MEMBRANA PLASMÁTICA E CITOPLASMA. Luciana Simões Rafagnin Marinho

MEMBRANA

PLASMÁTICA E

CITOPLASMA

Organização estrutural

◦ Delimita o espaço da célula

◦ Todas as membranas celulares apresentam a mesma constituição básica:

◦ Bicamada lipídica fuida

◦ Moléculas proteicas inseridas

◦ Fosfolipídeos e colesterol são os lipídeos mais frequentes

◦ Colesterol diminui a fluidez da membrana

Organização estrutural

◦ As proteínas de membrana também possuem resíduos hidrofílicos e

hidrofóbicos

PROTEÍNAS

INTEGRAIS

PERIFÉRICAS

PROTEÍNAS

Ø Firmemente associadas aos lipídios Ø 70% das proteínas da MP

Ø Algumas são transmembrana

Ø Extraídas facilmente

Organização estrutural

◦ A membrana é constituída por uma camada hidrofóbica média e duas

camadas hidrofílicas, uma interna (citoplasmática) e outra externa (extracelular)

◦ Carboidratos associam-se às proteínas e aos lipídios ◦ É assimétrica

◦ Glicídios encontram-se geralmente na face externa ◦ Face citoplasmática tem maior carga negativa

Funções da membrana celular

◦ Manter a constância do meio intracelular (controla o trânsito de

substâncias)

◦ Reconhecer células e moléculas, graças aos receptores de

membrana

◦ Adesão a células vizinhas, através de especializações da membrana ◦ Comunicação entre células vizinhas

◦ Divisão da célula em compartimentos (endomembranas)

◦ Distinção do que é próprio do organismo daquilo que é estranho

Envoltórios externos à membrana

◦ Glicocálice

◦ Parede celular

◦ Rígida e permeável

◦ Presente em bactérias, fungos e vegetais

Glicocálice

◦ Região rica em carboidratos ligados à superfície externa da MP

◦ Constituído principalmente pelas glicoproteínas fibronectina, vinculina e

laminina

◦ Ajuda a proteger a superfície celular contra lesões químicas e mecânicas ◦ Adsorve água, conferindo à célula uma superfície lisa

◦ Impede que as células sanguíneas grudem umas nas outras ou à parede

dos vasos

Grupos sanguíneos também são exemplos da capacidade de reconhecimento da MP

Variações na estrutura dos carboidratos presentes nos glicolipídios e glicoproteínas da membrana dos eritrócitos

Adesão celular

◦ As glicoproteínas do glicocálice funcionam como um elo funcional

entre as células ou entre elas e a matriz extracelular

◦ Estruturas juncionais:

1. Desmossomos e zônula de adesão: unem fortemente as células umas com as outras ou à matriz extracelular

2. Zônula de oclusão: promove a vedação entre as células

3. Junção comunicante (gap junction): estabelece a comunicação entre uma célula e outra

1. Desmossomos e zônula de adesão

Desmossomos

◦ Têm forma de placa arredondada e

são constituídos pelas membranas de duas células vizinhas

◦ Filamentos intermediários se inserem

nas placas, unindo os citoesqueletos das células

1. Desmossomos e zônula de adesão

Desmossomos

◦ Sua capacidade em prender células depende

de caderinas nas membranas e de níveis normais de cálcio

◦ Frequentes em células submetidas a tração,

como epiderme, revestimento da língua e esôfago e células do músculo estriado cardíaco

1. Desmossomos e zônula de adesão

Zônula de adesão

◦ Circunda a parte apical da célula como um cinturão ◦ Abundante no epitélio e na mucosa intestinal

◦ No local da zônula de adesão, o espaço intercelular entre as

membranas das duas células é preenchido por um material granuloso, o qual é composto por uma substância de adesão sensível aos níveis de cálcio

2. Zônula de oclusão

◦ Funciona como um cinturão adesivo que mantém as células vizinhas

tão encostadas que impede a passagem de íons e moléculas

◦ Desta forma, substâncias eventualmente presentes em uma cavidade

revestida por tecido epitelial não podem penetrar no corpo, a não ser atravessando diretamente as células

Complexo juncional

◦ Presente em vários epitélios próximo à extremidade celular livre.

