Aula03: A SUPERFÍCIE CELULAR INTERCÂMBIO ENTRE A CÉLULA E O MEIO

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Fundamentos Biológicos I

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Aula03: A SUPERFÍCIE CELULAR INTERCÂMBIO ENTRE A CÉLULA E O MEIO

  1. 1. A SUPERFÍCIE CELULAR INTERCÂMBIO ENTRE A CÉLULA E O MEIO Leonardo Delgado
  2. 2. MEMBRANA PLASMÁTICA <ul><li>As membranas celulares envolvem a célula, definem os seus limites e mantêm as diferenças essenciais entre o citoplasma e o meio extracelular. </li></ul>
  3. 3. <ul><li>As membranas celulares não são paredes rígidas: são estruturas complexas e dinâmicas compostas por moléculas que possuem características especiais. Tais características fazem possível a existência de interações seletivas entre os sistemas de membranas internas na célula, e do meio que a rodeia. Entre outras funções da membrana celular, destacam-se a regulação do transporte de moléculas para dentro e para fora da célula, a transmissão de sinais e informação entre o meio e o interior da célula, a capacidade de atuar como sistema de transferência e armazenamento de energia e o reconhecimento da célula com seu entorno. </li></ul>
  4. 4. CARACTERÍSTICAS <ul><li>Essenciais para a vida da célula. </li></ul><ul><li>Envolve a célula, </li></ul><ul><li>Define seus limites, </li></ul><ul><li>Mantêm as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular. </li></ul><ul><li>É o principal responsável pelo controle da saída e entrada de substâncias da célula </li></ul>
  5. 5. FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA <ul><li>Delimitação do volume celular e fornecer a estrutura básica da célula; </li></ul><ul><li>Trocas entre a célula e o meio (Permeabilidade Seletiva) </li></ul><ul><li>Manutenção de um potencial elétrico através da membrana </li></ul><ul><li>Antigenicidade (Induz a produção de anticorpos) </li></ul><ul><li>Reconhecimento, Adesão Celular e Topo inibição </li></ul><ul><li>Servir como ponto de fixação para enzimas e estruturas de sustentação </li></ul>
  6. 6. ESTRUTURAS FORMADAS POR MEMBRANAS <ul><li>Núcleo </li></ul><ul><li>Mitocôndrias </li></ul><ul><li>Retículo endoplasmático (RE) </li></ul><ul><li>Aparelho de Golgi </li></ul><ul><li>Vesículas </li></ul><ul><li>Lisossomos </li></ul><ul><li>Peroxissomos </li></ul>
  7. 7. PERMEABILIDADE SELETIVA <ul><li>A Membrana Plasmática é a organela que delimita o limite externo das células eucariontes animais . </li></ul><ul><li>Além disso é ela quem determina quais substâncias irão entrar ou sair das células, e em quais quantidade e velocidades isso vai acontecer. </li></ul><ul><li>A essa função de seleção denominamos PERMEABILIDADE SELETIVA. </li></ul><ul><li>Os mecanismos que determinam a permeabilidade seletiva são denominados mecanismos de transporte através da membrana. </li></ul>
  8. 8. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MEMBRANA <ul><li>Componente lipídico (bicamada de lipídeos) </li></ul><ul><ul><li>Principalmente Fosfolipídeos </li></ul></ul><ul><li>Componente protéico (proteínas inseridas na bicamada) </li></ul><ul><ul><li>Proteínas Periféricas </li></ul></ul><ul><ul><li>Proteínas Integrais </li></ul></ul><ul><li>Componente glicídico (carboidratos) </li></ul><ul><ul><li>Porção de carbohidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas, constituindo o glicocálix </li></ul></ul>
  9. 9. COMPOSIÇÃO EM PESO DAS MEMBRANAS CELULARES (%) 2 23 75 Membana interna mitocondrial 4 46 50 Membrana externa mitocondrial 7 39 54 Membrana plasmática de hepatócito 8 43 49 Eritrócito 5 75 20 Mielina Carboidratos Lipídeos Proteínas Membrana
  10. 10. PROPRIEDADES <ul><li>Devido às proteínas </li></ul><ul><ul><li>Elasticidade </li></ul></ul><ul><ul><li>Resistência mecânica </li></ul></ul><ul><ul><li>Baixa tensão superficial </li></ul></ul><ul><li>Devido aos lipídios </li></ul><ul><ul><li>Alta resistência elétrica </li></ul></ul><ul><ul><li>Alta permeabilidade às substâncias lipossolúveis. </li></ul></ul>
