Membrana Plasmática - Aulas PDF

Membrana Plasmática Profª Cristiane Machado Cristiane.gaviã[email protected] Parte do material cedido por: Prof. Cléber Fontoura Marcolan Fabiana Guichard de Abreu...

Membrana Plasmática Profª Cristiane Machado Cristiane.gaviã[email protected] Parte do material cedido por: Prof. Cléber Fontoura Marcolan Fabiana Guichard de Abreu Rochele da Silva Boneti MEMBRANA PLASMÁTICA O corpo humano é formado por trilhões de células que devem se comunicar e cooperar umas com as outras. A membrana celular ou membrana plasmática apresenta um papel-chave neste processo, pois delimita os compartimentos intracelular e extracelular. SEPARAR Algumas funções INTEGRAR da membrana plasmática  FUNÇÕES DA MEMBRANA Isolamento Físico: mantém o conteúdo interno ou citoplasmático separado, porém não isolado do meio externo; Regulação das trocas com o ambiente: controla a entrada de íons e nutrientes, a eliminação de excretas, e a liberação de produtos de secreção (permeabilidade seletiva); Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém receptores que permitem reconhecer as moléculas ou as mudanças no ambiente externo; Suporte estrutural: as proteínas presentes mantém o formato celular, e também criam junções especializadas que estabilizam a estrutura.  MEMBRANA PLASMÁTICA Bicamada lipoprotéica, constituída de: LIPÍDEOS ESTRUTURAIS Fosfolipídios: representam mais de 50% do total de lipídeos da membrana Glicoesfingolipídeos: representam cerca de 5% do total de lipídeos. Esteróides: representam entre 15-30 % do total de lipídeos da membrana de células eucarióticas. Colesterol  Fluidez da membrana Colesterol Modula a fluidez das membranas em células animais Enrijece a bicamada lipídica, tornando-a menos fluida e menos permeável  Fluidez da membrana Fluido Bidimensional  movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada Flip Flop Rotação Difusão Lateral dependente da temperatura  Assimetria da Bicamada Lipídica Diferenças na composição da bicamada entre as faces citosólica e extracelular  Permeabilidade da Bicamada Lipídica Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons  tamanho da molécula  solubilidade da molécula (em óleo)  Proteínas da Membrana Proteínas Integrais (intrínsecas) Assim como os lipídeos da bicamada, as proteínas integrais da membrana também são anfipáticas, possuindo porções hidrofílica e hidrofóbica. São insolúveis em água; atravessam totalmente a bicamada lipídica. Representam 70-80% de todas as proteínas de membrana. Distribuem-se de maneira assimétrica formando o mosaico.  Aquaporinas Proteínas integrais de membrana que formam canais seletivos à água em alguns epitélios. Alteram a taxa de movimento da água através da membrana, mas não mudam a direção nem a força propulsora.  Proteínas da Membrana Proteínas Periféricas (extrínsecas ou associadas) Estão associadas à membrana por fracas ligações eletrostáticas, podendo ser encontradas livres ou ligadas às proteínas integrais ou a regiões polares dos lipídeos e estão voltadas para a face interna citoplasmática. Não penetram totalmente na bicamada lipídica. Representam 30% das proteínas da membrana. São hidrossolúveis. Incluem enzimas e proteínas estruturais que prendem o citoesqueleto na membrana.  Glicídeos da Membrana Glicídeos: Proporcionam sítios de ligação, por exemplo para hormônio, e constituem o chamado glicocálice. Ligam-se covalentemente a proteínas, formando as glicoproteínas ou a lipídios formando os glicolipídeos. Representam aproximadamente 10% dos componentes da membrana. Glicídeos mais comuns: glicose, manose, galactose, N- acetilglicosamina, N-acetilgalactosamina, o ácido murâmico e o ácido siálico. glicolipídeo + glicoproteína  glicocálice (está localizado na superfície da membrana)  Funções do Glicocálice - proteção e lubrificação da superfície celular - reconhecimento célula-célula e adesão celular RESUMINDO...... Complete de acordo com a figura do slide anterior: 1. ______________ 7. ________________ 2. ______________ 8. ________________ 3. ______________ 9. ________________ 4. ______________ 10. _______________ 5. ______________ 11.