Membranas Biológicas e Sistemas de Transporte

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Celine Monteiro 
 
 
 
Membranas Biológicas e Sistemas de Transporte 
Estrutura e Organização 
A primeira célula provavelmente surgiu quando 
uma membrana envolveu um pequeno volume 
de solução aquosa e a separou do resto do 
universo. 
Funções 
 Definem os limites externos. 
 Controlam o tráfego molecular ➝ 
transportadores ➝ movem compostos 
orgânicos e inorgânicos tanto para dentro 
quanto para fora da célula. 
 Captam sinais extracelulares (por meio 
dos receptores) 
 Realizam a síntese de lipídios e proteínas. 
 Realizam a união de células por meio de 
moléculas de adesão. 
 Participam de processos energéticos ➝ 
membranas de mitocôndrias e 
cloroplastos tem papel crucial nos 
processos de metabolismo. 
Composição e arquitetura das 
membranas 
Composição Geral das membranas 
 Proteínas e lipídeos (quase toda massa) 
 Carboidratos (glicolipídeos e 
glicoproteínas ➝ associação entre lipídios 
e proteínas) 
 Diferentes membranas têm 
composições diferentes de biomoléculas. 
 A proporção relativa de proteína lipídeo 
varia de acordo com o tipo de membrana 
➝ refletir a diversidade de membranas 
biológicas 
Membrana Plasmática ➝ Enriquecidas 
com colesterol e não contém cardiolipinas 
detectáveis. 
Membranas mitocondriais contém muito 
pouco colesterol e esfingolipídios, mas 
contém fosfatidilglicerol e cardiolipina, que 
são sintetizados dentro da mitocôndria. 
 Os lipídeos da membrana estão 
distribuídos de maneira assimétrica, mas 
não de forma absoluta, como ocorre nas 
proteínas. 
Nos eritrócitos, lipídeos contendo colina 
geralmente são mais encontrados na 
membrana externa e a fosfaltidiserina é 
mais encontrada na interna 
O fosfatidilcolina é o mais encontrado no 
lúmen da monocamada da membrana de 
Golgi. 
Os esfingolipídios e colesterol compõem 
a maioria dos lipídeos da monocamada 
externa da membrana plasmática. 
 Mudanças na distribuição dos lipídeos 
entre as lâminas tem consequências 
biológicas. 
Fluxo dos Componentes da 
Membrana 
 Retículo Endoplasmático, atravessa o 
aparelho de Golgi e vai em direção à 
membrana plasmática, por meio de 
vesículas transportadoras e é 
acompanhado por mudanças na 
composição lipídica e disposição ao longo 
da membrana. 
bioquímica
Celine Monteiro 
Propriedades fundamentais das 
membranas 
 Impermeáveis a compostos 
polares/carregados 
 Permeáveis a compostos apolares. 
 Apresentam aparência trilaminar quando 
vistas e, secção transversal em 
microscópio eletrônico. (apolar, polar, 
apolar ) 
 Espessura de -5 a 8nm (50 a 80A )|||||\ 
Modelo Mosaico Fluido 
 A maioria das interações entre seus 
componentes não é covalente , deixando 
moléculas proteicas e lipídicas livres para 
se movimentarem lateralmente no plano 
da membrana – Fluído 
 Vários elementos compondo uma 
mesma estrutura – Mosaico 
Elementos Estruturais 
Bicamada Lipídica 
Tipo de agregado lipídico na qual duas camadas 
monolipídicas formam uma lâmina bidimensional. 
 Outro tipo de agregado lipídico é a micela, 
uma estrutura esférica em que as regiões 
hidrofóbicas estão agregadas na parte 
interna e as hidrofílicas na superfície em 
contato com a água. 
Estabilidade da Membrana em 
Meio Aquoso 
Os grupos polares hidrofílicos interagem com a 
água em cada superfície da bicamada. Devido as 
bordas apolares estarem em contato com a 
água, a lâmina da bicamada é relativamente 
instável e se dobra espontaneamente a fim de 
formar uma vesícula - esfera oca -. A superfície 
das vesículas elimina a exposição de regiões 
hidrofóbicas, permitindo às bicamadas 
alcançarem o máximo de estabilidade em meio 
aquoso. 
Proteínas que fazem parte da 
membrana 
Proteínas Integrais de Membrana ➝ 
Firmemente associadas à bicamada lipídica 
(ligadas covalentemente a um lipídio da 
membrana), sendo removíveis apenas por 
