membranas citoplasmáticas profª monara

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Membranas BiológicasEstrutura e Transporte

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ESTRUTURA E TRANSPORTE

Membranas Biológicas

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Organelas Membranosas

Quando nos referimos às Organelas Membranosas estamos nos referindo a todas as organelas que apresentam Membranas Biológicas em sua constituição.

Conforme já estudamos na aula sobre Células Eucariontes, as organelas membranosas são:

A Membrana Plasmática As Mitocôndrias A Carioteca O Sistema de Endomembranas:

1. Retículo Endoplasmático2. Complexo de Golgi3. Lisossomos, Peroxissomos

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Membranas Biológicas

Nesta aula abordaremos a estrutura da Membrana Plasmática, que é a mesma para todas as organelas membranosas.

Em seguida discutiremos as implicações desta estrutura para as funções desta organela, com ênfase para os transportes através da membrana.

As Organelas Membranosas podem ser observadas na imagem a seguir.


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Carioteca


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Modelo do Mosaico Fluido

O Modelo do Mosaico fluido diz que as membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios, na qual estão inseridas diversas proteínas.

Por isso dizemos que a membrana é LIPOPROTÉICA:

LIPO : diz respeito aos lipídeos presentes nas membranas

PROTÉICA : diz respeito às proteínas presentes nas membranas

A imagem a seguir mostra um esquema deste modelo....



Vejamos de que maneira essa estrutura influencia nas funções da Membrana

Plasmática ...Profª Monara Bittencourt de Amorim

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Delimitação do Volume Celular e Permeabilidade Seletiva

A Membrana Plasmática é a organela que delimita o limite externo das células eucariontes animais.

Além disso é ela quem determina quais substâncias irão entrar ou sair das células, e em quais quantidade e velocidades isso vai acontecer.

A essa função de seleção denominamos PERMEABILIDADE SELETIVA.

Os mecanismos que determinam a permeabilidade seletiva são denominados mecanismos de transporte através da membrana.


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Composição Química das Membranas

Componente lipídico (bicamada de lipídeos)

Principalmente Fosfolipídios

Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada)

Proteínas Periféricas

Proteínas Integrais

Componente glicídico (carbohidratos)Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix


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Componente lipídico (Bicamada de lipídeos)Principalmente Fosfolipídios (que são lipídeos ligados ao fosfato)

Os lipídeos são moléculas que apresentam uma região denominada

cabeça e outra região denominada cauda.

A cabeça do lipídeo é polar.

A cauda do lipídeo é apolar.

Estruturas polares têm afinidade por estruturas também polares.

Estruturas apolares têm afinidade por estruturas também apolares.

Lipídios

Cabeça: POLAR

Cauda: APOLAR


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A água é um solvente universal, sendo a substância encontrada em maior

abundância nos seres vivos. Há água dentro e fora das células.

Acontece que a água é polar, e você já sabe que estruturas polares têm

afinidade por estruturas também polares.

Isso implica que toda substância polar terá afinidade pela água. Por este

motivo estas substâncias são denominadas hidrofílicas.

Já as substâncias apolares tendem a não gostar da água, sendo por este

motivo denominadas hidrofóbicas.

Disposição dos lipídeos em meio aquoso

Já que a molécula de lipídeo tem uma porção polar e outra apolar,

imagine o dilema de uma molécula de lipídeo colocada em água...

A cabeça da molécula vai querer ficar em contato com a água...

... enquanto a cauda vai querer se esconder da água.

Observe na imagem a seguir como os lipídeos podem se agrupar

quando são colocados em meio aquoso.

Disposição dos lipídeos em meio aquoso

UMA MICELA E UMA PORÇÃO DE BICAMADA DE LIPÍDEOS

UM LIPOSSOMO

Veja então que a disposição dos

lipídeos em uma bicamada,

apresentada pelo Modelo do

Mosaico Fluido, faz sentido ...


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Bicamada de LipídeosBicamada de LipídeosLembre-se que há água dentro e fora da

célula.Observe as caudas dos lipídeos se

escondendo da água, dentro da bicamada, e as cabeças, em contato com a água,

voltadas para os meios intra e extra celular.


