A principal função da membrana celular é manter, de forma seletiva, moléculas tão diversas como proteínas e pequenos solutos, no interior da célula. Assim, a membrana funciona de forma eficiente para regular seletivamente sua permeabilidade.  A composição da membrana celular tem sido estudada de forma intensa, a partir do uso de diversas técnicas físicas e químicas, discutiremos a seguir a evolução dos principais modelos da membrana celular.

1. Origem Membrana Plasmática e Transportes
Prof. Hamilton Felix Nobrega

4. A principal função da membrana
celular é manter, de forma seletiva,
moléculas tão diversas como
proteínas e pequenos solutos, no
interior da célula.
Assim, a membrana funciona de
forma eficiente para regular
seletivamente sua permeabilidade.
A composição da membrana celular
tem sido estudada de forma
intensa, a partir do uso de diversas
técnicas físicas e químicas,
discutiremos a seguir a evolução
dos principais modelos da
membrana celular.

5. No livro clássico de Oparin, A
Origem da Vida, esse propôs que
para qualquer forma de vida, das
mais simples que sejam, faz-se
necessária uma barreira física, que
separe a parte viva do meio que a
cerca.
Esse trabalho destaca a
necessidade de uma membrana
para isolar, até mesmo as formas
de vida mais simples, do meio
exterior.

6. Composição química LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES

7. Referência: Singer, S. J. & Nicolson, G. L.
(1972) Science, 175:720-731.
Proteína intrínseca, ou
transmembrana
Proteínas extrínsecas
Modelo de mosaico fluido.
Experimentos mais detalhados
mostraram deficiências nos diversos
modelos de membrana celular. Singer
e Nicolson (1972) propuseram um
modelo de membrana constituído de
uma bicamada lipídica, onde
encontram-se inseridas proteínas.
Há dois tipos de proteínas inseridas na
membrana, uma que atravessa toda a
membrana, chamada proteína
intrínseca, ou transmembrana. O
segundo tipo de proteína localiza-se
sobre a membrana, sendo encontrada
tanto no exterior como voltada para o
citoplasma. Esse segundo tipo de
proteína é chamado extrínseca.

8. Referência: Singer, S. J. & Nicolson, G. L.
(1972) Science, 175:720-731.
Proteína intrínseca, ou
transmembrana
Proteínas extrínsecas
Esse modelo prevê a passagen
seletiva de íons pelas proteínas
intrínsecas, que são chamadas de
canais ou bombas como veremos
em detalhe no estudo do potencial
de membrana.
Outra característica desse modelo é
liberdade de movimentação das
proteína na bicamada. De acordo
com características básicas do
modelo, mosaicismo e difusão,
previu-se a liberdade lateral e
rotatória, assim como a distribuição
aleatória de componentes
moleculares na membrana.

9. Proteína da
classe 
Cadeia lateral de
oligossacarídeo
Glicolipídio
Fosfolipídeo
Proteína
globular
Segmento
hidrofóbico da
proteína Colesterol

10. Proteínas
Integrais (transmembranas)
Periféricas
Lipídios
Glicolipídeos
Colesterol
Fosfolipídeos
Proteína/Lipídeo
Proporção variável

11.  Hidrofílica (cabeça)
 Hidrofóbica (caudas)
Moléculas AnfipáticasLipídios de Membranas

12. Flip Flop Rotação Difusão Lateral
Dependente da temperatura
Fluido Bidimensional  movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada
Fluidez da membrana

13. Fluidez da membrana
Colesterol Modula a fluidez das membranas em células animais
Enrijece a bicamada
lipídica, tornando-a
menos fluida e menos
permeável

14. Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons
 Tamanho da molécula  Solubilidade da molécula (em óleo)
Permeabilidade da Bicamada Lipídica

15. Proteínas

16. K+
Na+
Proteínas

17. Proteínas transmembrana
Moléculas anfipáticas ligadas covalentemente aos lipídios
Proteínas -Hélice

18. Proteínas receptoras: cruza a membrana uma única vez
Proteínas transmembrana

19. Poro Hidrofílico: múltiplas -Hélices formam poros aquosos
Proteínas transmembrana

20. Restrição de movimento das proteínas, confinando-as em locais específicos
Domínios de membrana

21. Açucares

22. Hidratos de carbono ligados covalentemente aos lipídeos e proteínas
Glicoproteínas GlicolipídeosProteoglicanas
oligossacarídeos
polissacarídeos
glicosaminoglicanas
GLICOCÁLICE ou GLICOCÁLIX
Açucares

