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 Membranas Membranas Presentation Transcript

  • Membranas Biológicas Estrutura e Transporte
  • Organelas Membranosas
    • Quando nos referimos às Organelas Membranosas estamos nos referindo a todas as organelas que apresentam Membranas Biológicas em sua constituição.
    • Conforme você já pôde estudar na aula sobre Células Eucariontes, as organelas membranosas são:
    • A Membrana Plasmática
    • As Mitocôndrias
    • A Carioteca
    • O Sistema de Endomembranas
      • Retículo Endoplasmático
      • Complexo de Golgi
      • Lisossomos, Peroxissomos e Endossomos
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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.
  • Modelo do Mosaico Fluido Bicamada de Lipídeos Proteínas
    • Vejamos de que maneira essa estrutura influencia nas funções da Membrana Plasmática ...
  • 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.
  • Delimitação do Volume Celular e Permeabilidade Seletiva
    • As imagens a seguir mostram o seguinte experimento:
    • Se você colocar uma célula (vegetal ou animal) em soluções com diferentes concentrações de NaCl ou sacarose, devido a permeabilidade seletiva, o volume celular será alterado.
  • Esta célula vegetal foi colocada em soluções onde gradativamente (1, 2 e 3) foi aumentada a concentração de sacarose. Em seguida foi colocada em água pura (4). (1) (2) (3) (4) redução do volume do citoplasma
    • A célula abaixo é uma hemácia (glóbulo vermelho do sangue).
    • Observe que ela foi colocada em meios com diferentes concentrações de NaCl.
    • Quando a concentração de NaCl é 0,9% a célula apresenta-se na sua forma
    • característica de disco bicôncavo.
    • Em concentrações maiores que 0,9% a célula murcha.
    • Em concentrações menores que 0,9% a célula incha gradativamente até estourar
    • (hemólise)
  • Composição Química das Membranas
    • Componente lipídico (bicamada de lipídeos)
      • Principalmente Fosfolipídeos
    • Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada)
      • Proteínas Periféricas
      • Proteínas Integrais
    • Componente glicídico (carbohidratos)
      • Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix
  • Composição Química das Membranas
    • Componente lipídico (bicamada de lipídeos)
      • Principalmente Fosfolipídeos (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.
  • Composição Química das Membranas
    • 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 .
  • Lipídios Cabeça: POLAR Cauda: APOLAR
  • 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.
  • Veja então que a disposição dos lipídeos em uma bicamada, apresentada pelo Modelo do Mosaico Fluido, faz sentido ...
    • Modelo do Mosaico Fluido
    Lembre-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. Bicamada de Lipídeos
  • 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.
  • 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 ???
  • Composição Química das Membranas
    • 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
  • 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)
  • Nesse exemplo de FAGOCITOSE uma ameba emite prolongamentos de membrana (pseudópodos ou evaginações) para capturar um microorganismo Microorganismo sendo fagocitado por uma ameba
  • 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.
  • 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.
  • 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
  • Resumindo os Transportes em Quantidade
    • Endocitose
      • Fagocitose
      • Pinocitose
    • Exocitose
      • Excreção
      • Secreção
  • Transportes Através da Membrana
    • Nos transportes através da membrana os solutos entram ou saem da célula atravessando a bicamada de lipideos, 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).
  • 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 ??
  • 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.
  • 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.
  • Composição Química das Membranas
    • 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 carbohidrato.
    • As glicoproteínas e glicolipídeos estão distribuídos nas membranas conforme pode ser observado na imagem a seguir.
  • Glicídeos
  • Glicídeos Observe que a parte carbohidrato dessas moléculas fica sempre Voltada para o meio extracelular, constituindo uma verdadeira camada de carbohidratos denominada GLICOCÁLICE. } glicocálice
  • Glicocálice em microvilosidades de células De 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
  • Diferença entre diálise e osmose
    • A diferença é que na diálise tanto o solvente quanto o soluto são capazes de atravessar as membranas semipermeáveis. Na osmose apenas o solvente atravessa a membrana, o soluto fica retido.
  • Bons estudos !!! Professora, Ana Maria.