Constituído por:

v Zônula de oclusão

v Zônula de adesão adesão e vedação v Desmossomos

3. Junção comunicante (gap junction)

◦ Formada por tubos proteicos paralelos que

atravessam a MP das duas células, estabelecendo comunicação entre elas

◦ Podem estar muito permeáveis ou pouco

permeáveis, abrindo ou fechando a comunicação entre as células

◦ Observada entre as células epiteliais de

revestimento, epiteliais glandulares, musculares lisas, musculares cardíacas e nervosas

Comunicação celular

HORMONAL

PARÁCRINA

Os hormônios na comunicação celular

◦ Mensageiros químicos que influenciam, entre outras coisas:

◦ Formação dos órgãos e tecidos ◦ Metabolismo ◦ Multiplicação celular ◦ Secreção ◦ Fagocitose ◦ Produção de anticorpos ◦ Contração

Hormônios

◦ Secretados por glândulas endócrinas

◦ Ligam-se a receptores de membrana das células-alvo para

desencadear a resposta celular

◦ Penetram nos capilares sanguíneos e distribuem-se por todo o

Hormônios hidrossolúveis

◦ Representam 80% dos hormônios, são proteínas e se ligam aos

receptores de membrana (proteínas integrais)

Hormônios lipossolúveis

Hormônios esteroides da adrenal (por exemplo, cortisol)

Hormônios sexuais (estrógenos, progesterona, testosterona) Hormônios da tireoide (T3 e T4)

◦ Atravessam a membrana e penetram na célula, agindo sobre

receptores intracelulares (citoplasma e núcleo)

Comunicação parácrina

◦ As moléculas sinalizadoras atuam nas células vizinhas

◦ Na maioria das vezes o sinalizador atua em tipos celulares

diferentes da célula que o secretou

◦ Eventualmente pode atuar no mesmo tipo celular (comunicação

autócrina)

◦ Exemplo de comunicação parácrina: histamina, produzida pelos

Comunicação por neurotransmissores

◦ Ocorre nas sinapses nervosas, onde os

neurônios estabelecem contato entre si, com fibras musculares ou com céls secretoras

◦ Neurotransmissores são produzidos pelos

neurônios e liberados por exocitose

◦ Quando liberados, atravessam um pequeno

espaço entre o terminal do axônio e a outra célula (sinapse)

Transporte através da membrana

◦ Substâncias hidrofóbicas (lipossolúveis) atravessam mais

facilmente a membrana

◦ A entrada de substâncias hidrossolúveis depende do tamanho

da molécula e de suas características químicas

◦ O transporte das substâncias através da membrana ocorre

◦ Processo em que ocorre passagem de soluto (difusão) ou água

(osmose) a favor do gradiente de concentração

◦ Processo realizado com a própria energia intrínseca do conjunto

de moléculas e íons existentes nos líquidos orgânicos

TRANSPORTE PASSIVO

Não há gasto

de energia!

TRANSPORTE PASSIVO

Difusão

simples

Moléculas pequenas e gases passam sem nenhum auxílio até

equilíbrio no gradiente

Difusão

facilitada

Moléculas (aa e glicose) atravessam a membrana com a ajuda de proteínas

carreadoras (permeases)

Osmose

Passagem de água de um meio hipotônico para um meio

hipertônico através de uma membrana semipermeável

Osmose

◦ A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a

membrana é conhecida por pressão osmótica

◦ Não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de

Ex de osmose: durante o congelamento, embriões encolhem quando em contato com o crioprotetor (solução hipertônica)

TRANSPORTE ATIVO

◦ Tráfego de moléculas através da membrana plasmática, contra o

gradiente de concentração

Há gasto de energia!

