Membranas Celulares: Composição e Funções

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BI����B�A��S
● Separam o conteúdo interno do ambiente externo;
● Circundam as organelas (separam o conteúdo interno da organela do
citosol);
● Suporte estrutural;
● Transporte de moléculas;
● Síntese de ATP (membrana mitocondrial);
● Adesão células;
● Geram potencial elétrico (troca de cargas elétricas);
● Sinalização celular
MO����O F����O
Modelo que explica a organização de todas as membranas celulares;
Toda membrana celular possui PROTEÍNAS associadas à BICAMADA LIPÍDICA.
O percentual dos componentes lipídicos e proteicos e o posicionamento desses
na membrana VARIA de acordo com o tipo celular. A composição proteica das
membranas de diferentes origens varia muito mais do que a composição
lipídica, um reflexo das funções especializadas que possuem.
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CO���N���ES ���ÍDI��� D� �I��M��A
● Lipídeos compõem cerca de 50% da massa das membranas;
● Tipos:
○ Fosfolipídeos: lipídio com grupo fosfato
○ Glicolipídeos: carboidrato + lipídio
○ Colesterol: esteroide (subclasse dos lipídeos; classe dos isoprenos)
● Natureza anfipática: porção polar e porção apolar.
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FO���L��ÍDE��
● Lipídeos mais abundante na bicamada;
● ESTRUTURA: cabeça hidrofílica + caudas hidrofóbicas (uma saturada e
outra com insaturação cis - dobra).
Cabeça hidrofílica → polar
Cauda hidrocarbonada → apolar
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Micela → fosfolipídeos de uma cabeça polar e uma cauda hidrofóbica se
agrupam e formam a micela.
Bicamada → fosfolipídeos de uma cabeça polar e duas caudas hidrofóbicas
(uma com insaturação cis) formam a bicamada lipídica.
● Tipos
○ Glicerofosfolipídeos (ou fosfoglicerídeos)
CABEÇA POLAR
GLICEROL + PO4 (fosfato) + colina/serina/etanolamina/inositol (álcool)
Ex.: fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina ( - ), fosfatidilcolina.
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○ Esfingolipídeos
CABEÇA POLAR: ESFINGOSINA + fosfato + colina
Ex.: esfingomielina
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G�I��L��ÍDE��
Principais: glicoesfingolipídeos
● CABEÇA POLAR: ESFINGOSINA + AÇÚCAR (mono ou oligossacarídeo)
● Glicoesfingolipídeos estão voltados para o meio extracelular.
● Compõe o glicocálice;
● Definem os grupo sanguíneos
● Sítios de reconhecimento biológico
Ex.: gangliosídeo GM1 é o receptor da toxina colérica no intestino
● Comunicação celular no sistema nervoso
Grupos sanguíneos
Gal → galactose (açúcar)
CO���T��O�
● Cabeça pequena com 1 cauda
● Entre a cabeça e a cauda está o anel esteróide (proporciona rigidez);
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● A cabeça polar do colesterol interage com a cabeça polar dos fosfolipídios,
assim como as caudas;
● O colesterol impede que as caudas hidrofóbicas dos fosfolípidos se
fusionem.
● Está presente nas duas camadas da membrana celular
CA���T��ÍS�I��S �� �IC����A �M���TA���S ���A �S
FU�ÇÕES ��� B�O���B���AS
● Funcionar como barreiras: cerne hidrofóbico modulado por proteínas
especializadas;
● Apresentar-se com fluido viscoso: a fluidez é crucial para muitas funções da
membrana, como transporte de moléculas e atividades enzimáticas;
● Assimetria: a composição dos lipídios nas monocamadas é importante na
sinalização celular.
A bicamada é um fluido bidimensional.
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Movimentos:
○ Flexão
○ Difusão lateral (+ frequentes)
○ Flip-flop (raro): importante na
formação dessa bicamada;
acontece sob ação enzimática
○ Rotação
AS����T�I�
FOLHETO EXTERNO (extracelular)
○ Glicolipídeos (ex.: glicocálice)
○ Esfingomielina
○ Fosfatidilcolina
○ Colesterol
FOLHETO INTERNO (citosólico)
○ Fosfatidilserina (-)
sinalização celular
○ Fosfatidiletanolamina
○ Fosfatidil inositol (-)
sinalização celular
○ Colesterol
Os domínios proteicos expostos em um lado da membrana são diferentes
daqueles expostos do outro lado, refletindo uma assimetria nas funções.
