www.bioaula.com.br

Membrana Plasmática

www.bioaula.com.br

A Célula

• A célula, em conceito muito amplo, pode ser considerada como:

– A unidade fundamental dos seres vivos.

– A menor estrutura biológica capaz de ter vida autônoma.

• As células existem como seres unicelulares, ou fazendo parte deseres mais complexos, os pluricelulares.

www.bioaula.com.br

Seres Vivos

• Com relação à suficiência de alimentação, os seres vivos, e também suascélulas constituintes, dividem-se em duas grandes classes:

– Autótrofos (auto, por si mesmo; trophos, nutrição) – aqueles que sintetizamtodos os componentes moleculares que precisam para viver.

– Heterótrofos (heteros, diferente; trophos, nutrição) – aqueles que necessitam receber algumas moléculas (ou precursores), de outros seres vivos, ou de outras fontes.

– As algas verdes são um exemplo clássico de autótrofos e a Entamoeba coli,de heterótrofo. A Euglena viridis, em presença de luz, é autotrófica, emausência, heterotrófica. Os vírus não são células, e utilizam parte damaquinaria de células hospedeiras para se reproduzirem.

www.bioaula.com.br

As Células

As células, tanto de seres vivos uni, como pluricelulares, são

classificadas em três tipos gerais de acordo com o refinamento

estruturas:

Procariócitos: as mais rudimentares, sem membrana nuclear.

Eucariócitos: as mais sofisticadas, com membrana nuclear.

Fotossintéticas:desenvolvimento intermediário entre as precedentes. Utilizam Energia

Radiante para sintetizar biomoléculas.

www.bioaula.com.br

Membrana Plasmática

• Bicamada lipídica.

• 7,5 a 10 nm (não visíveis ao Microscópio Óptico)

• Constituída por dois folhetos: interno e externo

(constituídos por fosfolipídios, colesterol, e

glicoproteínas).

• Glicoproteínas representam 50% do peso:

- proteínas integrais (transmembrana) e

- proteínas periféricas.

www.bioaula.com.br

Estrutura de Membrana Plasmática

I- Modelo do Sanduíche

Dawson e Danielli (1935)

II- Modelo do Mosaico Fluido

Singer e Nicholson (1972)

Formado por 2 camadas de lipídios

com proteínas mergulhadas entre

eles.

Formado por 2 camadas de lipídios

envolvidas por 2 camadas de

proteínas.

OBS: Na década de 70, testes com enzimas (fosfolipases) e com aquecimento mostraram que

o modelo do sanduíche não era real. Criou-se o modelo atual (Mosaico Fluido).

Fosfolipídios Proteínas

Colesterol

www.bioaula.com.br

Modelo do Mosaico Fluido

www.bioaula.com.br

• Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática apresenta um

aspecto trilaminar característico.

• São duas lâminas laterais mais densas, correspondendo aos polos

hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e uma lâmina central mais clara,

que corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada lipídica.

Estrutura da Membrana Plasmática

Membrana de hemácia ao Microscópio

Eletrônico com aumento de 240.000 x

www.bioaula.com.br

ExtremidadeHidrofílica

CadeiaHidrofóbica

Meio extracelular

Meio intracelular

(a) Bicamada de fosfolipídios da membrana

Lipídios de Membrana Plasmática

• Os lipídios das membranas são

moléculas longas com uma

extremidade hidrofílica e uma

cadeia hidrofóbica.

• As macromoléculas que

apresentam esta característica

de possuírem uma região

hidrofílica e, portanto, solúvel em

meio aquoso, e uma região

hidrofóbica, insolúvel em água,

porém solúvel em lipídios, são

ditas anfipáticas.

• Lipídios da membrana

plasmática: fosfoglicerídeos,

esfingolipídios e colesterol.

• Os fosfoglicerídeos e os

esfingolipídios contêm o radical

fosfato e são chamados de

fosfolipídios.

