MEMBRANA CITOPLASMÁTICA GLICOCÁLIX E PAREDE CELULAR. Prof a Marta Gonçalves Amaral, Dra.

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1 MEMBRANA CITOPLASMÁTICA GLICOCÁLIX E PAREDE CELULAR Prof a Marta Gonçalves Amaral, Dra.

2 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.

3 FUNÇÕES 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

4 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%

5 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

6 FOSFOLIPÍDEOS Ácido graxo Região hidrofílica Região hidrofóbica Fosfato Glicerol ANFIPÁTICA Ácido graxo H 2 O Fosfato Glicerol

7 FLUIDEZ DA MEMBRANA Os fosfolipídios e proteínas deslocam-se no plano da membrana, não ocupam posição fixa. A membrana é fluída ácidos graxos insaturados

8 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

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10 PROTEÍNAS ASSOCIADAS A MEMBRANA

11 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

12 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

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14 FUNÇÕES DAS PROTEINAS

15 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.

16 sai HCO -, entra Cl - ancoragem Faz 2 ligações

17 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).

18 CRIOFRATURA 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. Ligação não covalente

19 Face P: proteínas integrais da membrana aparecem como partícula presas. Face E: mostra a cavidade onde as proteínas estavam encaixadas.

20 Unidades de membrana têm diferentes funções A organização molecular básica da membrana é a mesma, o que varia é a composição química e as propriedades biológicas. As membranas: São morfologicamente parecidas, Têm diferença na espessura de suas lâminas, Têm propriedades enzimáticas diferentes, Têm composição lipídica diferente. Na mesma célula a membrana apresenta locais diferenciados. Ex. célula absortiva.

21 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

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23 FUNÇÕES DO GLICOCÁLIX 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

24 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.

25 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).

26 TRANSPORTE PASSIVO 1. DIFUSÃO SIMPLES 2. DIFUSÃO FACILITADA 3. OSMOSE A favor de um gradiente de concentração. Sem gasto de energia

27 1.DIFUSÃO SIMPLES O soluto se espalha no solvente, do mais concentrado para o menos concentrado. Ex.: transporte de oxigênio, dióxido de carbono

28 2.DIFUSÃO FACILITADA Difusão do soluto através da membrana com auxílio da PERMEASE ou molécula transportadora. Cada PERMEASE transporta só um tipo de molécula. A molécula do soluto liga-se nos sítios ligantes da permease que se deforma e libera o soluto no outro lado da membrana.

29 3. OSMOSE Deslocamento do SOLVENTE (ÁGUA) do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana SEMIPERMEÁVEL.

30 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 ++

31 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.

32 COTRANSPORTE -SIMPORTE Células do intestino tem alta concentração de glicose em seu interior e pequena concentração na luz do intestino. 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

33 BOMBA DE Na ++ e K + /ANTIPORTE

34 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

35 FAGOCITOSE Após a fagocitose do material forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo que se funde ao lisossomo formando o vacúolo digestivo.

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38 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.

39 RECICLAGEM DA MEMBRANA

40 EXOCITOSE Consiste na eliminação de certas quantidades de material pela célula, como corpos residuais ou vacúolos excretores (material não digerido) ou vesículas de secreção.

41 ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA Microvilosidades Cílios Estereocílios Invaginações basais

42 Microvilosidades Vilina

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44 CÍLIOS

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46 ESTEREOCÍLIOS Epidídimo e canal deferente Células pilosas da cóclea: geram sinais

47 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).

48 INTERDIGITAÇÕES Invaginações e evaginações das membranas celulares que se encaixam em células vizinhas e que garantem maior aderência Aumentam a superfície entre as células, facilitando o intercâmbio de substâncias e possibilitando, ao mesmo tempo, maior coesão entre elas

49 JUNÇÕES CELULARES Zônula faixa contínua Fascia faixa interrompida Mácula redonda

50 JUNÇÃO DE OCLUSÃO

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52 JUNÇÃO DE ADESÃO

53 REDE TERMINAL Impregnação pela prata, mesentério ZO+ZA

54 Desmossomo =MA

55 HEMIDESMOSSOMO

56 JUNÇÃO DO TIPO GAP

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58 Localização das junções Rede terminal = ZO+ZA Trama terminal Tonofilamentos actina DESMOSSOMA COMPLEXO UNITIVO

59 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 (C 6 H 10 O 5 )n, constituída por moléculas lineares de glicose

60 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

61 Tipos de parede celular Parede celular primária 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) 20-40% celulose, 30% pectinas 15-20% hemicelulose Parede celular secundária 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)

62 Origem da parede celular 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 Interfase núcleo central dictiossomos espalhados (unidades do Golgi) Citocinese 2 núcleos filhos em reorganização e formação do Fragmoplasto (grego=cerca)

63 Meristema (tecido especializado em proliferação celular) Lamela média (pectina): muito fina e permeável, é gelatinosa e cimentante Após o término da citogenese, as microfibrilas de celulose se entrelaçam entres as células jovens Parede primária 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

64 Parede secundária S1 = externa S2 = média S3 = interna Orientação da celulose é diferente nas camadas

65 Comunicação celular Através de sinais químicos comunicações intercelulares: plasmodesmos (equivalente as gap junctions) são limitados por membrana e no centro tem o desmotúbulo

66 Campos de pontoação Campos de pontoação primária ou pontoações primárias: São plasmodesmos agregados, formam-se quando não há parede secundária

67 OBRIGADA!