Resumo Membrana Celular - Prova 1

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Laura França Malaquias
Centro Universitário de Caratinga
Biologia Celular e Molecular
Mem�ana Celular .
O que é uma mem�ana?
A membrana é a parte mais externa do citoplasma, é uma estrutura formada por 3
tipos de macromoléculas (lípidos, proteínas e carboidratos). É importante porque
mantém a constância do meio intracelular com o meio extracelular, ela consegue
manter certas moléculas e íons em condições necessárias para o meio intracelular
devido aos seus mecanismos de transporte. A principal função dessa membrana é
manter o gradiente de concentração entres os meios. Ela é uma estrutura
assimétrica e muito delgada, só é possível ver a membrana por microscopia
eletrônica como duas linhas escuras separadas por uma linha central clara. Essa
estrutura trilaminar é chamada de unidade de membrana.
As unidades de membrana são bicamadas lipídicas, formadas por fosfolipídios,
principalmente,e uma quantidade variável de moléculas proteicas que são
responsáveis pela maioria das funções.
Composição da Mem�ana
Lipídios
Os lipídeos da membrana possuem uma cabeça hidrofílica (“adora água”) e uma ou
duas caudas hidrocarbonadas hidrofóbicas (“têm medo de água”), esses lipídios são
denominados de moléculas anfipáticas. Podem ser fosfoglicerídeos (fosfatidilcolina,
fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina e fosfatidil treonina), colesterol, esfingolipídeos
e glicolipídeos (lipídeos com hidrato de carbono)
Os fosfoglicerídeos e os esfingolipídeos contêm radical fosfato e são os mais
abundantes nas membranas, sendo denominados fosfolipídeos.
Os glicolipídeos mais comuns são os glicoesfingolipídeos, os hidratos de carbono
dessas moléculas geralmente possuem seis átomos de carbono (hexoses), podendo
formar açúcares associados em diferentes proporções, proporcionando variabilidade
nas cadeias glicídicas.
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- A bicamada lipídica:
A estrutura da bicamada lipídica é decorrente do comportamento das moléculas de
lipídio em um ambiente aquoso. A
bicamada se organiza com as cadeias
apolares voltadas para o interior da
membrana, enquanto as cabeças polares
ficam voltadas para o meio extracelular e
para o citoplasma, conferindo a
propriedade de autoselamento.
As proteínas ficam mergulhadas na
membrana de modo que os resíduos
hidrofóbicos fiquem no mesmo nível da
cadeia apolar dos lipídeos, e, os resíduos
hidrofílicos fiquem em contato com o mec ou com o citoplasma.
A membrana se comporta como um líquido
bidimensional, o que é crucial para que exerça
sua função e mantenha sua integridade. A fluidez
da membrana celular, a facilidade com que as
moléculas lipídicas se movem no plano da
bicamada, é importante para as funções da
membrana, quanto mais próximas e mais regular
for o empacotamento das caudas, mais viscosa e
menos fluida será a bicamada. Duas
propriedades principais das caudas
hidrocarbonadas afetam o grau de
empacotamento da bicamada: o seu
comprimento e o número de ligações duplas que
apresentam.
Cadeias mais curtas reduzem a tendência de
formação de interações entre as caudas
hidrocarbonadas, aumentando a fluidez da
bicamada. Cada ligação dupla em uma cauda
insaturada cria uma pequena “dobra” que torna
mais difícil o empacotamento das caudas umas
contra as outras, ou seja, uma bicamada lipídica
que contenha uma grande proporção de caudas
hidrocarbonadas insaturadas será mais fluida.
Essa fluidez permite que as proteínas consigam se mover lateralmente e também
possibilita a fusão de membranas diferentes e a mistura de suas moléculas e
assegura que moléculas da membrana sejam distribuídas igualmente entre as
células-filhas na divisão celular. Essa capacidade de movimento tem interferência do
colesterol, ou seja, quanto mais colesterol na membrana celular menor a fluidez.
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Membranas celulares geralmente são assimétricas: a face voltada para o interior da
célula ou organela é diferente da face voltada para o exterior.
A assimetria de lipídeos é estabelecida e mantida conforme a membrana cresce,
novas moléculas de fosfolipídeos são sintetizadas por enzimas, localizadas na face
voltada para o citosol da membrana do retículo endoplasmático, que depositam os
fosfolipídeos recém-sintetizados na metade citosólica da bicamada lipídica. Para
que a membrana cresça por igual uma proporção dos lipídeos recém-sintetizados
precisa ser transferida para a monocamada oposta. Essa transferência é catalisada
por enzimas denominadas flipases, que transferem seletivamente moléculas
específicas de fosfolipídeos, fazendo com que cada monocamada tenha uma
concentração diferente de fosfolipídeos
Proteínas
As atividades metabólicas da bicamada dependem das proteínas, que são
específicas para cada membrana. As proteínas possuem grande variedade e podem
ser divididas em integrais (intrínsecas) ou periféricas (extrínsecas).
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As proteínas integrais estão associadas aos lipídios e são cerca de 70% do total de
proteínas. As moléculas proteicas que atravessam inteiramente a bicamada são
denominadas transmembrana, existem proteínas que dão apenas uma volta na
bicamada e as que dão mais, as que fazem mais voltas são chamadas de proteínas
transmembranas de múltipla passagem.
Ligadas às proteínas integrais de transmembrana pode se encontrar proteínas
periféricas voltadas tanto para o meio externo quanto para o meio interno. As
proteínas periféricas estão ancoradas na bicamada por forças químicas mais fracas,
então é mais fácil de removê-las.