Proteína transmembrana

Cadeia gilcídica de

glicoproteína

Proteína

periférica

Cadeia glicídica de glicolipídio

Outro constituinte anfipático importante das membranas celulares são os glicolipídios,

designação genérica para todos os lipídios que contêm hidrato de carbono, com ou sem

radicais fosfatos. Os glicolipídios mais importantes nas células dos animais são os

glicoesfingolipídios, que são componentes de muitos receptores da superfície celular.

www.bioaula.com.br

Proteínas da Membrana Plasmática• A membrana plasmática possui

grande variedade de proteínas, quepodem ser separadas em doisgrupos, as integrais ou intrínsecas eas periféricas ou extrínsecas,dependendo da facilidade de extraí-las da bicamada lipídica.

• As proteínas integrais estãofirmemente associadas aos lipídiose só podem ser separadas da fraçãolipídica através de técnicasdrásticas, como o emprego dedetergentes.

• As proteínas extrínsecas podem serisoladas facilmente pelo empregode soluções salinas.

• Setenta por cento das proteínas damembrana são integrais.

www.bioaula.com.br

Proteínas da Membrana Plasmática• Algumas proteínas integrais atravessam

inteiramente a bicamada lipídica, fazendosaliência em ambas as superfícies damembrana, sendo denominadas proteínastransmembrana.

• As proteínas transmembrana podematravessar a membrana uma única vez, ouentão apresentar a molécula muito longae dobrada, atravessando a membranavárias vezes, recebendo então o nome deproteínas transmembrana de passagemmúltipla.

www.bioaula.com.br

Funções da Membrana Plasmática• Manutenção da integridade da estrutura da célula;

• Controle da movimentação de substâncias paradentro e fora da célula (permeabilidade seletiva);

• Regulação das interações intercelulares;

• Reconhecimento através de receptores deantígenos de células estranhas e células alteradas;

• Interface entre o citoplasma e o meio externo;

• Estabelecimento de sistemas de transporte paramoléculas específicas;

• Transdução de sinais extracelulares.

www.bioaula.com.br

Funções da Membrana Plasmática

Fibras da matrizextracelular

CitoesqueletoCitoplasma

Adesão do citoesqueletoà matriz extracelular

a

bReconhecimentocelular

c

d

Atividade enzimática

Transporte

e Junção Intercelular f Reconhecimento

célula-célula

Citoplasma

www.bioaula.com.br

Propriedades da Membrana Plasmática

Boa elasticidadeDevido a presença de proteínas

específicas que oferecem esta

capacidade.

Boa capacidade

de regeneraçãoOcorre regeneração rápida para pequenas

rupturas de membrana.

Boa resistência

elétricaDevido a presença dos lipídios que são

bons isolantes térmicos e elétricos.

Baixa tensão

superficialA força de união entre as moléculas de

lipídios é pequena.

Permeabilidade

seletivaA membrana seleciona tudo o que entra ou

sai da célula.

www.bioaula.com.br

Poros ou Canais

• São passagens que permitem acomunicação entre o lado externo e ointerno da célula.

• Os canais podem possuir carga positiva,negativa ou serem destituídos de cargaelétrica. A carga se origina de gruposlaterais de proteínas, como COO-e NH3

+.

• A natureza da carga seleciona os íons:

– Canais positivos, repelem cátions (+) deixapassar ânions (–).

– Canais negativos, repelem ânions (–)deixam passar cátions (+)

• Há canais sofisticados que possuem, alémda barreira da carga, um ou dois portõesque se abrem sob comando. O canal de Na+

é desse tipo.

www.bioaula.com.br

Receptores para Hormônios Protéicos e

Esteróides

Hormônios

esteróides

Núcleo Citoplasma

Receptor na

membrana

Vaso sangüíneo

Hormônios

protéicos

Membrana celular

Receptor

citoplasmático

Ativação do mensageiro secundário

Enzimas ativadas

Resposta na célula-alvoEstimula a síntese

protéica

www.bioaula.com.br

Operadores

• São mecanismos capazes de

realizar transporte ativo, isto é,

contra gradientes de concentração,

elétrico, ou ambos.

