BIOFÍSICA MEMBRANAS BIOLÓGICAS

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1 BIOFÍSICA MEMBRANAS BIOLÓGICAS

2 CÉLULA Unidade fundamental dos seres vivos Menor estrutura biológica capaz de ter vida autônoma Átomos Moléculas Estruturas supramoleculares Células tecidos órgãos Sistemas Homem As células dos seres vivos uni e pluricelulares possuem membrana citoplasmática

3 Membranas Biológicas Função e estrutura Estruturas diferenciadas que promovem a compartimentação das células, separando o seu interior do meio externo Capazes de selecionar os ingredientes que devem entrar na célula ou dela sair através de transporte ativo e passivo Modelo mosaico fluido modelo de estrutura mais aceita

4 Modelo Mosaico/Fluido Singer e Nicholson 2 camadas de lipídios onde estão inseridas moléculas proteicas

5 COMPOSIÇÃO: Principalmente fosfolipídeos e proteínas = constituição lipoprotéica Mosaico Fluido = 2 camadas lipídicas fluidas e contínuas, onde estão inseridas moléculas protéicas Lipídeos Moléculas biológicas apolares = solúveis em solventes orgânicos e insolúveis em água Glicolipídeos: - hidratos de carbono, em geral Hexoses - componentes de muitos receptores da superfície celular

6 Fosfolipídeos: -Radical fosfato -Contêm uma extremidade hidrofílica e uma hidrofóbica ( ANFIPÁTICOS) -Cabeça hidrofílica ( polar) e cauda hidrofóbica (apolar) Colesterol = importante esteróide, precursor da síntese de hormônios Função de tornar a bicamada menos fluida

7 Proteínas - características para cada tipo de membrana Imunogênicas promovem resposta imunitária Especificidade permite as células se reconhecerem mutuamente Ação enzimática Transporte ativo/ difusão Grupos: Integrais ou Intrínsecas (70%) glicoproteínas, proteínas transportadoras, receptores para hormônios, drogas e lecitinas Periféricas ou Extrínsecas se prendem à superfície interna e externa da membrana celular. Função de fixação

8 Transporte pela membrana plasmática A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto (partícula dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4 tipos: A) Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto; B) Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto; C) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto; D) Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. Nessa última classificação se enquadra a membrana plasmática.

9 Estruturas básicas 1-Poros ou canais: Passagens que permitem a comunicação entre lado externo e interno da célula. falhas 2-Zonas de difusão facilitada (ZDF): Regiões que possuem moléculas de uma determinada espécie química em alta concentração que permitem a difusão de moléculas afins

10 3-Receptores: Sítios capazes de receber moléculas específicas que acionam mecanismos de abertura ou fechamento de poros 4- Operadores: Mecanismos moleculares capazes de transportar substâncias através da membrana em sentido único

11 1- Poros ou canais trânsito passivo Os canais podem possuir carga negativa, positiva ou sem carga A carga se origina de grupos laterais de proteínas Canais positivos, repelem cátions(+) = deixam passar ânions. Canais negativos, repelem ânions (-)= deixam passar cátions.

12 Alguns canais possuem portões que se abrem sob comando, além da barreira da carga canal de Na+: Potencial de repouso canal fechado Potencial de ação - canal aberto

13 Diâmetro dos canais x Volume dos passantes : - Diâmetro do canal seleciona o passante de acordo com seu volume Concentração dos íons e direção do transporte : - Gradiente de concentração do lado mais concentrado para o menos concentrado

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15 2- ZDF - Passivo Regiões que possuem alta concentração de moléculas da mesma espécie química Exemplos: Lipídeos ZDF: lipoproteínas Polissacarídeos ZDF: glicoproteínas Processos imunológicos, permeando antígenos e anticorpos Transporte de hormônios esteróides

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17 3- Receptores trânsito ativo São sítios que possuem estrutura adequada à ligação de certas moléculas que ao se ligarem, deslancham uma série de processos celulares EX. Receptor de insulina/absorção da glicose pela célula, receptores para adrenalina, acetilcolina. Podem existir na membrana e no citosol

18 4 - Operadores Mecanismos capazes de realizar transporte ativo contra gradientes de concentração, elétrico ou ambos Utilizam ATP como fonte de energia Sentido unidirecional Ex. Bomba de sódio e potássio Receptores estão associados aos operadores

19 Transportes através da membrana Transporte passivo: Difusão simples : mecanismo de passagem natural de moléculas através da membrana Difusão facilitada : mediada por carreadores (proteínas) = substância penetrante se combina com uma molécula transportadora (permease) ex. glicose e alguns aminoácidos

20 Transporte ativo: dependência de energia, o soluto é transportado contra um gradiente Sistema de Receptores/Operadores

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23 SOLUÇÕES SOLUTO/SOLVENTE DIFUSÃO Passagem de uma determinada substância de um meio mais concentrado para um menos concentrado soluto se espalha homogeneamente pelo solvente OSMOSE Difusão do solvente a água vai aonde está o soluto O solvente vai até o soluto Osmose nada mais é do que a difusão do solvente

24 TRANSPORTE EM QUANTIDADE ( Transporte ativo gasto de energia) Transporte de macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, bactérias etc) Endocitose - transporte de substâncias do meio extra- para o intracelular, através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome de vesículas de endocitose ou endocíticas Exocitose processo contrário à endocitose. Excreção e secreção de substâncias

25 Endocitose Fagocitose- formação de pseudópodos para englobar no seu citoplasma partículas sólidas. EX. Os glóbulos brancos utilizam este processo para envolver materiais estranhos como bactérias ou até células danificadas

26 Endocitose Pinocitose englobamento de gotículas de líquido através da invaginação de uma área da membrana plasmática.

27 EXOCITOSE Processo biológico pelo qual uma célula eucariótica viva libera substâncias para o fluido extracelular Formação de vesículas que englobam a substância a secretar, no interior do citoplasma vão para a membrana celular, fundindo-se com esta e libertando o seu conteúdo para o exterior. As substâncias a serem libertadas pela célula podem ser produtos de secreções, tais como toxinas ou hormônios, ou neurotransmissores (nas sinapses dos nervos).

28 EXERCÍCIOS 1 O que é para que serve a membrana plasmática? 2 Explique resumidamente o que é o modelo mosaico-fluido que representa a membrana plasmática 3 Qual a diferença entre transporte ativo e transporte passivo? 4 De acordo com as estruturas básicas da Membrana, cite os tipos de transporte ativo e passivo

29 5 Qual a diferença entre os transportes por meio de ZDF e sistema receptores/operadores? 6 O que são os canais ou poros na membrana? 7 Como funciona o sistema de cargas nos canais? 8-Qual a diferença entre difusão simples e facilitada? Exemplifique cada uma 9- Quais os meios de transporte envolvem as macromoléculas?