MEMBRANA
CITOPLASMÁTICA GLICOCÁLIX E
PAREDE CELULAR
Profa Marta Gonçalves Amaral, Dra.
HISTÓRICO
1920 – bicamadas lipídicas;
1930 – revestimento de proteínas;
1970 – Modelo Mosaico Fluido;
CÉLULAS PROCARIONTES SÓ REVESTE A CÉLULA:
pobre em membranas.
CÉLULAS EUCARIONTES REVESTE A CÉLULA E
CONSTITUI OS ORGANÓIDES:
rica em membranas.
• Manter a estrutura e forma da célula, delimita as células
• Transporte de substância: contém canais e bombas para íons e nutrientes,
• Interação célula-célula
• Transdução de sinais
• Sítio de síntese e reações
• Receptores para os fatores de crescimento, hormônios e neurotransmissores
FUNÇÕES
COMPOSIÇÃO
Bicamada fosfolipídica, 5-8 nm de espessura com proteínas integrais e periféricas
LIPOPROTEICA
•Fosfolipídios + colesterol 40 a 75%
•Proteínas 35 – 80%
•Carboidratos até 10%
LIPIDÍOS:
1. Fosfolipídios ou fosfoglicerídios:
Ácido fosfatídico; Fosfatidilglicerol; Fosfatidiletanolamina (cefalina) ; Fosfatidilcolina (lecitina); Fosfatidilserina;
Fosfatidilinositol.
2. Glicolipídios:
Esfingolipídio é o mais encontrado.
Maior parte dos lipídeos das membranas biológicas contém açúcar;
3. Colesterol: Terceira maior classe de lipídeos das membranas. (só em animais)
4. Triglicerídios: Glicerol
FOSFOLIPÍDEOS
Ácido graxo
Glicerol Fosfato
H2O Região
hidrofílica
Região hidrofóbica
Ácido graxo Fosfato Glicerol
ANFIPÁTICA
FLUIDEZ DA MEMBRANA
• Os fosfolipídios e proteínas deslocam-se no plano da membrana, não ocupam posição fixa.
•A membrana é fluída – ácidos graxos insaturados
COLESTEROL
Lipídio presente em grande quantidade na membrana Função:
1. Interage com a cauda dos ácidos graxos 2. Preenche espaços entre os ácidos graxos - Enrijece a membrana
- Diminui a fluidez
- Reduz a permeabilidade
PROTEÍNAS
ASSOCIADAS
A MEMBRANA
PROTEÍNAS DA MEMBRANA
1. INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS:
encaixadas na bicamada lipídica e/ou sobressaem nas duas superfícies da bicamada lipídica.
Podem ser estruturais, enzimas, receptores e transportadores.
A porção em contato com os ácidos graxos é apolar, mas apenas na superfície da porção.
O interior das proteínas transmembrana é polar:
formam o canal hidrofílico.EX.: banda 3 e glicoforina
2. PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS : ficam na
superfície bicamada lipídica, interna ou externa.
Podem ter atividade enzimática e de sustentação.
são polares, atraídas pela
porção polar dos fosfolipídios
ligadas às proteínas integrais, espectrina e anquirina
FUNÇÕES DAS PROTEINAS
PROTEÍNAS ENCONTRADAS NA MEMBRANA DAS HEMÁCIAS
1. Espectrina: mais abundante constituinte que forma um arcabouço, dá elasticidade
preservando a integridade e forma do eritrócito
4. Anquirina: proteína de ligação da espectrina com a membrana e liga também na proteína banda 3
5. Banda 4.1: proteína de ancoragem da espectrina com a membrana 6. Actina: proteína de ligação da espectrina ao citoesqueleto
2. Banda 3: é uma proteína multi-passo, tem forma pregueada. Catalisa o transporte de ânions, é o canal por onde sai HCO- e entra Cl - na membrana do eritrócito.
3. Glicoforina: é uma das principais proteínas da superfície das hemácias, atravessa a membrana de um lado a outro, mantém a carga negativa na superfície impedindo a aglutinação, participa do glicocalix. Também está relacionada com os
antígenos eritrocitários A B O.
sai HCO-, entra Cl-
Faz 2 ligações ancoragem
ASSIMETRIA DA MEMBRANA
A membrana tem duas faces:
• Externa: se liga a outra célula ou material intercelular – face E.
• Interna ou protoplasmática: em contato com o citoplasma: face P.