• Os operadores utilizam ATP como

fonte de Energia.

• O princípio operacional é simples:

a molécula a ser transportada se

encaixa no operador, que muda

sua conformação, segurando-a.

Uma molécula de ATP se encaixa

na fenda que resultou da

mudança de conformação do

operador, é hidrolizada, e libera

energia para outra mudança maior,

com realização de Trabalho.

• O sentido normal do trânsito é

unidirecional: operadores que

introduzem substâncias na célula,

não são os mesmos que excretam

essas mesmas substâncias.

• Existe sempre uma molécula de

ATP envolvida no processo.

• Bastante conhecida é a Na+–K+–

Mg2+ ATPase, conhecida como

sódio-potássio-ATPase, que

participa de um operador muito

importante, que é a bomba de

sódio.

www.bioaula.com.br

Fisiologia da Membrana Plasmática

I.c- Osmose

I.b- Difusão Facilitada

I.a- Difusão Simples

I-Transportes Passivos II-Transporte Ativo

III.b- Pinocitose

III.a- Fagocitose

III- Endocitoses

Transportes Através da

Membrana Plasmática

Obs.: Concentração das Soluções

•Solução Hipotônica = é a menos concentrada.

•Solução Hipertônica = é a mais concentrada.

•Soluções Isotônicas = são soluções iguais.

www.bioaula.com.br

Moléculas de corante Membrana

(a) Transporte passivo de um tipo de molécula.

Equilíbrio

(b) Transporte passivo de dois tipos de moléculas.

Equilíbrio

I- Transporte Passivo

www.bioaula.com.br

I.a -Difusão Simples

É a passagem de soluto do meio hipertônico

para o meio hipotônico através de uma

membrana permeável.

A B

Antes Durante

C D

Depois

Solução Hipertônica

Solução hipotônica

Ocorre com:

O2,

CO2,

Íons minerais.

Soluções

isotônicas

www.bioaula.com.br

I.b -Difusão Facilitada

É a passagem de soluto do meio hipertônico para o

meio hipotônico, através de uma membrana

permeável, com ajuda das proteínas transportadoras

(permeases).

A - Permeases incrustadas na

membrana, prontas pra se ligarem a

outros compostos.

B - Ao tocar na proteína receptora,

a substância é capturada.

C - A permease muda de forma e

se movimenta na camada de lipídio,

levando a molécula capturada para o

outro lado.

D - A substância transportada é liberada dentro

da célula e a permease adquire sua configuração

original.

IMPORTANTE:

ocorre com:

aminoácidos,

monossacarídeos,

vitaminas.

www.bioaula.com.br

SoluçãoHipotônica

SoluçãoHipertônica Soluções Isotônicas

Molécula de açúcar(soluto)

Membrana

Osmose

I.c -Osmose

É a passagem de solvente do meio hipotônico para o meio

hipertônico, através de uma membrana semi-permeável

www.bioaula.com.br

CélulaAnimal

Normal Hemólise

Plasmolisada

CélulaVegetal

Flácida Túrgida

MembranaPlasmática

(a) Solução Isotônica (b) Solução Hipotônica (c) Solução Hipertônica

Crenada

I.c -Osmose

www.bioaula.com.br

Pressão Osmótica

SC = SI - MSC: força de sucção celular total SI: sucção interna do vacúolo

M: força de resistência da parede celular.

SC = SI – M

SI = M

SC = 0

SC = SI – M

M = 0

SC = SI

SC = SI – M

M < 0

SC = SI – ( -M )

SC = SI + M

Célula Normal

P.C

M.P.