  11. 11. PROTEÍNAS <ul><li>Macromoléculas (monômeros) constituídas por unidades chamadas de aminoácidos. </li></ul>H | H 2 N — C — COOH | R aminoácido
  12. 12. PROTEÍNAS <ul><li>A maioria das funções específicas de uma biomembrana são realizadas por proteínas. </li></ul><ul><li>A razão entre proteínas e lipídios nas biomembranas varia de acordo com a atividade funcional da mesma. </li></ul><ul><ul><li>Exemplos: o teor de pontos presentes na: </li></ul></ul><ul><ul><li>- Bainha de mielina  25% do peso total. </li></ul></ul><ul><ul><li>- Membrana interna de mitocôndrias  75% </li></ul></ul><ul><ul><li>- Membrana interna de cloroplastos  75% </li></ul></ul><ul><ul><li>- Membrana plasmática  50%. </li></ul></ul>
  13. 13. <ul><li>Funções Estruturais </li></ul><ul><li>Componentes do esqueleto celular e de estruturas de sustentação (colágeno e elastina) </li></ul><ul><li>Funções Dinâmicas </li></ul><ul><li>Processos biológicos (enzimas) </li></ul><ul><li>Transporte de moléculas (mioglobina, hemoglobina) </li></ul><ul><li>Mecanismo de defesa (imunoglobulinas) </li></ul><ul><li>Controle metabólico (hormônios) </li></ul><ul><li>Mecanismos contráteis (actina e miosina) </li></ul><ul><li>Controle da expressão gênica </li></ul>
  14. 14. PROTEÍNAS NA MEMBRANA <ul><li>Proteínas transmembrana e integrais: atravessam a bicamada lipídica e são anfipáticas. </li></ul><ul><li>Proteínas periféricas: se prende a superfície interna e externa da membrana plasmática através de vários mecanismos. </li></ul><ul><li>Proteínas conjugadas: apresentam outras substâncias (orgânicas ou inorgânicas) associadas à sua estrutura </li></ul>
  15. 17. PROTEÍNAS INTEGRAIS <ul><li>Proteínas de canais (poros) - espaços aquosos na sua molécula permitindo livre acesso de íons e moléculas; Transporte por difusão (sem gasto de energia). </li></ul><ul><li>Proteínas carreadoras – transporte de substâncias na direção oposta à direção natural de difusão (transporte ativo); Fixam as subst. a ser transportada - alteração conformacional – entrada da substância na célula; </li></ul>
  16. 19. PROTEÍNAS CONJUGADAS OU ASSOCIADAS <ul><li>As proteínas de membrana estão geralmente associadas a carboidratos, que podem ser: </li></ul><ul><ul><li>Glicoproteínas (cadeias de oligossacarídeos às proteínas) e a lipídeos (Lipoproteínas) </li></ul></ul><ul><ul><li>Glicolipídeos (cadeias de oligossacarídeos à lipídios) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cadeias de polissacarídeos de moléculas de proteoglicanas. </li></ul></ul>
  17. 20. LIPÍDEOS <ul><li>Compostos orgânicos de estrutura variada </li></ul><ul><li>Têm baixa solubilidade em água </li></ul><ul><li>Componentes de membrana </li></ul><ul><li>Isolantes térmicos </li></ul><ul><li>Proteção contra traumas mecânicos (subcutânea) </li></ul><ul><li>Reservas de energia </li></ul><ul><li>Vitaminas e hormônios </li></ul>
  18. 21. LIPÍDEOS NA MEMBRANA <ul><li>Os lipídeos das membranas são moléculas anfipáticas: </li></ul><ul><li>Moléculas anfipáticas: são moléculas que apresentam a característica de possuírem uma região hidrofílica (solúvel em meio aquoso), e uma região hidrofóbica (insolúvel em água, porém solúvel em lipídios e solventes orgânicos). </li></ul>
  19. 22. MOLÉCULA DE LIPÍDEOS NA MEMBRANA <ul><li>As moléculas de lipídeos apresentam duas regiões: </li></ul><ul><li>A cabeça do lipídeo: com característica de polaridade e hidrofílica, portanto solúvel em meio aquoso. </li></ul><ul><li>A cauda do lipídeo: com característica apolar e hidrofóbica, consequentemente insolúvel em meio aquoso mas com afinidade para outros lipídeos. </li></ul>
  20. 24. LIPÍDEOS NO MODELO MOSAICO FLUÍDO Bicamada de Lipídeos 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.