________________ 6. ______________ 12. ________________ Complete de acordo com a figura do slide anterior: 1. Bicamada lipídica 7. Fosfolipídeos 2. Lado externo da MP 8. Colesterol 3. Lado interno da MP 9. Carboidratos 4. Proteína integral 10. Glicolipídeos 5. Proteína canal 11.Cabeça hidrofílica 6. Glicoproteína 12. Cauda hidrofóbica TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA Permeabilidade da membrana celular: Permeabilidade Seletiva PERMEÁVEL IMPERMEÁVEL TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS FUNÇÕES: Incorporação de novas substâncias para o metabolismo celular (nutrição); Eliminação de restos metabólicos (excreção); Eliminação de substâncias especiais para o metabolismo extracelular (secreção); E também funções especiais como: polarização de membrana (pela bomba de sódio e potássio); Defesa celular (pela fagocitose em leucócitos); Equilíbrio hídrico; Controle da turgescência celular também estão presentes (pela difusão ou osmose). Classificação dos transportes através da membrana:  TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA Osmose Transporte passivo: sem gasto de energia As substâncias passam livremente de um local com maior concentração para outro com menor concentração até que ambas as soluções se igualem sendo que a velocidade de transporte aumenta com o aumento das diferenças de concentração. O transporte passivo pode ser classificado em três tipos: difusão simples, difusão facilitada e osmose.  TRANSPORTE PASSIVO dividido em a) Difusão simples b) Difusão facilitada (ou mediada) - A favor do gradiente de concentração - Hipertônico (mais concentrado) para o Hipotônico (menos concentrado) - Concentrações equivalentes = Isotônico  Transporte passivo Difusão simples  Sem a necessidade de proteínas de transporte; ocorre com substâncias lipossolúveis; também ocorre por meio de proteínas de canais como "aquaporinas”;  Ocorre a passagem de moléculas pequenas e de gases como o oxigênio, nitrogênio e gás carbônico através da bicamada lipídica sem nenhum auxílio até que ocorra um equilíbrio no gradiente de concentração entre o meio extra e intracelular.  Difusão Simples: Passagem de solutos através da bicamada lipídica.   substâncias lipossolúveis (lipídeos em geral)  pequenas moléculas apolares (CO2, O2)  pequenas moléculas polares não carregadas Transporte passivo Difusão facilitada Também conhecido como difusão mediada por carreadores; As moléculas atravessam a membrana com a ajuda de proteínas carreadoras específicas chamadas permeases. Quanto maior o número de permeases, maior a velocidade de transferência. Ex: aminoácidos e glicose  Difusão Facilitada (ou Mediada) - Utiliza proteínas transportadoras - proteínas de canal ou proteínas carreadoras. - Permite que íons e moléculas polares atravessem a membrana a favor de seus gradientes  não há gasto energético. - Propriedades: especificidade, saturação, competição Especificidade Capacidade que um carreador tem de deslocar uma molécula ou grupo de moléculas intimamente relacionadas. Ex.: transportadores GLUT  transportam hexoses (glicose, manose, galactose e frutose) através das membranas celulares. TIPO GRUPO CELULAR GLUT 1 maioria das células GLUT 2 hepatócitos e membranas basolaterias dos epitélios renais e intestinal GLUT 3 neurônios GLUT 4 adipócitos e tecido muscular (dependentes de insulina) GLUT 5 membrana apical do epitélio intestinal GLUT 6 - GLUT 7 RER  Transporte passivo Osmose - Passagem do solvente (água pura) pela membrana semipermeável; - Esse processo ocorre da solução mais diluída para a mais concentrada; - Essa permeabilidade ocorre devido a difusão simples da água que ocorre através da membrana plasmática e a presença de canais protéicos (aquaporinas) na membrana. Alberts et. al. (2008) OSMOSE Lesma (não é pra colocar sal na coitadinha!) Conservação da carne Aquário marinho Saladas temperadas  Aquaporinas Aquaporinas são canais formados por proteínas especiais que atravessam a membrana celular e conduzem seletivamente as moléculas de água para dentro e fora da célula, ao mesmo tempo prevenindo a passagem de íons e outros solutos. TRANSPORTE ATIVO Processo que cria e mantém gradientes químicos e eletroquímicos entre os dois lados da membrana; Utiliza proteínas carreadoras; Transporta íons e moléculas do meio de baixa concentração para o de alta concentração; Ocorre com gasto de energia  a proteína carreadora deve estar acoplada a uma fonte de energia metabólica  Transporte Ativo Primário A proteína carreadora deve estar acoplada a uma fonte de energia metabólica. Exemplos: a) Bomba de sódio-potássio (ATPase Na+/K+) b) Bomba de cálcio (ATPase Ca+2) c) Bomba de prótons (ATPase H+/K+) d) Outras substâncias: íons cloreto, íons iodeto, íons urato, vários açúcares e aminoácidos.  