Membrana e transporte

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Membrana e transporte

  1. 1. Todas as células devem sealimentar e se comunicar com o meio extracelular
  2. 2. MEMBRANA PLASMÁTICA
  3. 3. FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Constitui uma barreira permeável seletiva que controla a passagem de íons e pequenas moléculas. Forma o suporte físico para a atividade ordenada das enzimas nela contidas Possibilita o deslocamento de substâncias no citoplasma através da formação de pequenas vesículas. Realiza a endocitose e a exocitose. Possui receptores que interagem especificamente com moléculas do meio externo.
  4. 4. A ESTRUTURA DA MEMBRANA Apesar das suas funções diferenciadas, todas as membranas biológicas têm uma estrutura geral comum: cada uma é um filme muito fino de moléculas lipídicas e protéicas, mantidas unidas principalmente por interações não-covalentes. São estruturas dinâmicas, fluidas, e a maioria das moléculas é capaz de se mover através do plano das membranas. As moléculas lipídicas arranjam-se como uma camada dupla contínua de espessura aproximada de 5nm.
  5. 5. A ESTRUTURA DA MEMBRANA
  6. 6. A ESTRUTURA DA MEMBRANA
  7. 7. ESTRUTURA DA MEMBRANAOs lipídios das membranas são moléculas anfipáticas, a maioria das quais forma espontaneamen te duplas camadas.
  8. 8. ESTRUTURA DA MEMBRANA As moléculas hidrofílicas podem formar interações eletrostáticas favoráveis, ou pontes de hidrogênio, com as moléculas de água. Moléculas hidrofóbicas são incapazes de formar interações energéticas com as moléculas de água.
  9. 9. ESTRUTURA DA MEMBRANA As moléculas de lipídios espontaneamente se agregam direcionando suas caudas hidrofóbicas para o interior e expondo as suas cabeças hidrofílicas para a água. Podem formar micelas esféricas,com as caudas voltadas para dentro, ou podem formar lâminas bimoleculares, ou bicamada, com as caudas hidrofóbicas contidas entre as cabeças hidrofílicas.
  10. 10. ESTRUTURA DA MEMBRANA As moléculas de fosfolipídeos formam espontaneamente duplas camadas em ambientes aquosos. Uma pequena fenda na bicamada cria uma borda livre em contato com a água; esta situação é energeticamente desfavorável, por isso os lipídeos espontaneamente rearranjam-se para eliminar os ângulos livres. Isto é fundamental para a formação de células vivas, é uma conseqüência da natureza anfipática das moléculas de fosfolipídeos.
  11. 11. ESTRUTURA DA MEMBRANA A fluidez de uma bicamada lipídica depende da sua composição Ela não é composta exclusivamente de fosfolipídeos; também contém colesterol e glicolipídeos. As moléculas de colesterol diminuem a permeabilidade da membrana. Eles orientam-se na bicamada com seus grupamentos hidroxila próximos aos grupos das cabeças polares das moléculas de fosfolipídeos. Nesta posição,o anel esteróide torna- se rígido e imobiliza as regiões das cadeias de hidrocarboneto mais próximas aos grupos das cabeças polares.
  12. 12. ESTRUTURA DA MEMBRANA Quatro principais fosfolipídeos predominam na membrana plasmática de várias células de mamíferos: 1. fosfatidilcolina, 2. fosfatidiletanolamina, 3. fosfatidilserina 4. esfingomielina. Somente a fosfatidilserina carrega carga global negativa; as outras três são eletricamente neutras em pH fisiológico, Juntos, esses quatro fosfolipídeos constituem mais da metade da massa de lipídeos na maioria das membranas.
  13. 13. ESTRUTURA DA MEMBRANA Dizer que a bicamada se comporta como uma estrutura fluída significa que seus componentes giram em torno dos seus eixos, se deslocam sobre a superfície e podem atravessar de uma camada para outra através de um movimento denominado flip-flop
  14. 14. ESTRUTURA DA MEMBRANA Os hidratos de carbono das membranas celulares fazem parte dos glicolipídios e das glicoproteínas As glicoproteínas de membrana contém oligossacarídeos ou polissacarídeos. Os glicolipídeos: 1. são encontrados na superfície do folheto não citosólico das membranas plasmáticas 2. estão classificados em cerebrosídeos (monossacarídeo + ceramida) e gangliosídeos (oligossacarídeo com ac. siálico.
