ESTRUTURA DAS BIOMEMBRANAS

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ESTRUTURA DAS 
BIOMEMBRANAS 
• A membrana plasmática 
circunda a célula, delimitando o 
meio extra do intracelular e 
atuando com permeabilidade 
seletiva, que seleciona o que 
entra e o que sai da célula. 
• Pode separar o meio extra do 
intracelular, mas também pode 
separar o interior das organelas 
da região citossólica. 
• Por exemplo: a digestão 
intracelular, ocorrida nos 
lisossomos, só ocorre caso o pH 
dentro dessa organela esteja 
ácido, por volta de 5. 
Entretanto, a região citossólica 
apresenta pH=7,2, portanto, são 
necessários mecanismos que 
delimitem esses espaços, 
possibilitando a ocorrência de 
reações. O pH ácido nos 
lisossomos é decorrente de um 
gradiente de prótons que existe 
na área, empurrando H+ para 
dentro. 
• A membrana plasmática contém 
proteínas que atuam como 
sensores de sinais externos, as 
receptoras, e proteínas 
transmembranas ou integrais, 
que atravessam a bicamada 
lipídica e mediam quase todas 
as interações, como o 
transporte da maioria das 
substâncias hidrofílicas. 
 
A BICAMADA LIPÍDICA 
• O modelo da membrana 
plasmática é o MODELO 
MOSAICO FLUIDO, criado 
por Singer e Nicolson, em 
1972. 
• Nesse modelo, as proteínas 
encontram-se embebidas na 
camada lipídica e tanto os 
fosfolipídeos como as 
proteínas apresentam-se em 
movimento. 
• A fluidez da membrana 
depende de sua composição 
e da temperatura. Em altas 
temperaturas é mais fluída, 
em baixas temperaturas é 
mais compacta, devido às 
transições de fase. 
• Essa membrana é de 
natureza química 
GLICOLIPOPROTEICA. 
LIPÍDEOS DE MEMBRANA 
• Os lipídeos constituem 50% da 
massa da maioria das 
membranas. Todas as moléculas 
lipídicas da membrana 
plasmática são anfifílicas, isto é, 
possuem uma parte hidrofóbica 
e uma parte hidrofílica. 
• Os lipídeos mais abundantes são 
os FOSFOLIPÍDEOS. Estes 
possuem um grupo fosfato e 
duas caudas hidrocarbonadas 
hidrofóbicas. 
• Geralmente, uma cauda possui 
uma ou mais ligações duplas cis-
atuantes, sendo insaturada. Já a 
outra não possui essa ligação, 
sendo saturada. Cada ligação 
dupla cria uma pequena dobra. 
• A diferença no comprimento e 
na saturação das cadeias 
influencia no encaixe dos 
fosfolipídeos, interferindo na 
fluidez da membrana. 
• O fosfolipídeo mais abundante é 
o FOSFOGLICERÍDEO, que 
possuem cadeia principal um 
glicerol de 3 carbonos. 
• A fosfatidiletanolamina, a 
fosfatidilcolina e a 
fosfatidilserina são as mais 
abundantes. Essa última merece 
destaque pela sua cauda final 
negativa, sendo importante 
para a sinalização celular. 
• Os esfingolipídeos são 
importantes e se diferem por 
possuírem esfingosina no lugar 
do glicerol. 
• Além destes, ainda há o 
glicolipídeo, que possui um 
açúcar ligado ao lipídeo. 
GLICOLIPÍDEOS 
• Moléculas lipídicas que contém 
açúcar. São encontradas na 
membrana mais distante do 
citosol. 
• Se associam aos açucares por 
ligações de hidrogênio, e entre 
suas longas cadeias de 
hidrocarbonatos por forças de 
Van der Waals, dividindo-se em 
balsas lipídicas. 
• Ocorrem em todas as 
membranas eucarióticas. 
• Auxiliam na proteção da 
membrana apical do tecido 
epitelial; importante efeito 
elétrico, alterando-o e alterando 
a concentração de íons; atuam 
no processo de reconhecimento 
celular e de adesão. 