Núcleo

Citoplasma

Vacúolo

Célula Túrgida

Em meio hipotônico

Célula plasmolisada

Em meio hipertônico

Célula Murcha

Ao ar atmosférico

www.bioaula.com.br

II- Transporte Ativo

É a passagem de soluto do meio hipotônico para o meio hipertônico,

através de uma membrana permeável, com auxílio de proteínas

transportadoras.

Características:

1. Ocorre contra um gradiente

de concentração.

2. Há gasto de energia (ATP).

3. Só ocorre em células vivas.

4. Utiliza-se das permeases,

proteínas transportadoras.

5. Há acúmulo de mitocôndrias

próximo ao local de

transporte.

Bomba de Sódio e Potássio

www.bioaula.com.br

II- Transporte Ativo

• Bomba de Na+ e K+

Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração.

• Encontramos concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio.

• Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta.

• O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta.

Meio extracelular

Citoplasma

Bomba

de Na+ e

K+

www.bioaula.com.br

II- Direção do Transporte Ativo

• UNIPORTE = transportadores que

carregam um único soluto em uma

única direção.

Proteína ligante de Cálcio

• SIMPORTE = transportadores que

carregam dois solutos na mesma

direção.

Aminoácidos + sódio do intestino

para as células

• ANTIPORTE = transportadores que

carregam dois solutos em direções

opostas.

Bomba Na+ e K+

www.bioaula.com.br

Resumo dos Tipos de Transporte

através das Membranas Celulares

Difusão simples Difusão facilitada

Transporte passivo Transporte ativo

BAIXA CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS

ALTA CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS

Bicamada

lipídica

Canal

protéico

Molécula transportada

Energia

Proteína

transportadora

www.bioaula.com.br

III- Endocitose

III.a - Fagocitose (“Fago = comer "), que envolve a ingestão de partículas grandes como

microrganismos e pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente

maior que 250 nm de diâmetro. Ocorre com amebas e leucócitos.

Endocitose é o processo através do qual as células captam

macromoléculas, substâncias particuladas e, em casos

especializados outras células. Dois tipos principais de endocitose

podem ser distinguidos com base no tamanho das vesículas

endocíticas formadas:

III.b - Pinocitose (“Pino = beber "), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de

vesículas pequenas de 150nm de diâmetro. Ocorre com a grande maioria das células.

FagossomaPseudópodo

Vacúolo digestivoVacúolo residual

Clasmocitose

Alimento

Lisossomo primário

gotículas

Cél. intestinal invaginação

Pinossomo Vacúolo digestivo

www.bioaula.com.br

Endocitose

Meio extracelular

Citoplasma

MembranaPlasmática

www.bioaula.com.br

Exocitose

Quando a transferência de macromoléculas dá-se do citoplasma para o meio

extracelular, o processo recebe o nome de exocitose.

Por exemplo, as células secretoras de proteínas, como as do pâncreas

exócrino, acumulam o produto de secreção em grânulos citoplasmáticos

revestidos de membrana, que se fundem com a membrana celular e se abrem

para o exterior da célula, eliminando assim, por exocitose, as macromoléculas

secretadas.

VESÍCULA

MEMBRANA

PLASMÁTICA

CITOPLASMA MEIO EXTRACELULAR

www.bioaula.com.br

Exocitose

Meio extracelular

MembranaPlasmática

Citoplasma

www.bioaula.com.br

1. Zônulas de Oclusão

ou Junções Oclusivas

2. Zônulas de Adesão

3. Desmossomos

4. Junções tipo GAP

ou Junções

Comunicantes

5. Lâmina basal

6. Hemidesmossomos

1

2

3

4

5

6

Especializações da

Membrana Plasmática Baso-

Lateral

www.bioaula.com.br

Zônulas de Oclusão (ZO)

Zônulas de Adesão (ZA)

Desmossomos (D)

Junções Comunicantes (JC)

Junções Celulares

www.bioaula.com.br

Junções Celulares

• Zônulas de oclusão

- São as junções mais apicais.

