Membranas Biológicas Aula I
As Membranas Biológicas características gerais: As membranas biológicas basicamente definem compartimentos Determinam a comunicação entre o lado interno com o lado externo da célula (ou organela) - controle da passagem de íons e outras moléculas - informação: mudanças conformacionais dos componentes da membrana Sistemas enzimáticos associados a membranas - Catálise de reações transmembranares ou de reações sequênciais que ocorrem no plano da membrana
As membranas biológicas compartilhas numerosas características em comum, mas também se caracterizam por sua ELEVADA DIVERSIDADE Diversidade proteínas de membrana. Diversidade de funções. De que maneira interagem umas com as outras. De que maneira interagem com os outros componentes citoplasmáticos
Diferentes morfologias Heterogeneidade no plano da membrana. (Assimetria lateral)
Funções da membrana -Forma compartimentos especializados por ser seletivamente permeável - forma ambiente único diferente do externo - pode concentrar moléculas de espécies diferentes - ph e cargas diferentes -Distribuição assimétrica de proteínas -Reconhecimento célula-célula -Moléculas receptoras de sinalização que induz reações intracelulares -Controle de seqüências de reações -Produto de uma enzima serve de substrato para a enzima seguinte
Organização de uma célula eucariótica (altamente compartimentalizada dentro do citosol, organelas e complexos moleculares específicos) funções das membranas (com o auxílio de proteínas de membranas) -manter a permeabilidade seletiva de moléculas pequenas e grandes -controlar o fluxo de informação (hormônios e metabólitos) -suporte para os processos de conversão de energia gradientes de íons e voltagem fenômenos sensoriais
representação esquemática do modelo do "mosaicofluido", segundo Singer & Nicolson (1972)
(Science, 1972:175, 720-731.) Singer e Nicolson: Modelo do Mosaico Fluido. A membrana é formada por uma bicamada fosfolipídica fluida na qual as proteínas globulares são livres para se difundirem e estão embebidas ou imersas em diferentes graus
O modelo do mosaico fluido de Singer e Nicolson -A membrana é um fluido mosaico de fosfolipídios e proteínas -Tipos de membranas de proteínas -Proteínas integrais -Proteínas periféricas ligadas a superfície - Regiões de membrana diferem em proteínas - lado interno x externo - proteínas expostas a somente um lado da superfície - exposta am ambos os lados - regiões dentro da bicamada -Membrana lipídica é um fluido bidimensional -Proteínas podem se mover lateralmente
Na últimas décadas: Este modelo continua sendo o suporte teórico da membranologia. Se tem prestado especial atenção a: Como as propriedades físico-químicas da bicamada regulam a função de proteínas de membrana. Dinâmica das membranas e sua relação com a sua função.
Limitacões atuais do Modelo do Mosaico Fluido: Nem todas as proteínas são livres para difundir na membrana Existem domínios laterais no plano da membrana Presença de um citoesqueleto certos domínios da membrana poderiam não estar organizados em um bicamada tradicional (hipótese)
Os lípidios que forma as Ácidos graxos bicamada Derivados de glicerol Derivados da Esfingosina O Esteróides O Fosfolípidios Diols CH 2 OH CHOH CH 2 OH OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH NH 2 CH 2 OH HO CH 2 CH2 OH OH
Ácidos graxos
Triacilglicerídios ou triglicerídios (não são componentes de membrana) - Óleos e gorduras Maior fonte de energia para muitos organismos Empacotamento eficiente Isolação, energia s/ nitrogênio, forma armazenamento de água (corcova do camelo)
Alcoxilípidos O O 1-O-alquenil-2-acil-gliceridio O O R O O 1-O- alquil-2-acil-gliceridio O O R O O 1,2-di-O-alquil-gliceridio O R São lípidios típicos das bactérias.
Esfingolípidios: Derivados do amino-álcool monoinsaturado de 18 átomos de C:esfingosina ou de seus similares (dihidroesfingosina, etc.) OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH CH 2 NH 2 Através do N amina se liga um ácido graxo de cadeia longa através de una ligação amida. Ceramida OH OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH CH 2 OH CO NH
Esfingolípidios: ESFINGOFOSFOLIPíDiOS. OH O CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH CH 2 O P O X CO NH O - ESFINGOGLICOLIPíDiOS OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH CH 2 O oligosacarido CO NH
Os esfingoglico GLICOlípidos. OH CH 3 (CH 2 ) 12 CH CH CH CH CH 2 O AZUCAR CO NH β Se o açúcar é um monosacaridio neutro: glicose o galactose: CEREBROSíDiO GLUCOCEREBROSIDO (Tecido não neuronal) GALACTOCEREBROSIDO (Tecido neuronal) Em algumas ocasiões sulfatado na posição 3 da galactose: SULFATADOS: RECEPTORES
Os Esteróides São moléculas muito mais compactas e apolares que os lípidos descritos anteriormente. São derivados do ciclopentanoperhidrofenantreno, um hidrocarboneto tetracíclico saturado. Se encontram tanto no reino animal, vegetal como no mundo microbiano. ESTERÓIDES TIPICOS: Animais: Colesterol. Plantas: Fitosterídes: Estigmasterol e Sitosterol. Leveduras: Micosteróides: Ergosterol. Os procariontes contêm muito pouco ou nenhum colesterol.
A estrutura do colesterol. (A) formula, (B) desenho esquemático, (C) modelo espacial.
Colesterol numa bicamada lipídica.
Cabeça polar β HO Estrutura rígida plana Cola no Polar=Rotação livre. Posicionamento do colesterol na membrana