Uma simplificação útil ...

Vamos considerar que as bicamadas de lipídeos são praticamente

apolares,

já que a maior parte dessas bicamadas é constituída pelas caudas

apolares dos lipídeos.

E lembre-se: quem é apolar tem afinidade por quem também é

apolar.Profª Monara Bittencourt de Amorim


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Agora pare um pouco para pensar ...

A glicose precisa entrar nas células, para que elas obtenham a energia

necessária para seu funcionamento.

Já que a glicose se mistura facilmente com a água, deve ser hidrofílica, e

portanto, polar.

Se a glicose é polar e a bicamada de lipídeos praticamente apolar, então

para a glicose entrar na célula ela não poderá atravessar através da

bicamada (lembre-se de que quem é polar só tem afinidade por quem

também é polar ).

Por onde será que a glicose irá passar para entrar nas células ???


Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada)

Proteínas Periféricas ou Extrínsecas:

Interagem de forma fraca com a bicamada de lipídeos,

podendo ser facilmente extraídas das membranas

Proteínas Integrais, Intrínsecas, ou Transmembrana:

Interagem de forma bastante forte com a membrana, sendo

de difícil extração

Podem atravessar a bicamada mais de uma vez, chegando a

formar canais de passagem através dela

Proteínas na Membrana

Funções das Proteínas na Membrana

Nas membranas as proteínas podem realizar diversas

funções, como:

• transportadores de substâncias que não conseguiriam atravessar a

bicamada• estruturas de ligação entre a célula e o meio extracelular (matriz), ou ainda

entre a célula e estruturas do citoplasma (citoesqueleto)• receptores de substâncias do meio extracelular, desencadeando uma

resposta intracelular (sinalização intracelular)• enzimas para diferentes reações químicas• antígenos que identificam que uma célula pertence a determinado

organismo

Vamos agora nos aprofundar um

pouco no estudo dos mecanismos de

transporte de substâncias (solutos)

através das membranas ...


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Transporte de Solutos Através da Célula

Existem dois tipos de transporte de solutos através da célula:

Transportes através da Membrana (nos quais os solutos atravessam a membrana através da bicamada ou de um transportador protéico)

Transporte em Quantidade, ou em Massa (nos quais a membrana da célula se deforma para a passagem de partículas que não conseguiriam atravessar a membrana)

Transporte em Quantidade

Nos transportes em quantidade as partículas não conseguem atravessar a

membrana por uma questão de tamanho.

A membrana se deforma para a entrada dessas substâncias que devem

necessariamente ser digeridas no meio intracelular.

Nesses casos falamos em: Endocitose

Existem dois tipos de endocitose:

Fagocitose Pinocitose


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Microrganismo sendo fagocitadopor uma ameba

Nesse exemplo de FAGOCITOSE uma ameba emite prolongamentos de membrana (pseudópodos ou evaginações) para capturar um microrganismo.


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Nesse exemplo de PINOCITOSE a membrana de uma célula se dobra para dentro (invaginação) para que uma partícula seja levada para o interior do citoplasma.


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Endocitose

Fagocitose:

a célula emite evaginações, ou prolongamentos

(pseudópodos), que capturam a partícula.

Pinocitose:

a célula invagina (dobra para dentro) sua membrana

em uma região específica, para captura da partícula.


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Transporte em Quantidade

A célula pode ainda mandar para o meio extracelular resíduos da

digestão de partículas ou do seu metabolismo (EXCREÇÃO), ou ainda,

substâncias produzidas no meio intracelular e que serão de utilidade para

outras células (SECREÇÃO).

Em ambos os casos falamos de um outro tipo de transporte em

quantidade, que se diferencia das ENDOCITOSES devido a direção do

processo (do meio intra para o extracelular), denominado:

Exocitose Profª Monara Bittencourt de AmorimBioquímica-Citologista Oncó[email protected]

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Resumindo os Transportes em Quantidade

Endocitose: Fagocitose Pinocitose

Exocitose: Excreção Secreção


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Transportes Através da Membrana

Nos transportes através da membrana os solutos entram ou saem da célula atravessando a bicamada de lipídeos, ou através de um transportador protéico.

