estrutura da membrana celular
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Este texto fala sobre a bioquimica que envolve a membrana celular...TRANSCRIPT
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Qual a função das membranas?• Actuam como 1 barreira e…• Recebem informação• Importam/exportam moléculas• Movimentam-se/expandem
Membranas são activas Dinâmicas !
Recebem informação
Importam e exportam moléculas
Capacidade demovimentoe expansão
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Sistema da Membrana Celular
Membrana celular
Sistemas de membranas intracelulareso núcleo, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi ,
endosomas e lisosomas formam o sistema endomembranar
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Composição da Membrana
• lípidos (incluindo colesterol)• proteínas• carbohidratos
Molécula de lípido Molécula de proteína
Bicamada lipídica(5 nm)
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Lípidos
• são anfipáticos
• formam espontaneamentebicamadas
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Lípidos são anfipáticos
Polar
Não-p
olar
Cabeçahidrofílica
caudashidrofóbicas
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Outros lípidos são também anfipáticos
Falta de fosfato
Fosfatidilserina(fosfolípido)
Cau
da h
idro
carb
onad
a
Cau
da h
idro
carb
onad
a
Cau
da h
idro
carb
onad
a
Cau
da h
idro
carb
onad
a
colesterol(esterol)
galactcerebrosídeo(glicolípido)
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Os lípidos formam espontaneamente estruturas
1 bicamada lipídica é estável, tem 1 baixa energia sela-se espontaneamente e elimina os bordos livres
O que conduz a esta associação estrutural? Exclusão dos lípidos do contacto com a H2O
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Bicamadas lipídicas formarãoestruturas fechadas
• termodinamicamentefavorável
• formam-secompartimentosrelativamente selados
• comportam-se comofluidos 2D
• selam espontaneamente sehouver ruptura
Energeticamente desfavorável
Energeticamente favorável
Bicamada fosfolipídica planar comBordos expostos à H2O
Compartimento selado formado por 1
bicamada fosfolipídica
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Da composição das membranas celularesadvêm algumas características:
• actuam como barreiras
• podem ser e são assimétricas
• são fluidas a temperaturas fisiológicas
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Lípidos são barreiras efectivaspara alguns compostos
• Compostos hidrofóbicospodem atingir o equilíbriorapidamente
• Compostos“desfavorecidos”podem atravessar asmembranas através deproteínas transportadoras
São necessários mecanismos de transporte
Pequenas Moléculas
hidrofóbicas
Pequenas Moléculas
PolaresNão carregadas
GrandesMoléculas
PolaresNão carregadas
Iões
BicamadaLipídicasintética
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As bicamadas são assimétricas
Tanto a nível lipídico como a nível protéico.
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Assimetria das Proteínas e Lípidos
• 2 mecanismos para a assimmetria dos lípidos– durante a síntese lipídica (no RE)– flipases- movem citosólico para não-citosólico
• 2 lados das Membranas- Citosólico- Não-citosólico
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Membranas devem ser fluidas paraserem funcionais
• precisam de cerca de 50% de fluidez ou acélula morre:– Devido a defeitos na formação da membrana
• importante para o movimento das proteínasna membrana
• fusão de membranas
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Experiência que demonstra que as proteínas se movemesta mobilidade é importante para determinadas funções
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Mas como controlam as célulasa sua fluidez de membrana?
Mmmm... será que adicionam H2O?
Composição lipídicacomprimento da caudagrau de insaturação
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Alteração na estrutura química dos lípidosaltera as propriedades da membrana
• O que aconteceria se as cadeias FAtivessem menos ligações duplas?
• E se se introduzirem outros lípidos?
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Remoção da ligaçãodupla tipo cis tornariaa cadeia + recta
Qual seria o efeito naspropriedades damembrana?
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E o colesterol?
1 molécula pequena e rígida, com propriedades realtivamente hidrofóbicas
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Colesterol modula a fluidez de membrana
Como ?
