ESTRUTURA DA MEMBRANA

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ESTRUTURA DA MEMBRANA 
As membranas são uma fina película de moléculas de lipídeos e proteínas unidas por ligações não-covalentes
BICAMADA LIPÍDICA
Os principais lipídeos das membranas são os fosfolipídeos. 
*Fosfoglicerídeos, esfingolipídeos e esteróis: principais fosfolipídeos das membranas celulares. 
Todas as moléculas lipídicas da membrana são anfifílicas, possuem uma extremidade hidrofílica e uma hidrofóbica. 
Os lipídeos mais abundantes são os fosfolipídeos, que possuem um grupamento da cabeça polar contendo um grupo fosfato e duas caudas hidrocarbonadas hidrofóbicas. Geralmente, uma cauda possui uma ou mais ligações duplas cis-atuantes (insaturada) e a outra não possui (saturada). 
Os principais fosfolipídeos da membrana são os fosfoglicerídeos, que possuem uma cadeia principal de glicerol de três carbonos. Duas longas cadeias de ácidos graxos são unidas por pontes ésteres aos átomos de carbono adjacentes do glicerol e o terceiro átomo de carbono do glicerol está ligado a um grupo fosfato, que é ligado a um entre vários tipos de grupamentos de cabeças. Principais fosfoglicerídeos: fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina e a fosfatidilcolina.
Ainda dentro dos fosfolipídeos, há os esfingolipídeos, que são compostos por esfingosina no lugar do glicerol, que é uma longa cadeia acil com um grupo amino e dois grupos hidroxila em uma extremidade. 
Além dos fosfolipídeos, há os glicolipídeos e o colesterol. Os primeiros se assemelham aos esfingolipídeos, mas em vez de ter um fosfato ligado a cabeça, tem um açúcar. O colesterol, que é um esterol, contém uma estrutura em anel rígida a qual se liga a um único grupo hidroxila polar e uma pequena cadeia de hidrocarbono apolar. 
FOSFOLIPÍDEOS: formam bicamadas espontaneamente em ambientes aquosos; as mesmas forças que ocasionam isso, proporcionam uma propriedade de autosselamento. Uma pequena fenda na bicamada cria uma borda livre em contato com a água e os lipídeos tendem a se rearranjar espontaneamente para eliminar a borda livre – compartimento fechado. 
BICAMADA LIPÍDICA – fluido bidimensional. As moléculas constituintes estão livres para se mover lateralmente; moléculas individuais de fosfolipídeos estão confinadas a sua própria monocamada (modificado pelas proteínas translocadoras de fosfolipídeos/flipases, que catalisam o flip-flop dos fosfolipídeos de uma camada para a outra) 
*FLUIDEZ: precisa ser regulada. Depende de sua composição e de sua temperatura; transição de fase (bicamada do estado líquido para o estado de gel) ocorre na temperatura mais baixa se as cadeias de hidrocarbonos forem curtas ou possuírem ligações duplas → mais fluida
Colesterol modula as propriedades da bicamada lipídica; quando misturado com fosfolipídeos, aumenta a propriedade de barreira permeável da bicamada lipídica, reduzindo a mobilidade dos primeiros grupos CH2 das cadeias das moléculas de fosfolipídeos e reduzindo a permeabilidade a pequenas moléculas solúveis em água. 
*DOMÍNIOS DE COMPOSIÇÕES DISTINTAS: as forças de van der Waals entre as caudas vizinhas de hidrocarbonos não são seletivas o suficiente para manter unidos os grupos de moléculas de fosfolipídeos. Porém, em algumas misturas lipídicas, diferentes lipídeos podem agrupar-se transientemente, criando uma rede dinâmica de diferentes domínios. 
Balsas lipídicas – domínios especializados; algumas regiões especializadas da membrana são enriquecidas em esfingolipídeos e colesterol e proteínas específicas se reúnem nessas regiões para auxiliar na estabilização. 
*GOTAS LIPÍDICAS: excesso de lipídeos armazenado nas células; é de onde os ácidos graxos podem ser liberados quando necessários e exportados para outras células pela corrente sanguínea. Armazenam lipídeos neutros como triacilglicerídeos e ésteres de colesterol. Não contêm grupos de cabeças hidrofílicas. São organelas únicas, pois são circundadas por uma única camada de fosfolipídeos, que contém uma grande variedade de proteínas. 
*ASSIMETRIA: as duas monocamadas da bicamada lipídica têm composições diferentes. Na monocamada externa, têm as moléculas de fosfolipídeos que possuem colina em seu grupo de cabeças (fosfatidilcolina e esfingomielina). Na monocamada interna, têm as moléculas que possuem um grupo amino primário terminal (fosfatidiletanolamina e fosfatidilserina). Dessa forma, a monocamada interna fica negativamente carregada. Essa assimetria é importante para a conversão de sinais extracelulares em sinais intracelulares e para distinguir células vivas de células mortas. 