agentes que interferem com reações 
hidrofóbicas, como detergentes, solventes 
orgânicos ou agentes desnaturantes. Assim, são 
formadas micelas ao redor das moléculas 
proteicas individuais. ➝ completamente imersas 
a membrana 
 É possível observar que aminoácidos 
hidrofóbicos são majoritários na região 
que atravessa a membrana e hidrofílicos 
serão encontrados na parte externa. 
 Elas são mantidas na membrana por meio 
de interações hidrofóbicas com lipídeos. 
Proteínas Periféricas de Membrana ➝ Associam-
se à membrana por interações eletrostáticas e 
ligações de hidrogênio com domínios hidrofílicos 
de proteínas integrais e com grupos polares nos 
lipídeos de membrana. Esse tipo de proteína é 
liberado com mudanças de PH ou força iônica, 
por remoção de cálcio por agentes quelantes, 
ou pela adição de ureia ou carbonato. ➝ Menos 
imersas 
Proteínas Anfitrópicas ➝ Podem estar tanto 
associada a membranas quanto no citosol, isso 
depende de processos biológicos de regulação. 
Tipos de Proteínas presentes na Membrana 
Glicoforina ➝ eritrócito ➝ muito conveniente 
para estudar estas proteínas ➝ não tem outras 
Celine Monteiro 
membranas/organelas ➝ mais simples de 
estudar - proteína Integral ➝ transmembrana 
Dinâmica das Membranas 
Movimento lateral ➝ quebra de ligações fracas 
e deslocamento lateral ➝ muito rápida ➝ sem 
necessidade de catalisação. 
Movimento flip flop ➝ Transição de uma camada 
a outra ➝ cabeça polar passa por parte 
hidrofóbica ➝ catalise ➝ enzima Filipase 
 Importância fosfatidil serina no exterior – 
apoptose 
Curvatura e fusão de membrana 
 Ex: Proteína Caveolina induz a formação 
de cavéolas ➝ invaginações ➝ 
curvaturas 
 A importância desse processo está 
relacionada com diversos processos 
biológicos como: Brotamento de vesículas 
de golgi, endocitose, exocitose, infecção 
viral, fusão óvulo espermatozoide, 
separação de membranas na divisão 
celular 
Transporte 
 Difusão simples ➝ compostos apolares, a favor 
do gradiente de concentração. 
Difusão facilitada ➝ a favor do gradiente 
eletroquímico ➝ utilização de proteínas de 
membrana (permeases) ➝ aceleram o processo 
por diminuição da energia de ativação. 
Ex: 
Transportador de glicose (GLUT1) ➝ glicose 
penetra 50 mil vezes mais rápido que difusão 
transmembrana não catalisada ➝ eritrócitos ➝ 
suprimento constante 
Trocador cloreto bicarbonato ➝ essencial para 
o transporte de CO2 de tecidos .para os pulmões 
➝ O CO2 liberado no plasma sanguíneo entra 
no eritrócito, é convertido em bicarbonato pela 
enzima anidrase carbônica, nos pulmões o 
bicarbonato é reconvertido em CO2, quando 
então é liberado no espaço pulmonar e exalado. 
Essa via indireta aumenta a capacidade do 
sangue de carregar CO2 até os pulmões, uma 
vez que o bicarbonato é mais solúvel. 
KT (Constante de transporte) ➝ quanto menor 
o KT, maior a afinidade desse transportador pela 
glicose 
Sistemas Gerais de transporte 
Uniporte ➝ transporte de um soluto 
Cotransporte 
 Simporte ➝ transporte de dois solutos na 
mesma direção. 
 Antiporte ➝ transporte de dois dolutos 
em direção contrária 
Transporte Ativo Primário ➝ contra o gradiente 
eletroquímico ATP 
Transporte ativo secundário ➝ contra o 
gradiente eletroquímico, impulsionado pelo 
movimento iônico, a favor do seu gradiente. 
Consumo de ATP e contra o gradiente de 
concentração/eletroquímico 
Mais comuns ➝ Na+ K+ ATPase ➝ responsável 
pelo potencial de membrana (de repouso) 
➝contrário disso ➝ transmissão do pulso 
nervoso. 
Transportadores multifármacos (MDR1) ou 
glicoproteína P (superexpressa em tumores) ➝ 
resistente de tumores 
Celine Monteiro 
 Qual a razão de expressar a proteína? 
Proteção ! ➝ placenta, BHE 
Transporte de água ➝ Aquoporinas ➝ 
selecionar o canal para passagem de água 
Todas as membranas plasmáticas 
Secreção de água, saliva, lágrimas em glândulas 
exócrinas