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Colesterol
• Preenche espaços (ajuda a agregar oslípidos)
• Mantém longas cadeias FA separadas• Torna a bicamada um pouco + rígida
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Proteínas na Bicamada Membranar
Muitas funçõesPorções citosólicas e não-citosólicas
assimétricas para proteínas e lípidos
Tipos:Integrais - TransmembranaresPeriféricas – lípidos e proteínas ancorados
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Tipos de proteínas comuns nas membranas
O que mantém estas proteínas associadas com a membrana?
TRANSPORTADORES CONECTORES RECEPTORES ENZIMAS
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Como se associam as proteínas com amembrana?
(a) TRANSMEMBRANAR (b) LIGADO AOS LÍPIDOS (c) LIGADO ÀS PROTEÍNAS
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Proteínas atravessam a bicamada lipídica
Estruturas secundárias
Beta sheet
Alpha helix
Hydrophillic interior
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Estruturas protéicas secundáriasatravessam a Membrana
• Hélice alfa– Resíduos de aa hidrofóbicos no exterior da
hélice– Proteínas - várias hélices atravessam a
membrana várias vezes• Folha beta
– Interior hidrofílico pode formar canais
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Estrutura protéica membranar
• Muito poucas proteínas membranaresproteins foram cristalizadas ( cristalografiade raios-X)
• Bacteriorodopsina foi caracterizada: forma1 canal através da membrana (função detransporte – uma função chave na membrana)
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Bacteriorodopsina
Bombeia o hidrogénio para fora da céluadevido à luz
absorçãode luz
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Outras funções/características da membrana
• a Membrana Celular- condiciona a forma- 1º ponto de contacto com o ambiente e outras células
• Exemplos de outras carcaterísticas- todos oscomponentes: lípidos, proteínas a
açúcares – trabalham em conjunto- cortex celular- revestimento da superfície celular
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Proteínas membranarescondicionam a forma
• Cortex celularrede de proteínas fibrosas no lado citosólico
– responsáveis pela resistência damembrana
– podem coordenar movimento nalgunscasos
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Cortex dos RBC
Note: rede “esticada” para ilustração
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Lado Não-Citosólico da Bicamada:1º ponto de contacto
• superfície externa tem composição diferente da porçãointerna
– Proteínas externas e Glicolípidos• Reconhecimento• Protecção• Lubrificação• Adesão
– Membrana transmite informação do exterior para ointerior da célula
![Page 32: Estrutura da membrana celular](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042521/5571f29249795947648cbdd1/html5/thumbnails/32.jpg)
Lado Não-citosólico da célula
Importante no reconhecimento célula-célula Protecção/LubrificaçãoAdesão
![Page 33: Estrutura da membrana celular](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042521/5571f29249795947648cbdd1/html5/thumbnails/33.jpg)
Movimento Lateral das Proteínas• Restringido
–váriosmecanismos
• Cortex• Matriz
Extracelular• Proteínas
noutra célula• Barreiras de difusão
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Sumário
• Membranas são compostas por lípidos, proteínas ecarbohidratos
• A química lipídica determina a estrutura e funçãomembranares
• As proteínas membranares associam-se com aestrutura da membrane com base nas interacçõesquímicas
• Muitas funções membranares são efectivamentedesempenhadas pelas proteínas
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Modelo de mosaico fluido1972 – Singer & Nicolson
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Fluidez de membrana
• Difusão translacional (no mesmo plano) dos lípidos émuito rápida (vários µm/s)
• Colesterol – estados de fluidez intermediários• ↑ fluidez ⇒↑ permeabilidade à H2O e pequenas
moléculas hidrofílicas• Se local activo de 1 enzima estiver apenas na
porção hidrofílica ⇒ alterações na fluidez têmpouco efeito na actividade da proteína
• Se a proteína estiver envolvida n1 função detransporte ⇒ pode influenciar função
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