura do tipo sanduiche. No entanto, as laterais estão a mostra, desprotegidas, o que não pode acontecer, já que são hidrofóbicas e repelem a agua. Essa estrutura não é energeticamente favorável. Por isso ocorre o fechamento das bordas pelo dobramento sobre si mesma, fazendo com que nenhuma cauda hidrofóbica fique em contato com um meio aquoso. 8. PROPRIEDADE DA MEMBRANA – Nunca apresentam bordas livres ou descontinuas – Os espaços por elas delimitados são sempre fechados Energeticamente desfavorável: bicamada de fosfolipídio planar com as bordas expostas à agua Energeticamente favorável: compartimento lacrado formado pela bicamada de fosfolipídio A bicamada é formada e imediatamente entra numa conformação muito mais estável energeticamente (esfera oca no meio). – Fluidez: Fluidez é o inverso da viscosidade, ou seja, um conjunto de características químicas que conferem movimentos as moléculas e permite interações químicas. Como exemplo pense nas interações entre solventes e solutos: quanto maior a fluidez de solventes mais facilmente os solutos estarão nele dissolvidos. Para a célula, a fluidez confere à membrana a estruturação, o que lhe permite selecionar o que entra e o que sai da célula. Dois fatores interferem com a fluidez da membrana: temperatura e composição dos ácidos graxos dos fosfolipídios – Temperatura: quanto mais baixa, menor a fluidez (ex: manteiga na geladeira fica solida, muito pouco fluida; mas a temperatura ambiente, derrete e aumenta a fluidez). Temp. alta = MP + FLUIDA; temp. baixa = MP – FLUIDA – Composição dos ácidos graxos dos fosfolipídios: as caudas dos fosfolipídios podem conter uma ou mais duplas ligações, ou seja, instaurações, e isso interfere com a fluidez (quanto mais instauração/duplas ligações, maior fluidez, porque cada dupla ligação causa uma torção na molécula que deixa de ser linear e, portanto, menos capaz de se ligar a molécula vizinha, de interagir com o fosfolipídio vizinho, tornando mais difícil o empacotamento das caudas umas contra as outras. Portanto, maior numero de instauração, menor a probabilidade de ele interagir quimicamente com o ácido graxo do fosfolipídio adjacente. Quanto mais interage entre si menos capacidade de movimento eles terão e menos fluida a membrana será), e também o comprimento das caudas. Quanto mais curtas as caudas, maior fluidez (pois quanto mais curta, ocorre menos chance de interações entre os ácidos graxos de fosfolipídios vizinhos). 9. FLUIDEZ DA MEMBRANA BACTERIAS, LEVEDURAS E OUTROS ORGANISMOS – Para adaptar-se a diferença de temperaturas externas, já que não conseguem manter a temp. interna estável como muitos vertebrados, precisam fazer um ajuste para que não sofram com temp. extremas externas: Ajustam o comprimento e a instauração das caudas hidro carbonadas dos ácidos graxos Temp. baixa causa diminuição da fluidez da membrana. Assim, para compensar, PRODUZEM ácidos graxos com mais instauração (tornando a membrana mais fluida). 10.PROPRIEDADES DA MEMBRANA – MOVIMENTO DOS LIPIDIOS NA BICAMADA Os fosfolipídios não são estáticos na bicamada. A partir de vários estudos com a marcação das moléculas, verificou que os lipídios se movem na MP. Difusão lateral: troca de lugar de uma molécula de fosfolipídio com a molécula vizinha dentro de uma mesma monocamada (uma das monocamadas da bicamada lipídica) Flexão: giro dado pela instauração cis da cauda hidro carbonada – ou seja, aquela dobra Rotação: rotar sobre o seu próprio eixo em decorrência da agitação térmica Flip-flop (ocorre raramente): troca de lugar de um fosfolipídio de uma monocamada para a outra exige que o fosfolipídio, que as caudas hidro carbonadas, entrem em contato com a agua do mar. Por isso é um movimento energicamente desfavorável; exige energia e é realizado por uma enzima FLIPASE. Esse movimento ocorre por exemplo quando se precisa aumentar a produção defosfolipídios na membrana 11. ASSIMETRIA (fundamental importância para o funcionamento da célula) – As monocamadas da membrana não possuem a mesma composição lipídica, glicídica (açúcares) ou proteica – Os CARBOIDRATOS encontram-se na face extracelular – As fosfatidilserinas encontram-se na face intracelular A bicamada possui diferentes fosfolipídios. Um deles é a fosfatidilserina, que é carregada negativamente (possui uma carga negativa a mais que os outros fosfolipídios que são neutros). Ela sempre está presente na monocamada interna. No entanto, ela pode mover-se para a camada extracelular em ocasiões especiais como para indicar que a célula está em processo de apoptose ou morte programada. Então a assimetria dos fosfolipídios confere funções de comunicação celular e, ainda, a conversão de sinais extracelulares em intracelulares, o que é muito importante para os processos celulares.
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