Células Eucariontes -membrana plasmática

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Célula Eucarionte (Membrana Plasmática)
Profª. Dra. Déborah Praciano 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ- UECE
FACULDADE DE FILOSOFIA DOM AURELIANO MATOS- FAFIDAM
CURSO: QUÍMICA
DISCIPLINA: BIOLOGIA GERAL
Célula
O que é célula?
Definição de célula
Célula
Menor porção de matéria viva
Unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos.
Definição de célula
Teoria celular
1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células Unidade morfológica dos seres vivos.
2. Todo o metabolismo dos seres vivos depende das propriedades de suas células.
3. As células sempre se originam de uma célula preexistente através da divisão celular.
4. Apesar das diferenças entre os mais diversos tipos de células, todos os seres vivos são constituídos por elas. 
Tipos de células
Karyon = Grego “Miolo” (Núcleo)
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Dois grupos de organismos fundamentalmente distintos 
Procariontes Antes do núcleo
Eucariontes Com núcleo verdadeiro. 
Procariontes
1.Ausência de núcleos
2. DNA não é envolvido por envelope membranoso
3. DNA não se associa a proteínas para formar cromossomos.
Eucariontes
1. DNA é encontrado nos cromossomos associados a proteínas
 2. Núcleo delimitado por duas membranas envelope nuclear. 
3. Divididas em diferentes compartimentos que realizam diversas funções.
Eucariontes
A compartimentalização é efetuada por intermédio de membranas.
Componentes da célula
Componentes da célula
1
Membrana Plasmática
2
Citoplasma
3
Núcleo
Componentes da célula
Membrana Plasmática
Envolve a célula e define seus limites
Mantém as diferenças características entre os conteúdos de cada organela e o citosol. 
Permeabilidade seletiva
Mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular.
Função da membrana plasmática
Permeabilidade seletiva
Produção de energia 
Motilidade
Remoção de detritos
Formação de endósporos
Componentes da célula
Componentes da célula
Membrana plasmática: é um filme muito fino de lipídeos e de proteínas mantidas juntas principalmente por interações não covalentes.
A membrana é um conjunto de proteinas e outras moléculas inseridas numa bicamada lipídica
Fluído extracelular
Colesterol??
Citoplasma
glicolipídeos
Proteínas transmembrana
Filamentos de citoesqueleto
Proteina 
Periférica
fosfolipideos
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The carbohydrates are not inserted into the membrane -- they are too hydrophilic for that. They are attached to embedded proteins -- glycoproteins.
Fosfolípidios: afinidade diferencial com a água
Cabeça hidrofílica
Cauda hidrofóbica
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Cabeça hidrofílica: voltada para o meio extracelular e para o citoplasma
Cauda hidrofóbica: voltada para a parte interna da membrana.
Componentes da célula
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Composição lipídica afeta a flexibilidade da membrana
Ácidos graxos insaturados nos fosfolípidios mantém a membrana menos viscosa.
Colesterol na membrana ajuda a manter a flexibilidade
Propriedades da membrana: Assimetria
Assimetria: as duas faces da membrana não possuem a mesma composição lípidica , glicídica e protéica. Carboidratos encontram-se em geral na face externa, cargas elétricas se distribuem diferentemente, face citoplasmática em geral com maior carga negativa. 
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Propriedades da membrana: Continuidade
Continuidade: nunca apresenta bordas livres ou descontínuas e os espaços por ela delimitados são sempre fechados. 
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Propriedades da membrana: fluidez
Membrana é fluida: componentes da membrana não ocupam posições definidas. São suscetíveis a deslocações bidimensionais de rotação ou de translação. Fosfolípidios podem trocar de camada (flip-flop). 
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Propriedades da membrana: Elasticidade e resistência à tração
Devido ao número elevado de dois tipos principais de ligações não-covalentes. 
regiões hidrofóbicas (apolares) tendem a se associar no interior da bicamada lipídica para manter distância do contato com a água 
em contato direto com a fase aquosa das superfícies
▫	outras interações
pontes de hidrogênio
interações eletrostáticas
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Interações hidrofóbicas entre as cadeias de ácidos graxos dos fosfolípidios.