23. GLICOCÁLICE ou GLICOCÁLIX

24. - Proteção e lubrificação da superfície celular
- Reconhecimento célula-célula e adesão celular
Funções do Glicocálice

25. - Alteração da superfície em células cancerígenas;
- Ligação de toxinas, vírus e bactérias;
- Propriedades enzimáticas (peptidase/glicosidase)
- Especificidade do sistema sanguíneo ABO;
Funções do Glicocálice

26. ~60 Å
Ancoragem do peptídeo na
membrana celular.

27. ~60 Å
Início da desestabilização da
membrana celular.

28. ~60 Å
Início da desmontagem da
primeira camada lipídica.

29. ~60 Å
Início da desmontagem da
segunda camada lipídica.

30. ~60 Å
Desmontagem da bicamada
lipídica.

31. ~60 Å
Início da passagem de
citoplasma para o meio
exterior e entrada de
substâncias do meio extra-
celular.

32. ~60 Å
Abertura de um grande canal
transmembrana.

33. ~60 Å
Fluxo de substâncias para o
interior e exterior da célula leva
à apoptose.

34. A toxina streptolisina é uma proteína
produzida pelo Streptococcus pyrogenes
de massa molecular 65 kDa.
Essa toxina liga-se à membrana celular,
que apresenta colesterol na sua
superfície.
Depois de ligar-se à membrana, a
streptolisina polimeriza-se, formando
poros na membrana celular (figura ao
lado). Esses poros transmembranas
podem ter até 350 Å de diâmetro. Os
diagramas esquemáticos nos próximos
slides ilustram os principais passos na
formação dos poros.
Referência: Bhakdi, S., Tranum-Jensen, J., &
Sziegoleit, A. (1985). Infec. Immun. 47:52-60.
a) Membrana de eritrócito lisadas por streptolisina. b)
Oligômeros de streptolisina, mostrando diversas estruturas
de bastões.
a)
b)

35. Membrana Plasmática:
Especializações de membrana

36. Superfície apical da célula
Superfície baso-lateral da célula
1- Microvilosidades
2- Cílios/Flagelos
3- Estereocílios
Junções celulares
Junções célula-célula
Junções célula-matriz extracelular

37. Projeções cilíndricas do citoplasma,
envolvidas por membrana que se projetam da
superfície apical da célula
- São imóveis
- Aumentam a área de superfície
celular
- Filamentos de actina
1- Microvilosidades

38. Microvilosidades
Glicocálice

39. - São parecidos com microvilosidades-
mais longas e ramificadas
- São imóveis
- Encontrados no epidídimo e nas
células pilosas do ouvido interno
- Aumentam a área de superfície das
células
- Filamentos de actina mais discretos
que nas microvilosidades
2- Estereocílios

40. -Projeções cilíndricas MÓVEIS,
semelhantes a pêlos
-Função: propulsão de muco e
de outras substâncias sobre a
superfície do epitélio, através de
rápidas oscilações rítmicas e no
caso dos flagelos funcionam na
locomoção
-Microtúbulos organizados (9 +
2), inseridos no corpúsculo basal
3- Cílios

42. JUNÇÃO
OCLUSIVA
JUNÇÕES
JUNÇÃO
ADERENTE
DESMOSSOMA
JUNÇÃO
COMUNICANTE
COMPLEXO
JUNCIONAL
Matriz extracelular
Junções Celulares

43. Une as células formando uma barreira
impermeável
Evita movimentação de moléculas entre
diferentes domínios de membrana
Junção Oclusiva

44. Cinturão de adesão
apical, abaixo junção
oclusiva
Junção Aderente

45. Placas de adesão em forma de disco
Junção Desmossoma

46. Meio extracelular
Desmossomo
Interdigitação
Espaço
intercelular
Desmossomo
Demossomos Interdigitações
Aumentam a aderência