  15. 15. ESTRUTURA DA MEMBRANA Funções dos glicolipídeos e glicoproteínas: Proteção da membrana contra as condições adversas freqüentemente ali encontradas Por seus efeitos elétricos pode alterar o campo elétrico através da membrana e das concentrações dos íons, especialmente cálcio, na superfície da membrana Podem participar dos processos de reconhecimento celular, com proteínas ligadoras de carboidratos associados à membrana (glicocálice) ligam-se aos grupos de açúcares, tanto em glicolipídeos como em glicoproteínas, no processo de adesão célula-célula
  16. 16. ESTRUTURA DA MEMBRANA A assimetria da bicamada lipídica é funcionalmente importante A fosfolipase C, por exemplo,cliva um inositol-fosfolipídeo do folheto citosólico da membrana plasmática, gerando dois fragmentos: o diacilglicerol que permanece na membrana e auxilia na ativação da proteína quinase C, e o IP-3( inositol trisfosfato) que é liberado no citosol e estimula a liberação do cálcio do reticulo endoplasmático. A assimetria dos fosfolipídes das suas membranas plasmáticas é útil para distinguir células vivas de mortas. Quando as células animais sofrem uma morte celular programada, ou apoptose, a fosfatidilserina, que normalmente fica confinada no folheto citosólico na bicamada lipídica da membrana plasmática é translocada para o folheto extracelular. A fosfatidilserina serve como um sinal para induzir células adjacentes a fagocitar e digerir a célula morta.
  17. 17. ESTRUTURA DA MEMBRANA
  18. 18. ESTRUTURA DA MEMBRANA Proteínas de membrana As proteínas dão a cada tipo de membrana na célula as propriedades funcionais características. A sua quantidade e os tipos são variáveis. Na membrana mielínica menos de 25% da sua massa proteína. Ao contrário, nas membranas envolvidas na produção de ATP, aproximadamente 75% são proteínas. Uma membrana plasmática típica está entre estes dois valores, com as proteínas contribuindo com aproximadamente 50% da sua massa. Há aproximadamente 50 moléculas lipídicas para cada molécula protéica em uma membrana que tenha 50% da sua massa em proteínas.
  19. 19. ESTRUTURA DA MEMBRANA As proteínas de membrana podem estar associadas à bicamada lipídica de várias maneiras Integrais ou intrínsecas periféricas ou extrínsecas Transmembranas (integrais) Podem atravessar a bicamada lipídica) em uma única vez ou de passagem múltipla
  20. 20. ESTRUTURA DA MEMBRANA Os eritrócitos de mamíferos são modelos para estudo de proteínas de membrana. Espectrina Banda 3 Glicoforina
  21. 21. ESTRUTURA DA MEMBRANA Mosaico Fluído As proteínas se deslocam e giram em torno do próprio eixo. A atividade das proteínas pode variar de acordo com as modificações dos lipídios vizinhos. A mobilidade pode ser retringida devido a ação do citoesqueleto.
  22. 22. ESTRUTURA DA MEMBRANA Adesão celular Glicocálice Interldigitações Complexo Juncional: 1. Zônula de oclusão 2. Zônula de Adesão 3. Desmosoma Junção Comunicante
  23. 23. Junções de Ancoragem JUNÇÃO PROTEÍNA LIGANTE FILAMENTO DO PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA EXTRA- CITOESQUELETO INTRACELULARES DE ADESÃO CELULAR DE ANCORAGEMCélula-CélulaAdherens Junctions Caderina (E- Caderina da Filamentos de α e β-cateninas, caderina) célula vizinha Actina vinculina, α- actinina, placoglobina (γ- catenina)Desmossomos Caderina Caderina da Filamentos desmoplaquina e (desmogleína e célula vizinha Intermediários placoglobina (γ- desmocolina) catenina)Célula-MatrizFocal Adhesion Integrina Proteínas da Filamentos de Talina, vinculina, Matriz Extra- Actina α-actinina, Celular filaminaHemidesmossomos Integrina α6β4, Proteínas da Filamentos plectina, BP230 BP180 Matriz Extra- Intermediários Celular
  24. 24. Captação de sinais Proteína G1. Proteína asociada a receptores2. Modificação conformacional do receptor3. Ativação do complexo G –GDP4. Liberação da sub unidade alfa que atua sobre os efetores
  25. 25. Procariotos vs. Eucariotos Transporte através de membranaTransporte através de membrana Tráfego Intracelular de Vesículas
  26. 26. Transporte através da membrana Passivo Ativo Difusão  Bomba de Na/K Difusão Facilitada  Endocitose: Osmose 1. Pinocitose Co-transporte 2. Fagocitose
  27. 27. Transporte através da membrana