O COLESTEROL 
• A membrana eucariótica dos 
animais possui, especialmente, 
o COLESTEROL. 
• Em grande quantidade, seus 
anéis aromáticos conferem 
rigidez à membrana, 
aumentando a resistência dos 
movimentos dos fosfolipídeos. 
Ou seja, ele controla a fluidez e 
a rigidez da membrana. 
• Dificulta a cristalização em 
baixas temperaturas, pois sua 
posição entre os fosfolipídeos 
impede a aproximação entre 
eles. Ou seja, torna a bicamada 
menos deformável na região 
onde está inserido, reduzindo a 
permeabilidade à moléculas 
polares. 
• É uma molécula anfipática. 
• Um choque térmico na 
membrana pode levar a quebra, 
devido à cristalização. 
• LIPD-RAFTS: são balsas lipídicas 
presentes na membrana das 
células animais, devido a 
concentração de lipídeos e 
proteínas de maneira dinâmica 
e temporária por intrações 
proteína-proteína, permitindo a 
formação de regiões 
especializadas. Existem 
inúmeras proteínas ancoradas, 
devido à maior rigidez. 
Importante para a 
internalização de uma partícula 
viral, pois sem elas os vírus não 
conseguem se reproduzir e são 
digeridos pelos lisossomos, caso 
tenha a proteína Clatrina (é uma 
proteína de endereçamento da 
vesícula para a degradação nos 
lisossomos). 
OS FOSFOLIPÍDEOS 
• Molécula anfipática (cauda 
apolar e cabeça polar). 
• As caudas interagem entre si, 
mas a cabeças não. 
• Assimétricos: os fosfolipídeos 
voltados para o meio 
extracelular não são idênticos 
aos voltados para o citoplasma. 
• Os fosfolipídeos se 
movimentam na membrana, por 
meio da translocação, rotação 
ou flip-flop. 
• FLIP-FLOP: inversão das 
camadas mediada pela enzima 
flipase (está relacionado com a 
apoptose). 
• CARGA FINAL NEGATIVA DA 
FOSFATIDILSERINA: em células 
saudáveis, a fosfotidilsserina 
está voltada para o meio 
interno (citosol). Quando uma 
célula entra em apoptose, 
existe um mecanismo que 
identifica que ela está em 
apoptose para que possa ser 
fagocitada. Com o movimento 
de flip-flop, a fosfotidilserina 
passa a se direcionar para a 
parte externa, atraindo a 
anexina 5. Ou seja, a 
fosfotidilserina sinaliza a 
célula que está em apoptose 
para que essa possa ser 
fagocitada pelos macrófagos. A 
anexina 5 é usada como um 
marcador de onde a 
fosfotidilserina está, 
mostrando que célula está em 
apoptose. 
• CONTROLE DE INFECÇÃO: na 
membrana da célula existem 
mediadores proteicos 
(fosfolipase) que quebram os 
fosfolipídeos, formando sinais 
químicos que proporcionam a 
ativação celular. Um desses 
formados é o FOSFOTIDIL 
(hidrofóbico), que fica ancorado 
na membrana plasmática, e o 
IP3 (hidrofílico), que abre o 
canal de cálcio do retículo. O 
cálcio sai e vai em direção ao 
citosol, procurando a proteína 
quinase C, que estará na 
membrana. Essa proteína é 
ativada pela liberação do cálcio. 
Tanto o diacil glicerol como o 
cálcio se ligam a quinase C e 
provocam a ativação celular, 
controlando a infecção. O diacil 
glicerol (DAG) vem da quebra do 
fosfotidil dasitol. 
• Quando moléculas anfifílicas 
são expostas a um ambiente 
aquoso, funcionam como 
hidrofílicas. Elas podem formar 
micelas com caudas para dentro 
ou formas bicamadas, com a 
cauda para o interior entre as 
cabeças. 
• Autosselamento: quando há 
uma brecha na bicamada, isso é 
desfavorável aos fosfolipídeos, 
que tendem a se rearranjar 
espontaneamente para eliminar 
a borda livre. Fendas maiores 
são seladas pela fusão de 
vesículas; 
• Energeticamente favorável: 
compartimento selado formado 
pela bicamada. 
