Membranas citoplasmáticas profª monara

Profª Monara Bittencourt de Amorim
Bioquímica-Citologista Oncótica
bittencourt.monara7@gmail.com
84 9985 8153
Membranas Biológicas
Estrutura e Transporte

ESTRUTURA E TRANSPORTE
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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 Endoplasmático
2. Complexo de Golgi
3. Lisossomos, Peroxissomos
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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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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....
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Vejamos de que maneira essa
estrutura influencia nas
funções da Membrana
Plasmática ...
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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 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.
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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.
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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

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 fagocitado
por 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 Amorim
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Resumindo os Transportes em Quantidade
Endocitose:
 Fagocitose
 Pinocitose
Exocitose:
 Excreção
 Secreção Profª Monara Bittencourt de Amorim
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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.
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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
}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 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

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Obrigada....

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