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1 Membranas Celulares Todas as membranas celulares apresentam a mesma constituição básica Membrana celular -Membrana plasmática -Endomembranas Membrana Celular Membrana plasmática: limite celular Sistema de endomembranas: divide a célula em compartimentos (envoltório nuclear, retículo endoplasmático, mitocôndrias, cloroplastos, aparelho de Golgi...) 1

2 Membrana Celular Responsável pela constância do meio intracelular que é diferente do meio extracelular Membranas celulares como barreiras A membrana celular e a origem e evolução das células Células primitivas: papel da membrana plasmática 2

3 Papel das membranas celulares na evolução da complexidade dos organismos Células primitivas: papel do sistema de endomembranas Membrana Celular: Estrutura Química, Especializações e Transporte 3

4 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Substâncias polares Substâncias não polares 1895: natureza lipídica da membrana Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Fosfolipídios 1905: monocamada lipídica 4

5 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas 1926 Grupos polares Hidrocarbonetos Água Água 1926: membranas celulares compostas de bicamadas lipídicas Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas 1943 Grupos polares Cadeias de ác. graxos Proteínas A partir de Apenas uma bicamada lipídica não explicava as propriedades mecânicas da membrana 5

6 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas A partir de Apenas uma bicamada lipídica não explicava as propriedades mecânicas da membrana Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Proteínas + carboidratos Lipídios Proteínas + carboidratos A partir de Apenas uma bicamada lipídica não explicava as propriedades mecânicas da membrana 6

7 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Evidências da presença de proteínas que atravessavam a bicamada lipídica Bicamada lipídica 1) marcação química das proteínas da membrana Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Evidências da presença de proteínas que atravessavam a bicamada lipídica 2) micrografia eletrônica após criofratura 7

8 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Evidências da presença de proteínas que atravessavam a bicamada lipídica: Difusão lateral e transmembrana de lipídios e difusão de algumas proteínas Modelo do Mosaico Fluído Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Modelo contemporâneo membrana plasmática -âncoras lipídicas em algumas proteínas de membrana; -rede de proteínas citoplasmáticas que restringe o movimento de diversas proteínas de membrana. meio intracelular meio extracelular 8

9 Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Modelo contemporâneo meio extracelular -âncoras lipídicas em algumas proteínas de membrana; -rede de proteínas citoplasmáticas que restringe o movimento de diversas proteínas de membrana. meio intracelular meio intracelular meio extracelular Desenvolvimento das noções sobre a estrutura das membranas Modelo contemporâneo -âncoras lipídicas em algumas proteínas de membrana; -rede de proteínas citoplasmáticas que restringe o movimento de diversas proteínas de membrana. Meio intracelular Membrana Meio extracelular 9

10 Faces das membranas celulares Lipídios de membrana Molécula anfipática 10

11 Lipídios de membrana Cabeça hidrofílica Cauda hidrofóbica (hidrocarbonetos) Três classes principais de lipídios de membrana Fosfoglicerídeos Esfingolipídios Esteróis (colesterol) 11

12 Três classes principais de lipídios de membrana Fosfoglicerídeos: possuem grupo glicerol-fosfato e álcool. Fosfoglicerídeos: principal constituinte das membranas celulares Fosf oglicerídeos Lipídios de membrana que possuem grupo glicerol-fosfato. Molécula de fosfatidilcolina: principal lipídio das membranas celulares 12

13 Três classes principais de lipídios de membrana Esfingolipídios: derivados da esfingosina (alcool amino) e contém açúcar. Esfingolipídios: derivados da esfingosina (alcool amino) e contém açucar. 13

14 Três classes principais de lipídios de membrana Esteróis (colesterol) Cauda de hidrocarbonetos Anéis de carbono Colesterol: principal esterol da membrana de células animais; plantas e bactérias possuem outros esteróis em suas membranas Esteróis (colesterol) 14

15 Fosfoglicerídeos: possuem grupo glicerol-fosfato. Três classes principais de lipídios de membrana Esfingolipídios: derivados da esfingosina (alcool amino). Esteróis (colesterol) Cadeias de hidrocarbonetos dos lipídios Molécula de fosfatidilcolina (fosfoglicerídeo): principal lipídio das membranas celulares Saturado Insaturado 15

16 Lipídios de membrana Hepatócito de rato Moléculas anf ipáticas: submetidas a f orças conf litantes 16

17 Moléculas anf ipáticas: submetidas a f orças conf litantes desfavorável Bicamadas fosfolipídicas espontaneamente fecham-se sobre si mesmas de modo a formarem compartimentos selados 17

18 Vesículas de fosfolipídios são formados espontaneamente quando estes lipídios são adicionados à água Lipossomos Mobilidade de lipídios na membrana celular 18

19 Mobilidade de lipídios na membrana celular : temperatura : tamanho das caudas de hicrocarbonetos : grau de insaturação -maior temperatura, maior f luidez; -Caudas de hidrocarbonetos curtas e insaturadas, maior f luidez; saturada insaturada Mobilidade de lipídios na membrana celular : temperatura : tamanho das caudas de hicrocarbonetos : grau de insaturação Em leveduras e bactérias o comprimento e o grau de insaturação das caudas de hicrocarboneto são ajustadas dependendo da temperatura para manter a fluidez: temperaturas altas, a célula produz lipídios com caudas mais longas e saturadas. saturada insaturada Estratégia similar: produção de margarina a partir de óleos vegetais. Óleos vegetais são insaturados e portanto líquidos à temperatura ambiente. Adição de hidrogênio... 19

20 Mobilidade de lipídios na membrana celular Colesterol: reforça a bicamada tornado-a mais rígida e menos permeável Fluidez da membrana: 1) Mobilidade de lipídios e proteínas; 2) Fusão de membranas e mistura de seus componentes; 3) Transporte através da membrana; Importância da mobilidade de lipídios na membrana celular Membrana REL Síntese dos lipídios de membrana ocorre na face citoplasmática da membrana do RE 20

21 Assimetria da bicamada lipídica Assimetria da bicamada lipídica Membrana de hemácia 21

22 Importância da mobilidade de lipídios na membrana celular Permeabilidade da bicamada lipídica Proteínas de membrana 22

23 Proteínas de membrana Proteínas de membrana e K + 23

24 Membrana Associação das proteínas de membrana à bicamada lipídica Proteínas integrais Proteínas periféricas Proteínas INTEGRAIS de membrana 24

25 Proteínas INTEGRAIS de membrana Proteínas INTEGRAIS de membrana Cadeia transportadora de elétrons: mitocôndria 25

26 Proteínas PERIFÉRICAS de membrana cateninas actinas caderinas Movimento das proteínas de membrana 26

27 As células podem restringir o movimento das proteínas ao longo da membrana Proteínas do córtex celular Matriz extracelular Proteínas da superfície de outras células Barreiras As células podem restringir o movimento das proteínas ao longo da membrana Junção de oclusão Junção de oclusão limitando a distribuição de proteínas na membrana 27

28 Sustentação da MP: córtex celular Sustentação da MP: córtex celular 28

29 Sustentação da MP: córtex celular Açucares associados à lipídios e proteínas de membrana -Glicolipídios de membrana -Glicoproteínas de membrana 29

30 Glicocálice Glicocálice Função glicocálice: proteção, filtração, sistemas enzimáticos, reconhecimento celular, função antigênica 30

31 Glicocálice Função glicocálice: proteção, filtração, sistemas enzimáticos, reconhecimento celular, função antigênica 31

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