Energeticamente desfavorável: 
bicamada fosfolipídica exposta à 
água devido à brechas. 
 
CARBOIDRATOS DE MEMBRANA 
• GLICOCÁLIX: voltados a camada 
externa, podem estar ancorados 
nos fosfolipídeos ou nas 
proteínas. 
• Participação no 
reconhecimento celular e na 
adesão. 
• Relaciona-se com a rejeição dos 
tipos sanguíneos pelo sistema 
imunológico. 
• Nem todas as células animais 
possuem. 
• Atua fazendo com que a célula 
seja ancorada na membrana 
basal dos tecidos que ela faz 
parte, como o epitelial. As 
proteínas integrinas corroboram 
para o mecanismo de adesão. 
• A perda do glicocálix caracteriza 
uma célula tumoral metastática 
para invadir outros tecidos, pois 
perdeu a capacidade de 
reconhecimento. 
AS GOTAS LIPÍDICAS 
• A maioria das células 
armazenam um excesso de 
lipídeos como gotas lipídicas, de 
onde pode sr obtida matéria 
prima para a formação de 
membranas ou fonte de 
alimento. 
• Os adipócitos são especializados 
noarmazenamento desses. 
• Os ácidos graxos podem ser 
liberados, quando necessário, 
das gotas lipídicas e exportados 
para as células que necessitam 
pela corrente sanguínea. 
• São formadas quando há u 
excesso de ácido graxo no 
sangue. Formam-se no RE, onde 
há enzimas para o metabolismo 
de lipídeos. 
ASSIMETRIA DA BICAMADA 
• As monocamadas da bicamada 
apresentam composição 
surrealmente distintas. 
• É importante na conversão de 
sinais extracelulares em sinais 
intracelulares. 
FOSFOLIPÍDEO INOSITOL 
• É uma classe secundária de 
fosfolipídeos que, no folheto 
citossólico da bicamada lipídica 
da membrana plasmática, 
desempenham uma importante 
função na sinalização 
intracelular: em resposta a 
sinais extracelulares, cinases 
lipídicas específicas fosforilam 
os grupamentos de cabeças 
desses lipídeos para formar 
sítios de ancoragem para 
proteínas sinalizadoras 
citossólicas, enquanto 
fosfolipases específicas clivam 
determinados fosfolipídeos 
inositol para gerar pequenas 
moléculas de sinalização 
intracelular. 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
• Conferem individualidade e 
especificidade às membranas. 
Podem ser transportadoras, de 
ancoragem, receptoras 
(captação de sinais) e 
enzimáticas (catálise de 
reações). 
• INTEGRAIS/INTRÍNSECAS: 
são permanentes e estão em 
toda a membrana. Podem ser 
de passagem única (unipasso –
receptoras) ou de passagem 
diversa (multipasso – poros). 
São anfipáticas; a proteína 
atravessa a região hidrofóbica 
(causa dos fosfolipídios) 
devido aos aminoácidos de 
cadeia hidrofóbicas. Os laços 
peptídicos hidrofílicos se 
voltam ao centro formando 
ligações de hidrogênio com a 
hélice. 
• PERIFÉRICAS: são temporárias 
e ligadas à apenas uma 
camada. Ligadas a proteínas 
integrais ou à própria 
bicamada lipídica. 
Desagregação para a obtenção 
de componentes: uso de 
detergentes, mudança iônica 
do meio e uso de enzimas 
específicas. 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
CAMADA APICAL 
• Microvilosidades: estruturas 
digitiformes que aumentam a 
supercifie de contato. Comum nas 
células epiteliais da porção jejuno-
íleo do intestino delgado, dotado 
de tecido epitelial prismático 
simples. 
• Estereocílios: no ouvido interno, 
vibram abrindo receptores 
específicos que permitem a 
passagem das ondas sonoras. 