As proteínas podem funcionar como transportadoras e transportar íons,
aminoácidos e monossacarídeos. Para ser uma proteína transportadora é preciso
ter contato tanto com o meio externo quanto com o interno. As proteínas
transmembrana são transportadoras.
As proteínas podem ter função estrutural de ancoragem,ligando a matriz
extracelular a filamentos de actina. Também podem funcionar como receptores
químicos para hormônios e neurotransmissores e ancoradas a bicamada ter função
enzimática.
Glicocálice
Situado na superfície externa da membrana, é uma região rica em hidratos de
carbono ligados a proteínas ou a lipídios, que varia de um tipo celular para outro. É
uma extensão da membrana, constituído por porções glicídicas das moléculas de
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glicolipídios da membrana plasmática, que provocam saliência na superfície da
membrana, glicoproteínas integrais da membrana ou adsorvidas após secreção e
por algumas proteoglicanas, todas secretadas e, em seguida, adsorvidas pela
superfície celular. A fibronectina conecta a célula à matriz extracelular e está
presente no glicocálice.
Carboidratos
Um carboidrato ligado à superfície de uma proteína é uma glicoproteína. Um
carboidrato ligado à superfície de um lipídio é um glicolipídio. As moléculas de
carboidratos são voltadas apenas para o meio extracelular. Os fosfolipídeos e os
carboidratos voltados para a superfície celular formam o glicocálice, que é
importante para a adesão e reconhecimento celular.
Todo o carboidrato nas glicoproteínas, nos proteoglicanos e nos glicolipídeos está
localizado em uma das faces da membrana, a não citosólica, onde forma uma
cápsula de açúcares chamada de camada de carboidratos.
Como os carboidratos são voltados para o meio externo, isso também ajuda na
assimetria da membrana. A membrana é assimétrica porque a distribuição de
macromoléculas não é equivalente.
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Transp�te na mem�ana
A membrana celular é muito
permeável à água, graças a
moléculas protéicas localizadas na
espessura da membrana, que
formam poros funcionais, por onde
passam íons e moléculas pequenas
que não conseguem atravessar a
barreira lipídica. Quanto menor e
mais lipossolúvel for a molécula (ou
seja, quanto mais hidrofóbica ou
apolar ela for), mais rapidamente ela
se difundirá ao outro lado.
O Na+ é o íon positivamente
carregado (cátion) mais abundante
do lado de fora da célula, e o K+ é o
mais abundante do lado de dentro,
para que a célula não seja destruída
por forças elétricas, a quantidade de
carga positiva dentro dela deve ser
balanceada por uma quantidade de
carga negativa. A alta concentração
de Na + fora da célula é balanceada principalmentepor Cl– extracelular. A alta
concentração de K + dentro da célula é balanceada por uma série de íons
intracelulares negativamente carregados (ânions).
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As proteínas de transporte de membrana podem ser divididas em duas classes
principais: transportadores e canais.
Transp�te Passivo
Ocorre a favor do gradiente de concentração, as moléculas sempre são
transportadas do local de maior concentração para o de menor concentração.
Difusão simples: As moléculas atravessam através de canais iônicos ou pela
própria bicamada a favor do gradiente de concentração, as moléculas que
atravessam são as apolares (oxigênio e dióxido de carbono), água por meio de
canais e gases como o nitrogênio.
Difusão facilitada: Apesar de como a simples ocorrer em função do gradiente de
concentração, ela depende de proteínas carreadoras, então a molécula transportada
(geralmente glicose e alguns aminoácidos) precisa se ligar à proteína que vai
transportá-la. Assim que a molécula se liga a essa proteína ela gira jogando o soluto
do lado oposto. A difusão facilitada pode saturar porque a concentração pode mudar
ou não ter mais receptores disponíveis.
Transp�te ativo
Ocorre contra o gradiente de concentração e depende de energia. Eles são
mediados por proteínas transportadoras e pode ter saturação devido a
indisponibilidade de receptores.
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A bomba de sódio-potássio é um transporte ativo primário. (K dentro Na fora - joga
o potássio para dentro e o sódio para fora) que mantém o gradiente de sódio para o
transporte acoplado.
O transporte ativo secundário ocorre acoplado ao gradiente de concentração do
sódio. No simporte tanto o sódio como a outra molécula então sendo transportados
na mesma direção . No transporte secundário do tipo antiporte utiliza-se do
transporte acoplado, que depende do gradiente de sódio e a molécula vai em
direção oposta ao sódio.
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O transporte de volume maiores ocorre por Endocitose, quando é de fora para
dentro da célula, ou por Exocitose, quando é de dentro para fora da célula.
A fagocitose é um transporte endocítico, a membrana emite pseudópodes e forma
vesículas, a pinocitose também é um mecanismo de endocitose que permite a
internalização de líquidos, também forma vesículas porém elas são revestidas pro
proteína clatrina.
Como exemplo de exocitose temos a secreção de moléculas maduras, as
moléculas com neurotransmissores se fundindo ao terminal pré sináptico para
liberar esses neurotransmissores na fenda sináptica.
Reciclagem de mem�ana plasmática
A enorme quantidade de membrana retirada da superfície celular pelos processos
de fagocitose e pinocitose é compensada pela devolução de membrana pelas
vesículas de secreção, e também pelo retorno da membrana das vesículas de
pinocitose depois que elas liberam suas cargas nos endossomos. Existe nas células
em geral um fluxo constante de membranas, entre a membrana plasmática e a
membrana das vesículas de fagocitose, pinocitose e de secreção.
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