Interações hidrofílicas entre grupos iônicos de proteínas, grupos polares de fosfolípidios
http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/biomembrane1/permeability.html
Propriedades da membrana: permeabilidade seletiva
Permeável apenas a algumas substâncias. 
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Proteínas de membrana
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Canais
Comunicação entre o meio interno e externo da célula.
Permeases
Facilitam a passagem de determinadas moléculas (espécie química)
Receptores
Sítios capazes de receber moléculas específicas para desempenhar funções. 
Bombas
Transportam substâncias contra o gradiente de concentração. 
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Proteínas de membrana
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Membrana semi-permeável devido aos canais de proteínas
Canais específicos permitem o transporte de material específico através da membrana celular. 
Proteínas de membrana
Interior célula
Exterior célula
Açúcar
aa
H2O
sal
NH3
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Proteínas Integrais – Transporte
Canais (poros)
▫	permitem a passagem de moléculas de água e substâncias hidrossolúveis, principalmente íons, entre os fluidos extra e intracelular
▫	têm propriedades seletivas e permitem a passagem de substâncias específicas.
Canais de vazamento
Formam verdadeiros poros na membrana e estão sempre abertos
Proteínas Integrais – Canais
Canais regulados por comportas
▫
Possuem comportas que se abrem e se fecham de forma regulada por:
Variações de voltagem  canais regulados por voltagem;
Controle químico (por ligantes) 
canais regulados por ligantes
-dependem da ligação de substâncias químicas (ligantes) com a proteína
Proteínas Integrais – Transporte
Proteínas carreadoras (carregadoras)
▫	transportam substâncias de um lado para outro da membrana;
▫	são seletivas e carregam somente substâncias específicas
	possuem um sítio de ligação, ou seja, um local específico para que a substância a ser transportada se ligue.
Proteínas Integrais – Enzimas
Uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente ou em conjunto com uma enzima associada a membrana, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica.
Proteínas Integrais - Comunicação
Junções Gap ou Comunicantes  proteínas especiais denominadas conexons - comunicam os citoplasmas de duas células adjacentes
▫	permitem a transferência direta da corrente iônica de uma célula para outra.
Proteínas Periféricas
Frequentemente ligadas às proteínas integrais
Funcionam quase sempre como:
▫	enzimas
▫	controladores do transporte de substâncias através dos canais da membrana celular
Reconhecimento e proteção
Glicocálice
 Envoltório externo à membrana plasmática.
Composição química: moléculas de açúcar associadas aos fosfolipídios e às proteínas da membrana.
Glicocálice
Funções:
reconhecimento célula-a-célula;
adesão celular;
atua na ingestão de moléculas;
receptores de membrana;
retém nutrientes e enzimas;
proteção contra lesões mecânicas, físicas	e químicas.
Transporte através da membrana
▫	Difusão facilitada (por canais ou carreadores)
▫	Transporte ativo (bombas)
ENERGIA
Transportes através da membrana
Não mediados por proteínas
▫	Difusão simples (transporte de soluto)
▫	Osmose (transporte de água)
Mediados por proteínas
Transportes passivos
Transportes através da membrana
Mediados por vesículas
▫	Endocitose
pinocitose
fagocitose
mediadapor receptores de membrana
▫	Exocitose
ENERGIA
Osmose Difusão simples
Difusão Facilitada
Não ocorre gasto energético...
Osmose
É a difusão de um fluido através de uma membrana com permeabilidade seletiva
Pode ser entendida como difusão do solvente
Meio Hipotônico
→
Meio hipertônico
(menor concentração de soluto)
(maior concentração de soluto)
	Transporte de água		
		ocorre sempre	
			
Osmose – Efeitos nas células
Difusão
Processo espontâneo
Princípio físico
Moléculas de solvente e soluto em constante movimento (energia cinética)
Começam a se chocar Espalhamento
Difusão
É o movimento de um soluto através de uma membrana com permeabilidade seletiva;
Meio Hipertônico
→
Meio Hipotônico
(maior concentração de soluto)
(menor concentração de soluto)
	Transporte de soluto		
		ocorre sempre	
			
Difusão simples
As moléculas se movem do meio mais concentrado para o meio menos concentrado porque existe uma diferença de concentração  gradiente
▫	Soluto atravessa livremente pela membrana, não necessita de canais.