• Cílios: permitem a locomoção de 
bactérias, protozoários, impurezas 
e secreções. Presentes no tecido 
epitelial simples prismático das 
tubas uterinas. 
• Flagelos: locomoção dos 
espermatozoides. 
PORÇÃO BASOLATERAL 
 
• A camada de tecido epitelial é 
pobre em matriz, caracterizada por 
junções célula-célula e é a célula 
que sofre o estresse mecânico a 
partir do citoesqueleto ancorado 
em sua membrana. 
• A camada de tecido conectivo é 
rica em matriz, caracterizada por 
junções célula-matriz e a matriz 
absorve todo o estresse mecânico. 
• A junção entre o epitélio e o tecido 
conectivo é célula-matriz. A junção 
entre o citoesqueleto da célula 
epitelial e a lamina basal é célula 
matriz. 
• Existem quatro tipos de junções de 
ancoragem, com função de ligar 
células umas as outras ou aos 
tecidos aos quais fazem parte. 
• Junções Célula-célula: junção 
aderente e o desmossomo. São 
caracterizadas pela presenta de 
proteínas do tipo CADERINAS. 
o ADERENTE: liga os 
citoesqueletos de células 
adjacentes a partir de 
filamentos de actina. 
o DESMOSSOMOS: ligam os 
citoesqueletos de células 
adjacentes a partir de 
filamentos intermediários. 
Caracterizado por 
proteínas desmocolinas e 
desmobolinas. 
• Junções célula-matriz: célula 
matriz actina e hemidesmossomo. 
São caracterizados pela presença 
de proteínas do tipo integrinas. 
o CÉLULA MATRIZ ACTINA: 
liga a célula à matriz por 
meio de filamentos de 
actina. 
o HEMIDESMOSSOMO: liga 
a célula à matriz por meio 
de filamentos 
intermediários. 
• Junções oclusivas: evita a perda de 
nutrientes a partir de uma 
vedação. 
• Junções comunicantes: permite a 
comunicação entre células 
adjacentes, possibilitando a troca 
de nutrientes entre elas. 
ÚLTIMAS CONSIDERAÇÕES 
• Células x Meio (proteção, 
manutenção do equlíbrio iônico 
através dos tranportes de íons e 
água, reconhecimento celular e 
molecular em destaque para o 
sistema imune, adesão pelo 
glicocálix e as outras especificações 
de membranas, comunicação 
celular). 
• Organelas x Citosol (controle das 
atividades celulares feito por 
algumas organelas, organização 
dos sistemas enzimáticos, 
execução de funções 
especializadas). 
 
 
SISTEMA IMUNOLÓGICO 
(reconhecimento) 
• Mecanismo de diapedese, quando 
uma célula sai do vaso para um 
local de infecção – Neutrófilo, 
célula fagocítica que fica no vaso 
sanguíneo e vai para o tecido 
infeccionado, para isso precisa 
passar entre as células endoteliais 
– precisa ser reconhecido, contém 
açúcares específicos que há 
receptores por onde ele vai passar, 
aumentando a permeabilidade 
celular para o neutrófilo seguir. 
EXEMPLO DE CONTROLE DE INFECÇÃO 
• LEISHMANIOSE – a infecção gera 
um sinal químico através de uma 
molécula sinal do sistema 
imunológico para que as células 
tentem conter parasita →o sinal é 
recebido por um receptor de 
membrana aclopado à proteína G 
→ ativando a fosfolipase C (quebra 
fosfolipídio) → divide o fosfatidil 
em duas partes → uma das partes 
é uma molécula extremamente 
hidrofóbica que continua ancorada 
à bicamada (DAG ou diacilglicerol) 
→ DAG auxilia na ativação da 
proteína kinase C (PKC) que é 
dependente de cálcio → a outra 
entra na célula e se liga a canais de 
cálcio (molécula que não fica livre 
na célula por ser um importante 
ativador celular) na membrana do 
retículo → liberando cálcio para o 
meio gerando ativação celular para 
continuar a cascata de fosforilação 
e tentar conter o parasita através 
da ligação do cálcio com a enzima 
PKC.