Impulsionado

por ATP

Ex: bomba de sódio e potássio* *Proteínas carreadoras atuam como bombas transportando soluto contra

o gradiente

Impulsionado

por gradientes

iônicos

Ex: absorção de glicose no intestino* *Cotransporte realizado com o gasto de energia fornecida pelo

Transporte em quantidade

◦ Macromoléculas (proteínas, polissacarídeos e polinucleotídeos)

são transferidas para o interior da célula por endocitose

◦ O processo inverso é conhecido como exocitose

FAGOCITOSE Partículas se fixam a receptores da MP e são englobadas_{pelo citoplasma celular através de pseudópodos, formando}

um fagossomo, que é digerido. Ex: macrófagos, neutrófilos.

Citoplasma

◦ Os constituintes celulares são segregados em compartimentos

funcionais definidos conforme o tipo celular

◦ Possui um sistema de endomembranas composto por cisternas,

sáculos e túbulos que se comunicam através de vesículas transportadoras

Componentes do citoplasma

Citosol

◦ Matriz amorfa na qual estão mergulhadas as organelas e

inclusões citoplasmáticas

◦ Contém água, íons, aas, precursores dos ácidos nucleicos,

enzimas

◦ Possui microfibrilas (constituídas de actina) e microtúbulos

(constituídos de tubulina), que podem se despolimerizar e polimerizar novamente

◦ Estado sol – aspecto fluido (actina e tubulina despolimerizadas) ◦ Estado gel – aspecto viscoso (actina e tubulina polimerizadas)

◦ Polissomos podem estar aderidos à membrana do REr ou livres

no citoplasma

◦ Síntese de proteínas e transporte de substâncias

◦ A sequência primária da proteína é determinada pela

sequência de nucleotídeos do RNAm que irá codificá-la

◦ No REr, as proteínas adquirem configuração tridimensional

◦ As proteínas são transportadas para o complexo de Golgi para

serem glicosiladas, sulfatadas ou fosforiladas

◦ Organela membranosa constituída por uma rede de tubos e vesículas

◦ REr: cisternas associadas a ribossomos

◦ REl: sistema tubular anastomosado

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Síntese de ácido clorídrico Armazenamento de cálcio Glicogenólise

◦ Secreção celular

◦ Grupos de cisternas achatadas que se empilham, formando os

dictiossomos, que são ligados por um sistema tubular

◦ Dictiossomos: promovem glicosilação, sulfatação e fosforilação ◦ Cada pilha de cisterna é polarizada

FACE CIS: Face de formação, que recebe o produto processado pelo retículo

FACE TRANS: Face de maturação, onde brotam os produtos de secreção transformados quimicamente nos dictiossomos

◦ Organelas membranosas que possuem enzimas hidrolíticas ◦ Realizam a digestão intracelular

◦ Alimentação da célula

◦ Eliminação de constituintes celulares envelhecidos ◦ Neutralização da ação de elementos estranhos

◦ Diferenciação celular

◦ Reparo e remodelação tecidual

◦ Lisossomo primário: produzido no complexo de Golgi

◦ Lisossomo secundário: resulta da fusão de um ou mais lisossomos

primários com produtos oriundos de endocitose ou autofagia

Peroxissomos

◦ Estruturas limitadas por uma membrana que contêm um elevado

número de enzimas

◦ Função: degradar H2O2, ácidos graxos, aas, etanol ◦ Possuem grande quantidade da enzima catalase

◦ A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como

Mitocôndrias

◦ Organelas alongadas constituídas por uma membrana interna

pregueada (cristas mitocondriais) e uma externa

◦ Função: liberar energia gradualmente das moléculas de ác.

graxos e glicose

◦ Produção de calor e ATP

Citoesqueleto

◦ Conjunto de fibras e túbulos proteicos existente no citoplasma de

células eucarióticas

◦ Liga-se às proteínas do citosol e às organelas membranosas

◦ Função: responsável pela sustentação do citoplasma, por alterações

na sua viscosidade e pela movimentação das organelas

◦ Componentes:

Microfilamentos Filamentos de actina em forma de rede

Microtúbulos Constante reorganização da tubulina

Filamentos

Citoesqueleto

Filamentos intermediários

Microtúbulos

Microfilamentos

Centríolos

◦ Compostos por tríades de microtúbulos que formam um cilindro ◦ Formam o fuso na divisão celular

Centríolos