Difusão simples
Membrana semi-permeável
http://www.phschool.com/science/biology_place/bioco ach/biomembrane1/passive.html
Não necessita de canais...
Assim...
É sempre a favor do gradiente químico  não necessita de energia celular
▫
a energia que direciona o movimento é a energia cinética das moléculas
Aumenta em proporção direta com a temperatura
▫
quanto maior for a temperatura, maior o movimento térmico das moléculas e dos íons em solução
Depende da capacidade das moléculas se dissolverem na bicamada lipídica
http://eighth.grade.science.tripod.com/life_science/life_science.html
Difusão simples
Continuando...
Difusão simples
É diretamente proporcional à área de superfície da membrana
É inversamente proporcional a
▫	espessura da membrana
quanto maior espessura, mais lenta será a difusão
▫	tamanho e forma da partícula
quanto maiores a massa e o raio da partícula, menor será a velocidade média da partícula	e mais lenta será a difusão
▫	viscosidade do meio
maior viscosidade do meio  difusão mais lenta
Difusão facilitada
Segue as regras da difusão  sempre é a favor do gradiente eletroquímico
▫	não precisa de energia celular
Precisa ser mediada por canais ou proteínas carreadoras
Assim, a difusão facilitada também depende de...
Número de canais proteicos pelos quais a substância pode passar
▫	a	velocidade	da	difusão	é	diretamente proporcional ao número de canais por unidades de área
Diâmetro da molécula
▫	à medida que o diâmetro molecular se aproxima do diâmetro do canal, a resistência aumenta de forma muito acentuada
 uma membrana pode ser centenas a milhões de vezes mais permeável às pequenas moléculas que às grandes moléculas.
Difusão facilitada
Transporte de várias moléculas importantes para as células
▫	glicose
▫	íons
▫	diversos hormônios
Difusão facilitada da glicose
Insulina
Glicose
Primário Secundário
Ocorre gasto energético...
Ocorre contra o gradiente de concentração
▫	do meio hipotônico para o meio hipertônico
Sempre realizado por proteínas transportadoras presentes na membrana plasmática (bombas)
Envolve gasto de energia celular
▫	utiliza a energia da hidrólise do ATP
Tipos
▫	Primário (UNIPORTE)
Bomba de sódio e potássio
Transporte ativo de íons.
▫	Secundário
co-transporte (SIMPORTE)
Contratransportes (ANTIPORTE)
Transporte ativo
Resumindo...
Endocitose Exocitose
Transportes mediados por vesículas - Endocitose
Fagocitose
▫	englobamento de partículas sólidas por meio de emissão de pseudópodes	 vesículas >250 nm diâmetro
 ocorre em certos protozoários (ex.: amebas) e células da defesa responsáveis pela fagocitose de partículas estranhas
Transportes mediados por vesículas - Endocitose
Pinocitose
▫
englobamento de fluidos e macromoléculas por meio de invaginação da membrana  vesículas <150 nm diâmetro
 ocorre em praticamente todos os tipos celulares
Transportes mediados por vesículas - Endocitose
Endocitose mediada por receptores de membrana
▫	ocorre a partir da ligação de moléculas denominadas ligantes com receptores proteicos da membrana celular.
Resumindo...
Transportes mediados por vesículas - Exocitose
Processo pelo qual a célula
▫	secreta para o meio extracelular ou para cavidades ou superfícies corporais substâncias importantes para o corpo
Hormônios;
Neurotransmissores;
muco  células caliciformes dos epitélios de revestimento do intestino e da traqueia;
glândulas exócrinas;
▫ suor, saliva
▫ secreção da porção exócrina do pâncreas (enzimas digestivas)
▫	elimina os resíduos da endocitose.
Exocitose
Exocitose
Bons estudos...