  21. 25. MOVIMENTAÇÃO DOS LIPÍDEOS
  22. 26. GLICÍDIOS NA MEMBRANA <ul><li>Se localizam na face externa da membrana. </li></ul><ul><li>Formam os glicocálices. </li></ul><ul><li>Podem ser: </li></ul><ul><ul><li>Glicolipídios, ligadas aos lipídios das membranas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Glicoproteínas, mais comuns, ligadas às proteínas das membranas. </li></ul></ul><ul><li>Atuam: </li></ul><ul><ul><li>Identificando uma célula do mesmo tecido, promovendo adesão entre elas. </li></ul></ul><ul><ul><li>Identificando célula estranha, para ataque. </li></ul></ul>
  23. 27. GLICOCÁLIX <ul><li>O glicocálix (do grego glykys = açúcar, e do latim = calyx = envoltório), é um revestimento formado por uma camada frouxa de moléculas glicídicas, lipídicas e protéicas entrelaçadas, situadas externamente à membrana plasmática de células animais e de alguns protozoários. </li></ul>
  24. 28. FUNÇÕES DO GLICOCÁLIX <ul><li>Acredita-se que, além de ser uma proteção contra agressões físicas e químicas do ambiente externo, ele funcione como uma malha de retenção de nutrientes e enzimas , mantendo um microambiente adequado ao redor de cada célula. Confere às células a capacidade de se reconhecerem , uma vez que células diferentes têm glicocálix formado por glicídios diferentes e células iguais têm glicocálix formado por glicídios iguais. </li></ul>
  25. 29. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA <ul><li>A membrana plasmática possui várias especializações, seja ela de um organismo unicelular ou pluricelular, estas especializações são variadas em relação às designações celulares. </li></ul><ul><li>As especializações são: </li></ul><ul><ul><li>Microvilosidades </li></ul></ul><ul><ul><li>Plasmodesmos </li></ul></ul><ul><ul><li>Desmossomos </li></ul></ul><ul><ul><li>Interdigitações </li></ul></ul><ul><ul><li>Cílios e flagelos </li></ul></ul>
  26. 31. MICROVILOSIDADES <ul><li>Expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção. Existem na mucosa intestinal e nos túbulos renais. </li></ul>
  27. 32. PLASMODESMOS São pontes de contato ente células vegetais vizinhas, permitindo a comunicação entre os citoplasmas.
  28. 33. DESMOSSOMOS <ul><li>São placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. São pontos em que duas células aderem mais fortemente. O material intercelular se espessa mais, o citoplasma sobre as membranas é mais condensado e há filamentos de queratina presos na citoplasma condensado e que se projetam para o citoplasma de cada célula. </li></ul>
  29. 34. INTERDIGITAÇÕES <ul><li>Conjunto de saliências e reentrâncias nas membranas de células vizinhas, que se encaixam aumentando a superfície e facilitando as trocas entre elas. São observadas nas células dos tubos renais. </li></ul>
  30. 35. CÍLIOS E FLAGELOS <ul><li>São formações que apresentam na superfície de certas células de invertebrados, de protistas e de organismos superiores, proveniente do alongamento de nove fibrilas ou microtúbulos de centríolo. É comum fazer-se a distinção entre cílios e flagelos pelo número e pela dimensão dos mesmos. Os cílios são curtos e numerosos, enquanto os flagelos são longos e em pequeno número. Ambos tem a participação nos movimentos celulares. Ex: cílios protozoários ciliados (paramecium), flagelos protozoários flagelados, sptz, bactérias, anterozóides,etc.. </li></ul>
  31. 37. TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA <ul><li>Sem gasto de energia e a favor do gradiente de concentração  TRANSPORTE PASSIVO </li></ul><ul><li>Com gasto de energia e contra o gradiente de concentração  TRANSPORTE ATIVO </li></ul>
  32. 38. TRANSPORTES PASSIVOS <ul><li>Difusão </li></ul><ul><li>Difusão Facilitada </li></ul><ul><li>Osmose </li></ul>TRANSPORTE ATIVO <ul><li>Endocitose </li></ul><ul><li>Exocitose </li></ul><ul><li>Fagocitose </li></ul><ul><li>Pinocitose </li></ul>
  33. 39. DIFUSÃO PASSIVA <ul><li>Transporte por difusão que ocorre através da membrana plasmática, da região de maior para a de menor concentração. Exemplo: troca gasosa de O 2 e CO 2 . </li></ul><ul><li>Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente. </li></ul>
  34. 40. DIFUSÃO FACILITADA <ul><li>Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. Difusão Facilitada é aquela que ocorre sem gasto de energia, de um lado para outro da membrana, através das proteínas. </li></ul>
  35. 41. OSMOSE <ul><li>Passagem de água de uma região de menor concentração para uma de maior concentração. </li></ul><ul><li>Diferença entre difusão e osmose: </li></ul><ul><li>Na difusão: o soluto passa da região mais concentrada para a menos concentrada. </li></ul><ul><li>Na osmose: o solvente (água) passa da região mais concentrada para a menos concentrada. </li></ul><ul><li>A pressão que rege o fenômeno da osmose é a Pressão Osmótica. </li></ul><ul><li>Mais alta: Solução Hipertônica </li></ul><ul><li>Mais baixa: Solução Hipotônica </li></ul><ul><li>Igual: Solução isotônica. </li></ul>

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