- São caracterizadas pela íntima

justaposição das membranas

celulares de células vizinhas, com a

fusão dos folhetos externos das

membranas.

- Formam uma barreira que impede a

passagem de moléculas por entre

as células epiteliais.

www.bioaula.com.br

Junções Celulares

• Zônulas de adesão

- Esta junção circunda toda a volta da

célula e contribui para a aderência

entre células vizinhas.

- Nesta zônula há uma discreta

separação entre as membranas

celulares e um pequeno acúmulo de

material elétron-denso na superfície

interna (citoplasmática) dessas

membranas.

www.bioaula.com.br

Junções Celulares

• Junções comunicantes ou

gap junctions ou néxus

- Caracterizam-se pela aposição das

membranas de células adjacentes.

- São formadas por hexâmeros

protéicos, cada um com um poro

hidrofílico central de 1,5 nm.

- Estes canais permitem a passagem

de moléculas informacionais, como

AMP cíclico, GMP, íons, etc, e podem

propagar informações entre células

vizinhas.

www.bioaula.com.br

Junções Celulares

• Desmossomos ou

máculas de adesão

- São estruturas complexas em

forma de disco, constituídos pelas

membranas de células contíguas.

- Na região do desmossomo, as

membranas celulares se afastam

deixando entre elas um espaço de

30 nm ou mais.

- Alguns desmossomos contêm um

material eletrodenso no espaço

intercelular. Na face citoplasmática

de cada membrana existe uma

placa circular constituída de ao

menos 12 proteínas na qual se

prendem filamentos intermediários

de queratina (tonofilamentos).

www.bioaula.com.br

Junções de oclusão

Trama terminal:

estrutura localizada no pólo apical

das células e que contém a proteína

espectrina, filamentos de actina e

filamentos intermediários.

Junções comunicantes

Desmossomos

Hemidesmossomos

Junções Celulares

www.bioaula.com.br

Hemidesmossomos

- Morfologicamente, estas

estruturas têm o aspecto de meio

desmossomo, localizado na

membrana da célula epitelial.

- Auxiliam a fixação da célula

epitelial à membrana basal

subjacente e são mais freqüentes

onde o epitélio está sujeito a

atritos fortes.

Hemidesmossomo

Fibrila de colágeno

em corte transversal

Lâmina densa

da membrana basal

Lâmina rara

www.bioaula.com.br

Especializações da Membrana Plasmática Superficial

• Cílios: extensões filamentosas e móveis da superfície de certas células

(traquéia e fossas nasais mecanismos de defesa; tubas uterinas

movimento do ovócito e zigoto). Contêm em seu interior nove pares de

microtúbulos periféricos e um par central, dispostos circularmente.

• Estereocílios: são expansões longas e filiformes da superfície livre de certas

células epiteliais; não possuem movimentos e são encontrados nas células

epiteliais que revestem o ducto deferente. Aumentam a superfície celular,

facilitando a absorção de água e outras moléculas.

• Flagelos: têm estrutura semelhante à dos cílios, porém são mais longos.

Estão presentes nos espermatozóides.

• Microvilosidades ou microvilos: expansões digitiformes do citoplasma

recoberta por membrana e contendo numerosos microfilamentos de actina.

Aumentam a superfície de absorção (intestino delgado e túbulos contorcidos

proximais dos rins).

www.bioaula.com.br

Especializações da Membrana Plasmática Superficial

MicrovilosidadesCílios

Estereocílios

www.bioaula.com.br

Glicocálix ou Glicocálice

• Cobertura formada por carboidratos ligados a proteínas e lipídios da

membrana plasmática formando glicoproteínas e glicolipídios que

participam:

- da adesão celular;

- do reconhecimento celular;

- da determinação de grupos sangüíneos;

- da inibição por contato (determina o crescimento dos órgãos);

- proteção da superfície celular às lesões mecânicas e e químicas.