Membranas celulares - Estudo Dirigido

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Membranas celulares 1
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Membranas celulares
 
O que são pontes de hidrogênio e como elas influenciam 
na arquitetura de um sistema aquoso?
As ligações de hidrogênio, também conhecidas como 
pontes de hidrogênio, é uma atração eletrostática entre o 
átomo de oxigênio, fósforo ou nitrogênio de uma molécula 
e o hidrogênio de outra molécula. Elas influenciam na 
arquitetura de um sistema aquoso na medida em que a 
soma de todas as ligações de hidrogênio entre as 
moléculas de água confere à água líquida uma grande 
coesão interna.
Por que a água é líquida em temperatura ambiente, 
enquanto outras moléculas semelhantes (ex. H2S se 
encontram em estado gasoso?
A água é líquida em temperatura ambiente devido às 
ligações de hidrogênio que ela faz e que outras moléculas 
por serem apolares não realizam, como o H2S. Essas 
ligações de hidrogênio conferem à agua uma grande 
coesão interna.
Como moléculas polares interagem com a água?
Moléculas polares, nas quais há uma diferença de 
eletronegatividade entre os átomos que as compõe 
Jan 15, 2021
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possuindo dessa forma polos, formam ligações de 
hidrogênio com a água, já que seus polos interagem com 
os polos da água. Caso esse soluto também tenha carga, a 
parte carregada da molécula do soluto atrai eletricamente 
um dos polos da molécula de água.
No caso das moléculas apolares, como se comportam na 
água?
Compostos apolares em contato com a água formam 
soluções heterogêneas, tendo em vista que esses 
compostos não possuem carga ou polos, e 
consequentemente não têm regiões que interajam com a 
molécula de água. Desse modo, esses compostos são 
incapazes de fazerem interações energicamente favoráveis 
com a água. 
Como a água se estrutura na presença de componentes 
apolares?
A água se orienta ao redor do soluto apolar formando uma 
"cadeia", o que representa um decréscimo na entropia do 
sistema. Para aumentar essa entropia do sistema, as 
moléculas de água fazem com que as moléculas apolares 
se agrupem, com isso a superfície de contato entre soluto 
e água é menor e, portanto, a rede de ligações de 
hidrogênio formada também. 
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Como a água se estrutura em presença de moléculas 
anfipáticas?
Compostos anfipáticos contêm regiões polares (ou 
carregadas) e regiões apolares. Quando um composto 
anfipático é misturado com água, a região polar hidrofílica 
interage favoravelmente com a água e tende a se dissolver, 
mas a região apolar hidrofóbica tende a evitar contato com 
a água. As regiões apolares das moléculas se aglomeram 
para apresentar a menor área hidrofóbica possível ao 
solvente aquoso, e as regiões polares são arranjadas de 
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forma a maximizar suas interações com o solvente. Essas 
estruturas estáveis de compostos anfipáticos em água, 
chamados de micelas, podem conter centenas ou milhares 
de moléculas. As forças que mantêm as regiões apolares 
das moléculas unidas são chamadas de interações 
hidrofóbicas.
Explique como se dá a formação de micelas. É um 
processo espontâneo?
Compostos anfipáticos, tais como alguns lipídeos, possuem 
regiões polares (ou carregadas) e regiões apolares. 
Quando misturados em meio aquoso, a região hidrofílica 
polar tende a interagir positivamente com as moléculas de 
água que tende a dissolver estes compostos. A região 
hidrofóbica não polar, entretanto, tende a evitar o contato 
com a água, fazendo com que essas regiões não polares se 
agrupem. Assim, as regiões apolares adquirem uma menor 
área hidrofóbica ao solvente enquanto as estruturas 
polares são arranjadas para maximizar sua interação com 
este. Essas estruturas estáveis de compostos anfipáticos 
que formam as micelas. É espontâneo, tendo em vista que 
isso ocorre com aumento da entropia.
Em caso de fosfolipídeos de cauda dupla, como se 
comportam em água? Por que a formação das micelas não é 
possível?
Os fosfolipídios de cauda dupla formam, em contato com a 
água, um tipo de agregado lipídico conhecido como 
bicamada, na qual duas camadas monolipídicas formam 
uma lâmina bidimensional. As porções hidrofóbicas em 
cada monocamada, excluídas da água, interagem entre si. 
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Os grupos polares hidrofílicos interagem com a água em 
cada superfície da bicamada. Se eles tentarem formar 
micelas, a estabilidade obtida pela interação das partes 
hidrofílicas não é capaz de superar a instabilidade devido 
ao impedimento estérico que é significativamente 
aumentado, pois agora temos quase o dobro da 
quantidade de parte hidrofóbica tentando ficar juntas. 
Assim, eles formam bicamadas, nas quais o impedimento 
estérico é muito menor, portanto, essa configuração é 
muito mais estável para essas moléculas de lipídios.
O processo de formação dos lipossomas (que é idêntico à 
membrana celular) é espontâneo? Qual é a vantagem 
termodinâmica desta arquitetura?
Sim, é espontâneo. Devido ao fato de as bordas das 
regiões hidrofóbicas estarem em contato com a água, a 
lâmina da bicamada é relativamente instável e dobra-se 
espontaneamente sobre si mesma para formar uma esfera 
oca, a vesícula. A superfície contínua das vesículas elimina 
a exposição de regiões hidrofóbicas, permitindo às 
bicamadas alcançarem o máximo de estabilidade quando 
em meio aquoso, ou seja, a vantagem termodinâmica se 
apresenta na estabilidade estrutural.
Cite os demais componentes da membrana celular e 
como se dá sua interação com a membrana.
Colesterol: deixa a membrana mais fluida.
Proteínas: grande maioria são glicoproteínas e sua função 
está ligada à sua estrutura. Podem ser integrais ou 
periféricas. As integrais funcionais como poros, canais, ou 
como carreadoras. As periféricas estão ligadas às proteínas 
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integrais no lado interno e funcionam como enzimas ou 
controladores de transporte.
Com relação à solubilidade, é mais fácil atravessar pela 
membrana um componente hidrofílico ou hidrofóbico?
Um componente hidrofóbico, tendo em vista que é 
necessário passar por uma camada hidrofóbica na 
membrana celular.
Quais as vantagens em se administrar um fármaco 
hidrofílico e um fármaco hidrofóbico, sabendo-se que para 
sua ação, ambos têm que atravessar membranas celulares?
Primeiramente é necessário diferenciar a atuação dos 
fármacos a nível corporal e a nível celular. Um fármaco 
hidrofóbico tem maior dificuldade de se espalhar no corpo 
através do sangue, entretanto, ao chegar na célula que ele 
vai atuar, ele tem maior facilidade de atravessar a 
membrana plasmática, que tem um caráter apolar na sua 
parte intermediária, assim como o fármaco que vai 
atravessa-la. Já um medicamento polar, tem facilidade e 
rapidez para circular no sangue e atingir o local de atuação, 
entretanto não consegue atravessar bicamada lipídica da 
membrana, se fazendo necessário o uso de proteínas que 
facilitem essa entrada.