  28. 28. CO-TRANSPORTE Transporte impulsionado por gradientes iônicos – A célula pode usar energia potencial de gradientes de íons, geralmente Na +, ( K+ e H+). Para transportar moléculas e íons através da membrana. Ex. epitélio do intestino delgado transporta glicose contra um gradiente, concomitante com a penetração do Na+ . A concentração de Na+ no citoplasma é muito baixa, esses entram por difusão passiva, a energia do movimento do Na+ é utilizada por essas células para realizar o co- transporte, que movimenta íons e moléculas na mesma direção, chama-se simporte. A liberação do Na+ no citoplasma causa uma modificação na forma da molécula tranportadora, que perde sua afinidade para a glicose, desse modo a glicose captada na luz intestinal é liberada dentro da célula epitelial, em seguida difunde-se no citoplasma pela parte basal das célula epitelial por difusão facilitada para os capilares. Quando o movimento do íon que fornece energia é na direção contrária da molécula transportada, chama-se antiporte. Serve para aa, íons, moléculas
  29. 29. ENDOCITOSEEndocitose é definida pelo tamanho da partícula TRANSPORTE EM QUANTIDADEPinocitose – células bebendo – ingestão de fluído emoléculas por pequenas vesículas (<150 nm de diâmetro).Todas as células de eucariontes continuamente praticam.Fagocitose – células comendo – ingestão de partículasgrandes como microorganismos, debris celulares porvesículas grandes chamadas de fagossomos (em geral >250 nm). São exclusivos das células fagocíticas.
  30. 30. Pinocitose Pinocitose não seletiva As vesículas englobam todos os solutos que estiverem freqüentes no fluído extracelular. Pinocitose seletiva que é realizada em 2 etapas- 1a a substância a ser incorporada adere a receptores da superfície celular, na 2 a a membrana se afunda e o material a ela aderido passa para uma vesícula. Esta se destaca e entra na célula (ex, eritroblastos com transferritina do plasma) – permite incorporar grande quantidade de moléculas e água e está restrita a sítios específicos da membrana. Quando a vesícula se destaca, sua superfície é irregular e filamentosa (vesícula coberta) a vesícula é coberta por uma malha pentagonal ou hexagonal constituída principalmente por moléculas de clatrina (tem a capacidade de se associarem sem gasto de energia em para formar estruturas esféricas).
  31. 31. Formação de VesículasMediada por MOLÉCULAS DE REVESTIMENTO• Concentram proteínas específicas na região da membrana que dará origem à vesícula• Deformam a membrana, moldando as vesículas em formação.
  32. 32. Existem 3 tipos de revestimentos de vesículas: Clatrina COPI COPII Todas as vesículas são revestidas ao brotarem dos compartimentos. Após serem liberadas, elas perdem o revestimento.
  33. 33. CLATRINA Foi o primeiro revestimento de vesículas identicado, e é o mais estudado Clatrina Adaptina Cada Subunidade da CLATRINA é formada por 3 peptídeos de cadeia leve, e 3 de cadeia pesada Triskelions
  34. 34. Os triskelions se associam para formar uma estrutura esférica
  35. 35. Compartimento Endossomal Desde a parte periférica do citoplasma até as proximidades doaparelho de Golgi e do núcleo. É um sistema irregular de túbulos evesículas com interior ácido (pH entre 5 e 6). Este compartimentodirige as vesículas de pinocitose que se fundem nele para osdiferentes compartimentos celulares. É o local para separação eendereçamento das moléculas introduzidas via pinocitose – viaendocítica. Endossomos precoces (pH menos ácido) – moléculas dissolvidasou ligadas a receptores da membrana passam para os endossomostardios. Proteínas integrais da membrana da vesícula endocítica seconcentram em regiões tubulares especializadas dos endossomosprecosses que constituem regiões de reciclagem de membrana.Desta região partem vesículas que levam a membrana com suasproteínas de volta para a superfície celular. As moléculas que passampara os endossomos tardios acabam nos lissossomos.
  36. 36. Elie Metchnikoff (1854-1916)
  37. 37. fagocitose
  38. 38. Reciclagem da membrana plasmática As membranas retiradas da superfície celular eintroduzidas nas células é compensada por vesículasde secreção e por retorno via vesículas damembrana das vesículas de pinocitose depois queliberam suas cargas nos endossomos.

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