• As duas faces são diferentes química e eletricamente, por isso, a membrana é assimétrica.
A face E tem carboidratos, ausentes na face P e fosfatidilcolina.
A face P é negativa em relação à face E, tem fosfatidiletanolamina e fostatidilserina (carga negativa).
CRIOFRATURA
Ligação não covalente
Permite visualizar as proteínas integrais da membrana, pelo congelamento rápido seguido de sua fratura. Depois é tratada com metal pesado e carbono para ser estudada em MEV.
Face P: proteínas integrais da membrana aparecem como partícula presas.
Face E: mostra a cavidade onde as proteínas estavam encaixadas.
Unidades de membrana têm diferentes funções
São morfologicamente parecidas,
Têm diferença na espessura de suas lâminas,
Têm propriedades enzimáticas diferentes,
Têm composição lipídica diferente.
A organização molecular básica da membrana é a mesma, o que varia é a composição química e as propriedades biológicas. As membranas:
Na mesma célula a membrana apresenta locais diferenciados.
Ex. célula absortiva.
GLICOCÁLIX
É uma projeção da parte mais externa da membrana.
Glicoproteína + proteoglicanas + glicolipidios
Sua composição não é estática, varia de célula para célula e de região da membrana na mesma célula.
Glicídios dos glicolipidios se ligam a glicídios das glicoproteínas
• Coesão celular (-) + íon Ca (+)
• Antigênico: especificidade celular
Reconhecimento de células da mesma espécie
através do Complexo Principal de Histocompatibilidade ou MHC (major histocompatibility complex)
Apreende partículas para fagocitose Determinação de grupos sanguíneos
• Inibição por contato
• Barreira de difusão de macromoléculas
FUNÇÕES DO GLICOCÁLIX
PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
•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.
PERMEABILIDADE PASSIVA E ATIVA
Duas soluções de diferentes concentrações tendem a igualar suas concentrações.
•PASSIVA:
as moléculas movimentam-se do mais concentrado para o menos concentrado, devido a diferença das concentrações, não havendo consumo de energia.
•ATIVA:
é a movimentação de moléculas do meio menos
concentrado para o mais concentrado, com gasto de
energia (ATP).
TRANSPORTE PASSIVO
1. DIFUSÃO SIMPLES
2. DIFUSÃO FACILITADA 3. OSMOSE
A favor de um gradiente de concentração.
Sem gasto de energia
1.DIFUSÃO SIMPLES
O soluto se espalha no solvente, do mais concentrado para o menos concentrado.
Ex.: transporte de oxigênio, dióxido de carbono
2.DIFUSÃO FACILITADA
A molécula do soluto liga-se nos sítios ligantes da permease que se deforma e libera o soluto no outro lado da membrana.
Difusão do soluto através da membrana com auxílio da PERMEASE ou molécula transportadora.
Cada PERMEASE transporta só um tipo de molécula.
3. OSMOSE
Deslocamento do SOLVENTE (ÁGUA) do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana SEMIPERMEÁVEL.
TRANSPORTE ATIVO
• Com gasto de energia
• Ocorre contra o gradiente de concentração.
• É feito por proteínas transmembrana chamadas ATPases ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia.
• Transporta sempre íons e moléculas polares.
• ATPases são específicas. Ex.: bomba Ca++
COTRANSPORTE
• É o transporte conjunto de duas moléculas ou íons ou íon e molécula através da membrana.
• SIMPORTE: ambos são transportados no mesmo sentido.
• ANTIPORTE: os dois vão em sentido oposto.
Ex. Bomba de Sódio e
Potássio.
COTRANSPORTE -SIMPORTE
A célula absorve glicose passivamente, usando as
altas concentrações do sódio na luz intestinal que
passam para o interior da célula e arrastam a glicose
Células do intestino tem alta concentração de glicose em seu interior e pequena concentração na
luz do intestino.
BOMBA DE Na ++ e K + /ANTIPORTE
TRANSPORTE EM QUANTIDADE
• Os processos citados anteriormente só transportam moléculas pequenas ou pequena quantidade de
substâncias.
• Macromoléculas ou células inteiras são transportadas através da membrana pelos processos de ENDOCITOSE (entrada) E EXOCITOSE (saída).
• Os processos são denominados:
• ENDOCITOSE (FAGOCITOSE, PINOCITOSE) E EXOCITOSE
FAGOCITOSE
Após a fagocitose do material forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo que se funde ao lisossomo formando o vacúolo digestivo.