Nesse caso, temos:

Transportes através da bicamada

Transportes mediados por transportadores protéicos

Nessa discussão não será discutido o transporte de água através da célula, denominado OSMOSE (que será tema de nossa aula prática).


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Uma pausa para relembrar ...

Quando uma substância é transportada através da membrana, ela pode sair ou entrar na célula.Acontece que isso pode se dar as custas de energia, ou não.

Quando um transporte precisa de energia para que possa acontecer é denominado TRANSPORTE ATIVO.

Quando um transporte não precisa de energia para que possa acontecer é denominado TRANSPORTE PASSIVO.

A questão é: o que leva alguns transportes a precisarem de energia e outros não ??


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Uma pausa para relembrar ...

• Isso vai depender da diferença (gradiente) de concentração entre os meios através dos quais acontece o transporte.

• Quando o transporte se dá do meio mais concentrado para o menos concentrado, dizemos que ele ocorre à favor de um gradiente de concentrações.

• Esse tipo de transporte não gasta energia. • É portanto TRANSPORTE PASSIVO.

• Quando o transporte se dá do meio menos concentrado para o mais concentrado, dizemos que ele ocorre contra um gradiente de concentrações. Esse tipo de transporte gasta energia.

• É portanto TRANSPORTE ATIVO.Profª Monara Bittencourt de Amorim


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Uma analogia útil ...

Quando o transporte se dá do meio mais concentrado para o menos concentrado, dizemos que o soluto desce a ladeira .... Portanto não gasta energia e é passivo.

Quando o transporte se dá do meio menos concentrado para o mais concentrado, dizemos que o soluto sobe a ladeira .... Portanto gasta energia e é ativo.

Características dos transportes através da bicamada

Para que uma substância possa atravessar a bicamada de lipídeos deve necessariamente ser apolar (você lembra por quê ?).

Nesse caso a substância será transportada à favor do gradiente o que implica dizer que será do meio de maior concentração para o de menor concentração.

Os transportes através da bicamada são portanto transportes passivos!!!!!

O único tipo de transporte através da bicamada é a DIFUSÃO SIMPLES.


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Características dos transportes mediados por transportador

Obs.: o transporte de íons utiliza canais iônicos que são proteínas de membrana,

mas que não apresentam necessariamente as 3 características acima.

A dinâmica do transporte através de canais iônicos é igual a da difusão simples.

Substâncias polares não conseguem atravessar a bicamada (você lembra por quê ?).

Devem portanto utilizar um transportador protéico para sair ou entrar na célula.A interação do soluto que está sendo transportado com o transportador faz com que os transportes mediados por transportadores apresentem as seguintes características:

Saturação

Estéreo Especificidade

Competição

Tipos de transportes mediados por transportador

Existem três tipos de transportes mediados por transportadores:

• Difusão facilitada

• Transporte Ativo:

Primário

Secundário

O quadro a seguir resume as principais características dos transportes

através da membrana...

Transportes de Soluto Através da Membrana

A osmose não foi considerada por se tratar de transporte de solvente.

Pense um pouco sobre tudo o que foi dito até agora sobre transporte e a estrutura

das membranas.

Vamos concluir nossos estudos falando sobre os glicídios das membranas ...


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Componente glicídico (carboidratos)

Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas,

constituindo o glicocálix

Nas membranas existem glicoproteínas e glicolipídeos.

Estes são formados respectivamente por proteínas e lipídeos ligados a uma

molécula de carbohidratos.

As glicoproteínas e glicolipídeos estão distribuídos nas membranas

conforme pode ser observado na imagem a seguir.

Glicídios

Glicídios

} glicocálice

Observe que a parte carbohidrato dessas molécula fica sempre

Voltada para o meio extracelular, constituindo uma verdadeira camada de

carbohidratos denominada GLICOCÁLICE.


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Glicocálice em microvilosidades de célulasDe intestino de rato

Importância do Glicocálice

Proteção química e mecânica das superfícies celulares

Reconhecimento e adesão celular

Topo Inibição

Especificidade celular

Função enzimática

Especificidade dos grupos sanguíneos do sistema ABO

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Obrigada....

membranas citoplasmáticas profª monara

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