Biologia. Membranas Biológicas. Professor Enrico Blota.

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1 Biologia Membranas Biológicas Professor Enrico Blota

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3 Biologia MEMBRANAS BIOLÓGICAS PARTE 1 Todas as células, sejam elas procariontes ou eucariontes apresentam um revestimento membranoso lipoproteico chamado membrana plasmática. É uma fina membrana capaz de realizar diversas funções. Sua constituição só pode ser vista com auxílio da microscopia eletrônica. Além da membrana plasmática, procariotos e muitos eucariotos ainda apresentam a parede celular, com constituição diversificada nos diferentes reinos dos seres vivos. Veremos nesse capítulo as membranas biológicas e os transportes através da membrana. Parede celular A parede celular é composta por 3 camadas mais ou menos distintas: a lamela média (camada mais externa compartilhada com células vizinhas), a parede primária e a parede secundária. Estas camadas são formadas essencialmente por celulose, lignina (responsável pela rigidez das células), gorduras (protegem as células dos tecidos em contato com o exterior) e outras como a pectina. A parede celular é encontrada em bactérias, em algas do reino protista, nos fungos e nos vegetais. 3

4 Membrana plasmática Todas as células apresentam a membrana plasmática como revestimento celular. Ela delimita a célula e regula as substâncias que entram ou saem, regulando inclusive o sentido do movimento. Isso é essencial para o metabolismo celular, pois este só se processa se as substâncias estiverem presentes nas quantidades adequadas. Esta capacidade de selecionar as substâncias que entram ou saem da célula é designada por permeabilidade seletiva ou semipermeabilidade (substâncias lipossolúveis). Outra importante característica da membrana é quanto a sua composição formada por fosfolipídios e proteínas (lipoprotéica). A membrana plasmática apresenta-se como um mosaico-fluido, modelo estabelecido por Singer e Nicholson. Leitura Obrigatória As junções celulares e especializações da membrana das células São diversas estruturas que mantém as células epiteliais e outros tipos celulares firmemente unidas entre si ou auxiliam na função de absorção. As principais são os desmossomos, as zonas de adesão, as zonas de oclusão, as junções do tipo gap (comunicantes), as interdigitações e as microvilosidades. Interdigitações: são dobras que ampliam a superfície de contato e também facilitam passagens. 4

5 Biologia Membranas Biológicas Prof. Enrico Blota Microvilosidades: são áreas que ampliam a superfície de absorção dos nutrientes. Encontradas nas células do duodeno (primeira porção do intestino delgado). Desmossomos: são discos de adesão entre as células, funcionando como pontes. São formados por duas porções que se unem (uma em cada célula). Hemidesmossomos: são semelhantes aos desmossomos, porém, permitem que as células epiteliais se conectem com a lâmina basal, porção que faz contato do tecido epitelial com o tecido conjuntivo. 5

6 Zonas de adesão: são zonas onde as células vizinhas estão firmemente unidas por uma substância intercelular adesiva, mas suas membranas plasmáticas não chegam a se tocar. Na zona citoplasmática dessa região existem filamentos de actina, conferindo maior resistência. Zonas de oclusão: zonas onde há junção da membrana de células adjacentes nas áreas mais próximas do pólo apical, estabelecendo uma barreira à entrada de macromoléculas no espaço entre as células vizinhas. As macromoléculas só podem penetrar passando pelo interior das células, o que possibilita o controle do que entra nas diferentes estruturas revestidas por epitélios. Junções do tipo gap (nexos): apresentam grupos de proteínas específicas, que se dispõem formando canais que atravessam as camadas de lipídios das membranas. Esses grupos de proteínas tocam-se no espaço intercelular, estabelecendo canais de comunicação entre as células. Plasmodesmos: São pequenos orifícios, onde uma célula mantém contato com outra vizinha. Permite passagem de substâncias entre os citoplasmas vizinhos. 6