**GLICOLIPÍDEOS: encontrados exclusivamente na monocamada não-citosólica da bicamada lipídica. Essas moléculas tendem a se autoassociarem, parcialmente através de ligações de hidrogênio entre seus açúcares e parcialmente por meio de forças de van der Waals entre suas longas e retas cadeias de hidrocarbonos, e então se dividem em balsas lipídicas. 
Os mais complexos dos glicolipídeos são os gangliosídeos, que contêm oligossacarídeos com um ou mais resíduos de ácido siálico, conferindo a ele uma carga líquida negativa. 
Os glicolipídeos podem ter como função a proteção da membrana, efeitos elétricos, reconhecimento celular. 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA: fornecem a cada tipo de membrana suas características e propriedades funcionais. As quantidades de proteínas nas membranas são variáveis e há sempre mais moléculas lipídicas do que proteínas nas membranas celulares. 
ASSOCIAÇÃO A BICAMADA LIPÍDICA: muitas se estendem por toda a bicamada lipídica; essas proteínas transmembrana são anfifílicas. Outras estão inteiramente no citosol e estão associadas a monocamada citosólica da bicamada lipídica, tanto por uma hélice alfa anfifílica exposta na superfície da proteína, quanto por uma ou mais cadeias lipídicas covalentemente ligadas. E ainda há outras proteínas de membrana inteiramente expostas na superfície celular externa, ligadas a bicamada lipídica somente por uma ligação covalente. 
Algumas proteínas de membrana não se estendem para a porção hidrofóbica da bicamada lipídica, ficando ligadas a uma das superfícies por interações não-covalentes com outras proteínas de membrana, sendo liberadas por extração suave – proteínas periféricas de membrana. 
Proteínas transmembrana e muitas proteínas mantidas na bicamada por grupos lipídicos ou regiões de polipeptídeos hidrofóbicos que se inserem no centro hidrofóbico da bicamada não podem ser liberadas dessa forma - proteínas integrais de membrana 
PROTEÍNAS DE SINALIZAÇÃO NA MEMBRANA: somente as proteínas transmembrana podem atuar nos dois lados da bicamada ou transportar moléculas através dela, como os receptores de superfície celular. Mas, existem proteínas de sinalização intracelular, que estão ligadas a porção do citosol da membrana por um ou mais grupos lipídicos ligados covalentemente, como cadeias de ácidos graxos ou grupos prenil. 
PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA: sempre possuem uma orientação única na membrana. Os seus domínios citosólicos e não-citosólicos são separados por segmentos de cadeias polipeptídicas que atravessam a membrana. Nas proteínas transmembrana de passagem única, as cadeias polipeptídicas cruzam apenas uma vez, enquanto nas proteínas transmembrana de múltiplas passagens, a cadeia polipeptídica cruza a membrana várias vezes.
A força para maximizar as ligações de hidrogênio na ausência de água significa que uma cadeia polipeptídica que entra na bicamada provavelmente passe inteiramente através dela antes de mudar de direção, porque a flexão da cadeia requer a perda de interações regulares das ligações de hidrogênio. Proteínas de membrana de múltiplas passagens também podem conter regiões que se dobram na membrana, de qualquer lado, encaixando-se nos espaços entre as hélices α da membrana sem fazer contato com o centro hidrofóbico da bicamada. 
HÉLICES α: essas hélices transmembrana de muitas proteínas de membrana de passagem única não contribuem para o dobramento dos domínios das proteínas nos dois lados da membrana. Muitas proteínas de passagem única formam homodímeros, que são mantidos unidos por interações fortes e altamenteespecíficas entre as duas hélices α transmembrana.
Nas proteínas transmembrana de múltiplas passagens, essas hélices ocupam posições específicas na estrutura dobrada da proteína que são determinadas pelas interações entre as hélices vizinhas, sendo cruciais para a estrutura e função de muitos canais e transportadores que movem as moléculas através da bicamada. 
BARRIS β: as proteínas transmembrana de múltiplas passagens que possuem seus segmentos transmembrana arranjados como barris β são rígidas e tendem a cristalizar facilmente. São abundantes na membrana externa das mitocôndrias. Algumas são proteínas formadoras de poros, as quais criam canais cheios de água permitindo que pequenas moléculas hidrofílicas selecionadas atravessem a bicamada lipídica da membrana externa bacteriana. 
Algumas das proteínas de barris β atuam como receptores ou enzimas e o barril atua como um ancoramento rígido, o qual mantém a proteína na membrana e orienta as alças citosólicas que formam os sítios de ligação para moléculas intracelulares específicas.