Membranas Biologicas Part II

Prévia do material em texto

Estrutura e funções das Membranas biológicas
II
Objectivos educacionais
Listar as propriedades das membranas
Explicar cada uma das propriedades das membranas
Mencionar a importância do transporte transmembrana para a célula
Classificar o transporte através de membrana de acordo com a necessidade de energia e de transportador.
Listar os diferentes tipos de transporte transmembrana
Mencionar as características de cada tipo de transporte
Propriedades
Permeabilidade selectiva
Barreira activa
Assimetria
Auto-compactação
Dinamismo e flexibilidade
Fluidez
3
1. Permeabilidade selectiva
As membranas biológicas são semi-permeáveis.
A barreira formada pelos lípidos e a especificidade dos transportadores definem o tipo e a quantidade de moléculas que atravessam a membrana.
Propriedades
2. Barreira activa
A membrana não é somente uma barreira física. 
Nela ocorrem vários processos celulares como: catálise, transporte, transdução de sinal, etc.
Estes processos são maioritariamente exercidos pelas proteínas
Cadeia transportadora de electrões e fosforilação 
oxidativa na membrana mitocondrial interna
Propriedades
3. Assimetria
As superfície das membranas não são iguais no que respeita a distribuição e localização dos diferentes componentes e consequentemente as funções que ela exerce.
A membrana plasmática na superfície interna exibe carga negativa e na externa carga positiva.
Propriedades
4. Auto-compactação
As membranas apesar de serem estáveis, não são estáticas.
Nas células eucariotas o sistema de endomembranas reorganiza-se constantemente
Transporte intracelular (lípidos, glícidos, componentes de membranas. Etc)
Propriedades
 São capazes de se fundir sem romper a integridade das mesmas.
 Fertilização,
 Exocitose,
 Endocitose,
 Internalização de virus,
 Citocinese, etc
Propriedades
O processo de fusão é mediado por proteínas integrais de membrana denominadas de proteínas de fusão.
Propriedades
Propriedades
5. Dinamismo e flexibilidade
As membranas são estáveis mas bastante flexíveis e dinâmicas
Sofrem alterações na forma e tamanho, permitindo o crescimento, a locomoção e outras actividades sem perderem a integridade.
		Ex.: a membrana do macrófago (célula fagocítica) é renovada completamente em cada 30 minutos
Propriedades
6. Fluidez
É a propriedade mais importante da membrana e controla todas as anteriormente citadas.
A maior parte dos componentes de membrana realizam movimentos que a conferem um aspecto fluído, sendo a bicamada lipídica um fluído bidimensional.
A fluidez da membrana depende da temperatura e do tipo de lípidos presentes.
Propriedades
Temperatura baixa:		Temperatura alta:
estado de gel 			estado líquido (sol.)
Temperatura de transição (Tm) para maioria de membranas biológicas é entre 10 – 40ºC.
Propriedades
Caudas curtas ou com ligações duplas diminuem a temperatura de transição (Tm).
O colesterol controla a fluidez:
A temperatura abaixo da Tm dificulta a compactação das caudas dos fosfolípidos devido ao seu pequeno tamanho 
A temperatura acima da Tm os aneis rígidos interferem na mobilidade das caudas hidrofóbicas dos fosfolípidos
Quanto maior a concentração de colesterol maior a Tm
Propriedades
Movimentos dos lípidos
Flexão e rotação das caudas acil 
Difusão lateral
Difusão transmembrana (transversa) ou flip-flop.
Propriedades
Movimento de proteínas
As proteínas de membrana 
também realizam movimentos 
laterais e de rotação.
Propriedades
Algumas movem-se associadas (receptor de acetilcolina) e outras isoladas.
Algumas proteínas não se movimentam por estarem ancoradas a estruturas internas da célula.
QUE FACTORES AFECTAM A INTEGRIDADE DAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS? TPC
Procurar informação sobre mecanismo de acção:
Físicos 
Trauma
Temperatura
Químicos
Concentração salina
pH
Exposição ao álcool
Transporte através das membranas
Todas células vivas necessitam de adquirir do seu meio ambiente matéria para biossíntese e produção de energia, e libertar para o meio os bioprodutos do metabolismo. 
Esta actividade é levada a cabo pelas membranas (plasmática e internas).
Transporte através das membranas
A bicamada lipídica serve de barreira a passagem de várias moléculas hidrofílicas.
Barreira crucialmente importante para manutenção da constância do meio interno
Membranas transportam iões inorgânicos, pequenas moléculas hidrofílicas e macromoléculas
Diferentes mecanismos são usados
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
O transporte através das membranas pode ser classificado de duas formas:
Com base na necessidade ou não de energia:
Transporte passivo
Transporte activo
Com base na necessidade ou não de proteínas:
Transporte não mediado
Transporte mediado
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte passivo ou difusão
É feito a favor do gradiente de concentração. Não requer energia
Pode ser:
Simples – não necessita de transportador
Facilitado – necessita de transportador
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Difusão simples
Ocorre através da bicamada lipídica
Depende do gradiente de concentração, da solubilidade nos lípidos e do tamanho das moléculas
Água é excepção (osmose) Porquê?
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Difusão facilitada
Necessita de proteínas: transportadoras ou canais iónicos
Velocidade é maior no canais que nos transportadores
Exibe especificidade – natureza da molécula, carga, tamanho
É saturável
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte activo
As substâncias são normalmente transportadas contra o seu gradiente de concentração
Ocorre com gasto de energia 
Utiliza proteínas da membrana como transportadores. 
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte activo
Pode ser:
Primário – utiliza energia do ATP
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte Activo
Secundário – utiliza energia do gradiente electroquímico gerado pelo transporte primário
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte não mediado
Não necessita de proteínas
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte mediado
Necessita de proteínas
É específico para as substâncias transportadas
É saturável
Passível de ser inibido (competitivamente ou não)
Pode ser:
Uniporte – transporte de uma só molécula
Contransporte – transporte de duas moléculas
Simporte – transporte no mesmo sentido
Antiporte – transporte em sentidos opostos
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Transporte mediado
Transporte de iões inorgânicos e pequenas moléculas 
Uma molécula pode utilizar diferentes tipos de transporte para atravessar a membrana
Transporte de macromoléculas
As macromoléculas não utilizam os tipos de transporte acima descritos
Elas são transportadas por mecanismos que envolvem o rompimento e a fusão das membranas
Estes mecanismos consomem muita energia na forma de ATP
Endocitose: internalizaçcão de substâncias
Pinocitose – líquidos ou macromoléculas (LDL, polissacáridos, etc.)
Absortiva (endocitose mediada por receptor)
Fase-fluida
Fagocitose – sólidos (grandes partículas – bacterias, tecido morto,etc.)
Exocitose: Exteriorização de substâncias (proteínas, lípidos, etc.)
Transporte de macromoléculas
Transporte de macromoléculas
Pinocitose
Transporte de macromoléculas
Fagocitose
Transporte de macromoléculas
Exocitose
Endocitose (pinocitose e exocytose)
Transporte de macromoléculas
Bibliografia
A. Lehninger - LEHNINGER: Principles of Biochemistry. 4ª Edição – FREEMAN. 2005
R. K. Murray; D.K.Granner; P.A.Mayes; V. W. Rodwell - Harper’s Biochemistry - 28ª Edição – APPLETON & LANGE. 2008
T.M. Devlin – Manual de Bioquímica com correlações clínicas. 4ªEdição – Editora Edgard Blucher. 2002