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Em processo de morte celular por apoptose, a fosfatidilserina é externalizada →
sinalização para a apoptose; o macrófago reconhece que é uma célula que deve
sofrer apoptose e inicia o processo de fagocitose.
Curiosidade: Fosfatidilinositol é responsável por formar, através de clivagens
desse composto, o ac. aracdônico.
FA����S �U� ��ET�� � �LU���� DA� ��M���NA�
● Composição dos lipídeos e estrutura das caudas apolares (saturação,
tamanho)
○ Torções na cauda (Insaturações) → torna-se mais delgada - reduz o
tamanho da cauda - e diminui a distância entre as caudas (+ fluidez).
● Quantidade de colesterol
○ Anéis esteróides conferem maior rigidez: ↑ colesterol ↓ fluidez
○ A bicamada fica menos deformável na região com colesterol, resultando
na diminuição da permeabilidade às pequenas moléculas
hidrossolúveis.
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● Temperatura
○ Quanto menor a temperatura, mais rígida a membrana se apresenta
↓ temperatura ↓ fluidez
A baixa temperatura promove uma maior produção de hidrocarbonetos
insaturados para aumentar a fluidez.
○ Temperaturas mais altas desordenam as caudas apolares, resultando em
uma maior fluidez.
○ Além disso, altas temperaturas promovem a separação dos anéis
esteróides das suas respectivas caudas, permitindo maior fluidez.
CO���N���ES ���T�I��� D� �I��M��A
As proteínas de membrana conferem funções específicas da membrana.
Proteínas integrais → atravessam a membrana (transmembranares) ou possuem
interação direta (com as duas camadas ou com somente uma).
Proteínas periféricas → interagem com a membrana por meio de outras
proteínas transmembranares ou âncoras lipídicas.
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(A) e (B) → Proteínas integrais (C) e (D) → Proteínas periféricas
P�O��ÍNA� ��T���A�S ���N��EM���N��E�
● Atravessam a bicamada;
● São anfipáticos (polar/apolar)
● Domínio hidrofóbico: alfa-hélices (mais comuns) ou folhas beta;
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● A maioria das proteínas transmembranares são glicosiladas (ligadas aos
oligossacarídeos);
● Nas proteínas que contém mais de uma alfa-hélice, as hélices interagem
entre si → mudanças conformacionais → abertura e fechamento de canais
iônico, transporte de solutos e transdução de sinal extracelular
P�O��ÍNA� ��R��ÉRI���
● Não fazem parte da estrutura da membrana;
● Indiretamente ligadas às membranas;
○ Interação com proteínas transmembranares
○ Interações com cabeças polares dos fosfolipídios
○ Ancoradas por lipídeos
● Importante na sinalização celular
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1 → Âncora de GPI: oligossacarídeo ligado
covalentemente ao fosfatidilinositol.
2 → Lig. covalente a um lipídeo.
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G�I��CÁLI��
● Camada de carboidratos que recobre a superfície celular;
● Formada pelos oligossacarídeos dos glicolipídeos, glicoproteínas e
proteoglicanos.
● Funções:
○ Proteção e lubrificação
da superfície celular
○ Reconhecimento e
adesão celular
○ Interação com
componentes da MEC
T�A�S���T� A���VÉS �A� M���R��A�
Tra��p���� me����o p�� �r��eína�
● Canais iônicos
○ Formam poros na membrana
○ Transporte passivo (sem gasto de ATP)
○ Extremamente rápido
○ Seletivos: íons com tamanhos e cargas apropriados.
○ Controlados por ligantes ou por voltagens.
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● Proteínas transportadores (carreadoras ou permeases)
○ Ligam-se ao soluto e sofrem alterações conformacionais.
○ Envolvidas na difusão facilitada e no transporte ativo.
○ Transporte é significativamente mais lento do que aquele através dos
canais iônicos.
○ Seletividade
Tra��p���� ve����la�
Endocitose
● Superfície celular se retrai(invaginação) → partículas se movem para dentro
das células;
● Transporte ativo, ou seja, com gasto de ATP;
● PINOCITOSE: captação não seletiva de líquidos;
● ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR: captação seletiva de moléculas
(hormônios proteicos, fatores de crescimento, anticorpos, colesterol).
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Referências:
FUNDAMENTOS DA BIOLOGIA CELULAR, Bruce Alberts, Dennis Bray e Peter Walter.
4º edição.
PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA DE LEHNINGER, Albert Lehninger e David L. Nelson.
6º edição.
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