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Resumo membrana As membranas celulares são essenciais para a célula pois separam com- partimentos. A membrana plasmática, por exemplo, separa o meio extracelular do meio intracelular. Nas células eucarióticas, em especial, membranas sepa- ram o interior de organelas do citosol. São exemplos de membranas intracelu- lares: as membranas do núcleo, do retículo endoplasmático (RE), do aparelho de Golgi, da mitocôndria. As membranas são organizadas como bicamadas lipídicas. Existem três tipos principais de lipídios na membrana: fosfoglicerídios, esfingolipídios e esteróis (colesterol). Os lipídios representam cerca de 50% do total de com- ponentes da membrana celular. Essas moléculas são anfifílicas, portanto, possuem uma extremidade hidrofílica (que gosta de água) e uma porção hidro- fóbica (que não gosta de água). A porção hidrofílica é polar enquanto a hidrofó- bica é apolar. A composição de lipídios na monocamada interna (adjacente ao citosol) é distinta com relação a monocamada externa. Além disso, a constituição pode variar em regiões distintas de cada célula e, também, em células diferentes. 1. Constituição da membrana Fosfolipídios FONTE: Por Phospholipids_aqueous_solution_structures.svg: LadyofHats - Phospholipids_aqueous_solution_structu- res.svg, Domínio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12597007 RESUMO EXPANDIDO Membranas Disciplina BMCS Professor DANIELE BRUSTOLIM ! Os fosfolipídios são os mais abundantes na bicamada lipídica. Possuem uma cabeça polar que contém um grupo fosfato e duas caudas hidrocarbona- das hidrobóbicas. As caudas são formadas por ácidos graxos que podem ter tamanho distin- to entre 14-24 átomos de carbono. A cauda do fosfolipídio pode ser classificada como saturada (não possui ligações duplas cis atuantes) ou insaturada (possui ligações duplas). Os lipídios não são estáticos na membrana celular, pelo contrário, existe movimento como: rotação, difusão lateral e flip-flop. ! A membrana possui fluidez que é regulada pela sua composição e pela temperatura. Por exemplo, o colesterol ao interagir com a porção hidrofóbica dos fosfolipídios deixa a região mais rígida. Além disso, o comprimento e o nú- mero de ligações duplas influenciam a fluidez da membrana. Cadeias curtas diminuem a interação entre caudas hidrocarbonadas e aumentam a fluidez as- sim como quando as caudas contêm ligação dupla (insaturada) há menor em- pacotamento dos lipídios e consequentemente também maior fluidez. Embora haja fluidez na membrana existem áreas denominadas balsas lipídicas que são domínios especializados na membrana com características e composição específica. FONTE: By Veggiesaur - Own work, CC BY-SA 3.0, https://com- mons.wikimedia.org/w/index.php?curid=19552069 FONTE: Artur Jan Fijałkowskipl.wiki: WarXcommons: WarXmail: [1]jabber: WarX@jabber.orgirc: [2]consul- tations: Masur - Obra propia, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php? curid=1493810 Proteínas As proteínas de membrana podem ser divididas em integrais (intrínse- cas) e as periféricas (extrínsecas). As proteínas integrais estão associadas a porções hidrofóbicas da bicamada lipídica e não podem ser facilmente dissoci- adas da membrana. São exemplos: proteínas responsáveis pelos grupos san- guíneos M-N, proteínas transportadoras e receptores de hormônios. Quando atravessam a membrana são denominadas transmembrana. As proteínas peri- féricas estão localizadas externamente ou internamente na célula e podem ser separadas facilmente da membrana pela utilização de solução salina, por exemplo. As proteínas têm diversas funções como: receptores, enzimas e transpor- tadores. Carboidratos Os carboidratos estão normalmente na porção externa da membrana e quando se associam às proteínas formam glicoproteínas (proteínas associadas a moléculas pequenas de açúcar, oligossacarídios). Um exemplo são as glico- proteínas que formam os tipos sanguíneos M-N e A-B-O. Existem outras pro- teínas de membrana, os proteoglicanos, que contém cadeias polissacarídicas longas. O glicocálice formado pelo carboidrato nas glicoproteínas, proteoglicanos e glicolipídios. Esse revestimento é importante para a proteção celular e para o reconhecimento entre células. 2. Mecanismos de transporte através da membrana A bicamada lipídica funciona como barreira mantendo concentrações de substâncias diferentes no citosol em relação ao meio extracelular. Nas organe- las que possuem membrana também há criação de compartimentos de compo- sição distinta no interior da organela em relação ao citosol. A capacidade de uma substância penetrar na célula está diretamente re- lacionada a sua solubilidade nos lipídios. Além disso, a carga e tamanho da molécula influenciam na sua solubilidade. De forma geral, substâncias hidrofó- bicas são mais solúveis que as hidrofílicas. As células possuem mecanismos que proporcionam o transporte de subs- tância através da bicamada lipídica, a fim de permitir o pleno funcionamento celular. Existem dois tipos principais de proteínas que participam nesse processo: as proteínas as transportadoras e as canais. Transportadoras: transportam moléculas orgânicas e inorgânicas de um lado a outro da membrana pela sua mudança conformacional. Canais: formam canais hidrofílicos por onde moléculas passam por difu- são. ! O controle do movimento de entrada e saída de moléculas é feito, muitas vezes, ditado pelas concentrações relativas do soluto em ambos os lados da membrana. As moléculas se deslocam da área de maior concentração para a de menor concentração. Esse movimento é dito passivo, sem gasto energéti- co. O movimento contra o gradiente de concentração necessita de alguma for- ma de aporte energético e é dito ativo. Essa energia pode ser fornecida por hidrólise de ATP, gradiente iônico transmembrânico ou luz solar. As moléculas não carregadas seguem, no transporte passivo, o gradiente de concentração. No entanto, caso haja carga o direcionamento do soluto será influenciado pelo gradiente eletroquímico que leva em conta tanto a concentra- ção quando a carga. A água se move passivamente pela membrana em um movimento cha- mado de osmose. Esse movimento ocorre de forma lenta pela bicamada lipídi- ca entretanto algumas células possuem canais de aquaporina que aceleram o processo. O transporte de substâncias pode ocorrer por transporte ativo ou difu- são. Difusão a. Difusão passiva Substância entra ou sai da célula de acordo com o seu gradiente de concentração. A difusão é a favor de um gradiente e não há gasto ener- gético. b. Difusão facilitada A difusão ocorre a favor de um gradiente com velocidade maior do que na difusão passiva. Há participação de molécula transportadora na membrana, proteínas canal. Transporte ativo Esse tipo de transporte ocorre com a utilização de transportadores que bombeiam um conteúdo quando acopladas a uma fonte de energia, como por exem- plo, um gradiente iônico ou hidrólise da molécula de ATP. As células possuem bombas transmembrânicas que realizam o transporte ativo de três formas principais. • Bombas dependentes de ATP. • Bombas acopladas que fazem o transporte contra a corrente de um soluto através da membrana e a favor de outro soluto. • Bombas dependentes de luz (principalmente células bacterianas). Bibliografia • ALBERTS et al. Biologia Molecular da Célula. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. • COOPER. A Célula: uma abordagem molecular. 2ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. • LODISH, H. e cols. Biologia Celular e Molecular. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2005. •
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