Membranas biológicas

Citologia e Histologia Membranas biológicas Composição e Estrutura Prof a Dr a. Iêda Guedes

Membranas biológicas 1. Considerações gerais 2. Estrutura de membrana 3. Lipídeos de membrana 4. Proteínas de membrana 5. A superfície celular é decorada com oligossacarídeos 6. Características básicas das membranas -Fluidez da membrana -Assimetria

Membranas biológicas 1. Considerações gerais 2. Estrutura de membrana 3. Lipídios de membrana 4. Proteínas de membrana 5. A superfície celular é decorada com oligossacarídeos 6. Características básicas das membranas -Fluidez da membrana -Assimetria

Considerações gerais

Considerações gerais -Todas as células são envoltas por membrana plasmática -Definição de limites -Barreira seletiva -Manutenção da composição do meio intracelular diferente do meio extracelular -Manutenção da estrutura celular -Receptores -Proteínas de membrana estabelecem gradientes iônicos (utilizados na síntese de ATP, na movimentação de solutos, ou ainda transmissão do impulso nervoso)

Considerações gerais Funções Envolver a célula Manter as diferenças essenciais entre o meio extracelular e o citosol, e deste com as organelas envoltas por membrana Importação e exportação - controle Receber informações externos Capacidade de movimento e expansão

Estrutura de membrana Bicamada lipídica Estrutura básica das membranas biológicas Barreira relativamente impermeável à passagem da maioria das moléculas hidrossolúveis Proteínas da membrana - funções Transportar moléculas específicas Catalisar reações associadas à membrana Atuar como elos estruturais que conectam a membrana plasmática ao citoesqueleto e à matriz extracelular ou a uma célula adjacente Atuar como receptores para detecção e transdução de sinais químicos do ambiente à célula

Estrutura de membrana Membranas celulares como barreiras Todas as membranas biológicas possuem uma estrutura geral comum bicamada lipídica e proteínas associadas Bicamada lipídica A formação de bicamadas é atribuída às propriedades especiais das moléculas lipídicas que se arranjam espontaneamente dessa forma em solução aquosa

Estrutura de membrana Aspecto trilaminar - unidade de membrana

Estrutura de membrana -bicamada estabilizada por ligações não covalentes -dinâmica e fluida -proteínas inseridas / - 5 nm / -impermeável -composição protéica e lipídica são variáveis

Lipídios de membrana -fosfatidilcolina

Lipídios de membrana -molécula hidrofílica -polar -interação favorável -molécula hidrofóbica -apolar -interação desfavorável -engradado

Lipídios de membrana Fosfolipídeos em células de mamíferos

Lipídios de membrana Colesterol - associação com fosfolipídeos - estabilização dos fosfolipídeos -diminuição da permeabilidade - enrijecimento -célula animal

Lipídios de membrana glicolipídeos - face não citosólica - tendem a associarem-se - importantes na comunicação celular - carga neutra - gangliosídeos, carga negativa - distribuição desigual na membrana plasmática - células epiteliais - função não totalmente elucidada -são pontos de entrada para toxinas de bactérias (receptores de toxinas)

Lipídios de membrana A composição de lipídeos é distinta em diferentes tipos de membrana

Lipídios de membrana

Lipídios de membrana Distribuição desigual de lipídeos na membrana (fosfatidilcolina / esfingomielina / glicolipídeos) - balsas de lipídeos - esfingolipídeos + colesterol - locais de acúmulo de proteínas que participam de um dado processo - lipídeos interagem entre as monocamadas Microdomínios

Proteínas de membrana principais responsáveis pelas funções específicas da membrana as quantidades e os tipos de proteínas são muito variáveis de um tipo de membrana para outro membrana de mielina - 25% de sua massa membrana interna dos mitocôndrios - 75% de sua massa

Proteínas de membrana -estrutura da membrana lipídeos / função da membrana - proteínas - A composição protéica varia conforme o tipo de membrana

Tipos de Proteínas de membrana Integrais Integrais proteínas transmembrana estendem-se através - bicamada lipídica - ambos os lados são anfipáticas ancoradas por ligação covalente à uma molécula de lipídeo proteínas localizadas inteiramente na superfície interna ou externa

Tipos de Proteínas de membrana Proteínas transmembranais unipasso orientação da alfa-hélice

Tipos de Proteínas de membrana Proteínas transmembranais (barris- b) Barris--b -membrana externa de mitocôndrias, cloroplastos e bactérias -folhas beta-pregueadas -receptores (1) - enzimas (2) -sítios de ligação para moléculas intracelulares

Tipos de Proteínas de membrana Proteínas transmembranais (barris- b) Barris-b -proteínas de transporte

- a-hélice transmembranais - membrana de eucariotos e a membrana plasmática de bactérias - proteínas multipasso atravessam a membrana em alfa-hélices - deslocamento das alfa-hélices associados - diferentes funções (ex. bomba de prótons) - glicosilação porção não citosólica - formação de pontes dissulfeto porção não citosólica Tipos de Proteínas de membrana Proteína transmembranal unipasso & multipasso

Tipos de Proteínas de membrana Periféricas Não penetra no interior hidrofóbio da bicamada lipídica ligam-se a uma face da membrana - interações não covalentes liberadas procedim. extração suaves exposição a soluções de força iônica muito elevada ou muito baixa extremos de ph

Proteínas transmembrana desempenham funções em ambos os lados da bicamada transportam moléculas através delas atuam como receptores Proteínas não-transmembrana exercem funções em apenas um dos lados da bicamada lipídica diversas proteínas envolvidas na sinalização intracelular são ligadas à metade citosólica da membrana plasmática por grupos lipídicos ligados covalentemente à proteína

Superfície celular Oligossacarídeos

Oligossacarídeos -superfície decorada - oligossacarídeos de glicoproteínas, glicolipídeos e proteoglicanas -proteínas de membrana gicosiladas + glicoproteínas adsorvidas (matriz extracelular) -funções - proteção danos químicos e mecânicos/ processos de adesão e interação celular através de lectinas

Características básicas das membranas Fluidez permite que proteínas e moléculas lipídicas desloquem-se no plano da membrana depende da composição lipídica da temperatura Assimetria

Fluidez de membrana -proibição de bordas -moléculas anfipáticas -recipientes auto-selantes -evita exposição das caudas hidrocarbonetos hidrofóbicos

Fluidez de membrana Fosfolipídeos em meio aquoso - forma e caráter anfipático = formação de bicamada - arranjo energeticamente favorável - formação de compartimentos - rompimentos na membrana são reparados

Fluidez de membrana -processos biológicos não ocorrem se a viscosidade da membrana aumentar - fatores que influenciam a fluidez da membrana - composição dos fosfolipídeos - presença de cadeias de hidrocarbonetos insaturados evitam o empacotamento -temperatura (bactérias, leveduras) -mecanismos de controle da fluidez

Fluidez de membrana Rotação Difusão Lateral Flip-Flop

Assimetria Reflete as diferentes funções realizadas nas duas superfícies da membrana

Assimetria