47.  Formada por 6 proteínas
transmembranas– conexinas
 Regulada abrem e fecham
Junção Comunicante

48. A MEMBRANA PLASMÁTICA
ESTRUTURA
O modelo do mosaico fluido afirma que moléculas
protéicas estão em dupla camada lipídica, mas com livre
movimentação.
FUNÇÃO Permeabilidade seletiva e reconhecimento celular.
ESPECIALIZAÇÕES
Microvilosidades
Ocorrem no epitélio intestinal e
servem para aumentar a superfície
de absorção.
Invaginações de
base
Promovem o transporte de água
nos canalículos renais.
Desmossomos e
interdigitações
Servem para promover a adesão
entre as células epiteliais.
R E S U M O

49.  A membrana plasmática seleciona as moléculas que
podem atravessá-la.
 O critério de seleção das moléculas está baseado no
tamanho das moléculas e na carga elétrica.
 Moléculas menores atravessam a membrana com
mais facilidade.
 Moléculas apolares atravessam a porção lipídica da
membrana e as polares pelas proteínas, exceto as
muito pequenas e fracamente polares.

50. NÃO GASTA
ENERGIA
GRANDES
MOLÉCULAS
GASTA
ENERGIA
TRANSPORTES
Passivo Ativo Quantidade

51.  OSMOSE: deslocamento do solvente (água) do meio
menos concentrado para o mais concentrado, através
de uma membrana semipermeável.
 DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no
solvente, do mais para o menos concentrado. Ocorre
pela porção lipídica.
 DIFUSÃO FACILITADA: é a difusão mediada por um
carreador. A substância transportada com a
participação de uma proteína carreadora específica.
Transporte Passivo

52. Diferença de concentração de água
Movimento da ÁGUA de um meio HIPOSMÓTICO (menos concentrado
em soluto) para um meio HIPEROSMÓTICO (mais concentrado em
soluto)
- +
Transporte Passivo: Osmose

53. Hemácia colocada em um meio hiperosmótico
Perde volume – estado de plasmólise

54. Hemácia colocada em um meio hiposmótico
Aumenta o volume – estado de turgescência

55. Plasmólise Hemólise

56. Transporte Passivo: Difusão simples

57. G
L
I
C
O
S
E
RECONHECIMENTO
M.P
LIBERAÇÃOCAPTURA
M.P M.P
TRANSLOCAÇÃO
Glicose
M.P
Permease
Transporte Passivo: Difusão facilitada

58. Transporte Passivo: Difusão facilitada

59. Transporte Passivo: Difusão facilitada

60. Ex: BOMBA DE Na+ e K+
TRANSPORTE ATIVO
CONTRA GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO
K+
Na+
K+
Na+
K+
Na+
DIFUSÃO SIMPLES TRANSPORTE ATIVO
Transporte Ativo

61. Transporte Ativo

62.  Os processos citados anteriormente só transportam
moléculas pequenas ou quantidade pequenas de
substâncias.
 Macromoléculas ou células inteiras são
transportadas através da membrana pelos
processos de ENDOCITOSE (entrada) E
EXOCITOSE (saída).
 Na prática são os processos de FAGOCITOSE,
PINOCITOSE E EXOCITOSE

63. TRASPORTE
EM
QUANTIDADE
ENDOCITOSE
EXOCITOSE
FAGOCITOSE
PINOCITOSE
CLASMOCITOSE
GRANDES
MOLÉCULAS
ENGLOBAMENTO
ELIMINAÇÃO RESÍDUOS
LÍQUIDOS
SÓLIDOS
Transporte em Quantidade

64. PINOCITOSE
Canal de
pinocitose
Partícula líquida
pinossomo
Englobamento de micropartículas ou gotículas líquidas
A partícula englobada será, posteriormente, digerida pelos lisossomos.

65. FAGOCITOSE
Fagossomo
Lisossomos
PseudópodesPartícula sólida
Englobamento de partículas sólidas.
Posteriormente a partícula será digerida pelos lisossomos.

66. FAGOCITOSE
A esquerda fagocitose de duas bactérias por um leucócito. A direita fagocitose de
dois leucócitos velhos por um macrófago. Repare que pseudópodos são lâminas
de citoplasma que são “vestidas” sobre as células fagocitadas.

67. CLASMOCITOSE
RESÍDUOS
Vacúolo resídual
É a eliminação dos resíduos da digestão intracelular.

68. SÓLIDOS
FAGOCITOSE
LÍQUIDOS
PINOCITOSE
RESÍDUOS
CLASMOCITOSE
TRANSPORTE EM QUANTIDADE
RESUMO

71. Vídeos

72. Até a próxima aula!