Transporte Ativo Secundário Une a energia potencial de um íon (ex.: Na+) que se move a favor de seu gradiente de concentração, ao movimento de uma outra molécula que se move contra seu gradiente de concentração. Exemplos: Na+/glicose Na+/aminoácidos (vários tipos) Na+/neurotransmissores (em neurônios) Na+/sais biliares (no intestino) HCO3-/Cl- H+/K+ TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS Pelos processos já descritos até agora, moléculas pequenas e ións atravessam a membrana plasmática e entram no citoplasma ou dele saem. Entretanto as células também são capazes de transferir para o seu interior, em bloco, grupos de macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, polinucleotídeos) e, até mesmo, partículas visíveis ao microscópio ótico, como bactérias e outros microrganismos. Esse transporte chamado de endocitose depende de alterações morfológicas da superfície celular, onde se formam dobras que englobam o material a ser introduzido na célula. Quando a transferência de macromoléculas tem lugar em sentido inverso, isto é, do citoplasma para o meio extracelular, o processo recebe o nome de exocitose. EXPORTAÇÃO E IMPORTAÇÃO DE PARTÍCULAS ENDOCITOSE Processos de ingestão de moléculas, partículas, microrganismos ou soluções pela célula Pinocitose Fagocitose PINOCITOSE Processo contínuo de formação de vesículas que trazem água, pequenas moléculas e proteínas solúveis; As vesículas normalmente são pequenas e numerosas; Dentro da célula, as vesículas fundem-se entre si e aos lisossomos, resultando na digestão; Este processo permite a ingestão de volumes excessivos de líquidos e de grandes extensões da membrana plasmática que é reciclada.  FAGOCITOSE Corresponde a internalização de partículas relativamente maiores; Em organismos unicelulares, corresponde a forma de obtenção de nutrientes; Em organismos multicelulares, corresponde a um dos mecanismos de defesa contra microrganismos, na eliminação de células danificadas, envelhecidas ou em processo de morte celular; É essencial nos processos de remodelação durante a embriogênese e na cicatrização. https://www.youtube.com/watch?v=V8MTPxX5Emg  EXOCITOSE É o processo pelo qual uma célula liberta substâncias para o fluido extracelular. As substâncias a serem libertadas pela célula podem ser produtos de secreções, tais como toxinas ou hormônios, ou neurotransmissores.  Resumindo os transportes.... Necessidade energética Não exige Exige energia energia celular Endocitose Exocitose Difusão Fagocitose Cria gradientes iônicos Transporte para Transporte Difusão Difusão ativo ativo simples facilitada secundário primário Moléculas atravessam O transporte mediado Usa uma vesícula a bicamada lipídica exige uma proteína envolvida por de membrana membrana Questões 1. O modelo utilizado para explicar a organização espacial dos constituintes da membrana plasmática se denomina “mosaico fluido”. Demonstre, por meio de um esquema (desenho), as moléculas que fazem parte da sua estrutura, as suas respectivas funções e explique a razão pela qual o modelo possui essa denominação. 2. Substâncias lipofílicas tendem a atravessar a membrana com maior facilidade, enquanto substâncias hidrofílicas apresentam maior dificuldade. Por que isso ocorre? 3. Quais as modalidades de transporte que ocorrem através da membrana plasmática? 4. Explique os tipos de proteínas que atuam nos processos de transporte na membrana plasmática. 5. Microvilosidades, desmossomos e junções aderentes são exemplos de especializações da membrana plasmática. Cite exemplos de tecidos em que sejam funcionalmente importantes. Referências Bibliográficas Capítulo 3 – As células Capítulo 5