PINOCITOSE
• É o englobamento de substâncias líquidas (soluções ou suspensões) por invaginação.
• Há canais de pinocitose que são cortados formando vesículas de pinocitose que vão aos endossomos e posteriormente são parte dos lisossomos.
RECICLAGEM DA MEMBRANA
EXOCITOSE
• Consiste na eliminação de certas quantidades de material pela célula, como corpos residuais ou vacúolos excretores (material não digerido) ou vesículas de secreção.
ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA
Microvilosidades
Cílios
Estereocílios
Invaginações basais
Microvilosidades
Vilina
CÍLIOS
ESTEREOCÍLIOS
Epidídimo e canal deferente
Células pilosas da cóclea: geram sinais
INVAGINAÇÕES BASAIS
Cada loja do citoplasma abriga pilhas de longas mitocôndrias.
Função:
favorece o transporte ativo de íons, como nas células dos rins e ductos estriados (parótida).
INTERDIGITAÇÕES
Aumentam a superfície entre as células, facilitando o
intercâmbio de substâncias e possibilitando, ao mesmo tempo, maior coesão entre elas
Invaginações e evaginações das membranas celulares que se encaixam em células vizinhas e que garantem
maior aderência
JUNÇÕES CELULARES
Zônula faixa contínua
Fascia faixa
interrompida Mácula redonda
JUNÇÃO DE OCLUSÃO
JUNÇÃO DE ADESÃO
REDE TERMINAL
Impregnação pela prata, mesentério
ZO+ZA
Desmossomo =MA
HEMIDESMOSSOMO
JUNÇÃO DO TIPO GAP
Localização das junções
DESMOSSOMA
COMPLEXO UNITIVO Trama terminal
Tonofilamentos actina Rede terminal = ZO+ZA
Parede celular
• É uma matriz extracelular rígida e maleável, forte e organizada
• A composição química varia de espécie para espécie
• Composta por fibrilas de polissacarídeos (celulose, hemicelulose, pectina e calose) e uma matriz rica em proteínas e água
Celulose (C6H10O5)n, constituída por moléculas lineares de glicose
Funções
o Determina o formato celular e a forma da planta
o Funciona como um esqueleto rígido, maleável e forte o Impede a mobilidade celular
o Participa da aderência entre as células o Participa da aglutinação celular
o Auxilia na interação com células vizinhas o Influi no crescimento e nutrição
o Auxilia a manutenção da integridade osmótica (líquido extracelular é hipotônico, nos animais é isotônico)
o Forma uma barreira protetora contra lesões e infecções
Tipos de parede celular
Parede celular primária
Parede celular
secundária
Presente em células vivas, capazes de se dividir ativamente
Envolvida com a fotossíntese, respiração e secreção
CQ: 90% polisacarídeos 10% proteínas, água e
lipídeos (ceras, cutina e suberina)
Fica na superfície interna da parede primária Surge quando termina o crescimento celular Após a sua deposição a célula morre
Tem a função de sustentação CQ: 65-85% celulose
15-35% lignina (polímero fenólico)
20-40% celulose, 30% pectinas
15-20% hemicelulose
Origem da parede celular
Interfase
núcleo central dictiossomos espalhados (unidades do Golgi)
Citocinese
2 núcleos filhos em reorganização e formação do Fragmoplasto (grego=cerca)
Placa celular resulta da fusão das vesículas que aprisionam
cisternas do RE
Placa celular atinge as paredes laterais da célula, originado a membrana plasmática e a parede celular de cada célula-filha
Parede primária
Após o término da citogenese, as microfibrilas de celulose se entrelaçam entres as células jovens
Meristema
(tecido especializado em proliferação celular)
Lamela média (pectina): muito fina e permeável, é gelatinosa e cimentante
Quando cessa o crescimento celular a parede primária pára de se expandir
Entre a parede primária e a membrana citoplasmática, ocorre um espessamento da parede primária formando a PAREDE SECUNDÁRIA
Parede secundária S1 = externa
S2 = média S3 = interna
Orientação da celulose é diferente nas camadas
Comunicação celular
Através de sinais químicos
• comunicações intercelulares: plasmodesmos (equivalente as gap junctions) são limitados por membrana e no centro tem o desmotúbulo
Campos de pontoação
Campos de pontoação primária ou pontoações primárias:
São plasmodesmos agregados, formam-se quando não há parede secundária