7 Biologia Membranas Biológicas Prof. Enrico Blota MEMBRANAS BIOLÓGICAS PARTE 2 Os transportes através da membrana A morfologia da membrana plasmática permite que algumas substâncias passem livremente ou sejam transportadas do meio intracelular para o extracelular e vice-versa. Assim, temos os seguintes transportes através da membrana: Transporte passivo Não há gasto energético. Pode ocorrer do meio onde há maior concentração de substâncias para o meio em que há menor concentração delas. Exemplos: Difusão simples e facilitada. Difusão simples Esse tipo de transporte se processa a favor do gradiente de concentração (do meio mais concentrado para o menos concentrado). Ocorre comumente com substâncias solúveis nos fosfolipídeos da bicamada. É o caso dos gases oxigênio e gás carbônico. Difusão facilitada Assim como a difusão simples o movimento das substâncias se processa a favor do gradiente de concentração, porém, o tamanho ou constituição da molécula não é favorável a uma difusão simples. Isso requer a intervenção de proteínas especializadas da membrana (permeases, que são específicas para cada tipo de substância). Como exemplo temos o processo de entrada da glicose nas células. 7

8 Osmose É um caso especial de transporte passivo, pois se processa do meio menos concentrado (hipotônico) para o mais concentrado (hipertônico). Nesse caso não se trata de um soluto e sim de um solvente (a água). O objetivo do transporte é tornar o meio em questão isotônico. É importante acrescentar que ainda existem as porinas (aquaporinas) são proteínas que formam poros (ou canais), verdadeiros túneis para passagem de água e íons. Transporte ativo: Há gasto energético. O processo ocorre com as substâncias sendo transportadas do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Os principais são as bombas de íons ou moléculas, endocitoses e exocitoses. Bomba de sódio e potássio A concentração de potássio é geralmente 10 a 20 vezes maior no interior da célula do que no exterior. Já a concentração de sódio é maior no meio extracelular. Essa diferença de concentrações é mantida sempre pela bomba de sódio e potássio. Isso exige consumo energético evidente. 8

9 Biologia Membranas Biológicas Prof. Enrico Blota Endocitoses É a incorporação de macromoléculas pela célula. Podemos dizer que há dois tipos: a fagocitose (englobamento de partículas sólidas formam-se pseudópodes) e a pinocitose (englobamento de partículas em meio líquido gotículas não há emissão de pseudópodos). Há formação de uma vesícula contendo as partículas (fagossomo ou pinossomo) que poderá se fundir com o lisossomo da célula para uma futura degradação. Exocitoses O metabolismo celular exige produção e degradação de moléculas distintas. Esse processo pode gerar resíduos que devem ser eliminados para fora das células. Formam-se vesículas que são eliminadas para o meio externo. Ao aproximar-se da membrana plasmática, a membrana da vesícula funde-se com a membrana plasmática libertando, assim, o seu conteúdo para o exterior da célula. Esse processo descrito de exocitose é conhecido como clasmocitose. Há outros casos de exocitose, como a secreção celular, quando a célula produz e elimina um produto útil no meio extracelular. Um exemplo desse tipo é a secreção de hormônios no sangue. 9

10 O citoesqueleto Apesar de parecer vazio, quando observado ao microscópio óptico, o hialoplasma é formado por uma matriz de fibras denominada citoesqueleto. O citoesqueleto tem como função dar suporte à célula e aos diferentes organóides, bem como auxiliar o seu deslocamento. Fazem parte do citoesqueleto os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários. 10

11 Biologia Membranas Biológicas Prof. Enrico Blota Chama-se ciclose o movimento interno sofrido pelas células, com participação especial do citoesqueleto. A ciclose é uma corrente citoplasmática capaz de deslocar substâncias e organelas como mitocôndrias, vacúolos digestivos e cloroplastos. Abaixo um exemplo de ciclose em vegetais. 11

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