MEMBRANA CITOPLASMÁTICA

GLICOCÁLIX E PAREDE CELULAR

Profa Marta Gonçalves Amaral, Dra.

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.

• 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

FUNÇÕES

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%

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

FOSFOLIPÍDEOS

Ácido graxo

Glicerol Fosfato

H2O

Região hidrofílica

Região hidrofóbica

Ácido graxo

Fosfato Glicerol

ANFIPÁTICA

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

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

PROTEÍNAS ASSOCIADAS

A MEMBRANA

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

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

FUNÇÕES DAS PROTEINAS

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 glicocálice. Também está relacionada com os antígenos eritrocitários A B O.

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).

CRIOFRATURA

Ligação não covalente

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.

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

Unidades de membrana têm diferentes funções

São morfologicamente parecidas, Têm diferença na espessura de suas lâminas, Têm propriedades enzimáticas diferentes, Têm composição lipídica diferente.

A organização molecular básica da membrana é a mesma, o que varia é a composição química e as propriedades biológicas. As membranas:

Na mesma célula a membrana apresenta locais diferenciados.

Ex. célula absortiva.

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

• 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

FUNÇÕES DO GLICOCÁLIX

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.

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).

TRANSPORTE PASSIVO

1. DIFUSÃO SIMPLES

2. DIFUSÃO FACILITADA

3. OSMOSE A favor de um gradiente de concentração. Sem gasto de energia

1.DIFUSÃO SIMPLES O soluto se espalha no solvente, do mais

concentrado para o menos concentrado. Ex.: transporte de oxigênio, dióxido de carbono

2.DIFUSÃO FACILITADA

A molécula do soluto liga-se nos sítios ligantes da permease que se deforma e libera o soluto no outro lado da membrana.

Difusão do soluto através da membrana com auxílio da PERMEASE ou molécula transportadora.

Cada PERMEASE transporta só um tipo de molécula.

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

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++

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.

COTRANSPORTE -SIMPORTE

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

Células do intestino tem alta concentração de

glicose em seu interior e pequena concentração na

luz do intestino.

BOMBA DE Na++e K+/ANTIPORTE

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

FAGOCITOSE

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

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.

RECICLAGEM DA MEMBRANA

EXOCITOSE • Consiste na eliminação de certas quantidades de material

pela célula, como corpos residuais ou vacúolos excretores (material não digerido) ou vesículas de secreção.

ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA

Microvilosidades

Cílios

Estereocílios

Invaginações basais

Microvilosidades Vilina

CÍLIOS

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

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).

INTERDIGITAÇÕES

Aumentam a superfície entre as células, facilitando o intercâmbio de substâncias e possibilitando, ao mesmo tempo, maior coesão entre elas

Invaginações e evaginações das membranas celulares que se encaixam em células vizinhas e que garantem maior aderência

JUNÇÕES CELULARES

Zônula faixa contínua

Fascia faixa interrompida

Mácula redonda

JUNÇÃO DE OCLUSÃO

JUNÇÃO DE ADESÃO

REDE TERMINAL

Impregnação pela prata, mesentério

ZO+ZA

Desmossomo =MA

HEMIDESMOSSOMO

JUNÇÃO DO TIPO GAP

Localização das junções

DESMOSSOMA

COMPLEXO

UNITIVO Trama terminal Tonofilamentos actina

Rede terminal = ZO+ZA

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 (C6H10O5)n, constituída por moléculas lineares de glicose

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

Importância econômica Participa como:

• Fonte alimentar

• Combustível

• Madeira

• Papel

• Fibras alimentares e tecidos

• Colas

• Aditivos alimentares

Tipos de parede celular

Parede celular primária

Parede celular secundária

Presente em células vivas Capaz de se dividir ativamente Envolvida com a fotossíntese, respiração e secreção CQ: 90% polisacarídeos 10% proteínas, água e lipídeos (ceras, cutina e suberina) 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)

20-40% celulose, 30% pectinas 15-20% hemicelulose

Origem da parede celular

Interfase núcleo central dictiossomos espalhados (unidades do Golgi)

Citocinese 2 núcleos filhos em reorganização e formação do Fragmoplasto (grego=cerca)

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

Parede primária

Após o término da citogenese, as microfibrilas de celulose se

entrelaçam entres as células jovens

Meristema (tecido especializado em proliferação celular)

Lamela média (pectina): muito fina e permeável é gelatinosa e cimentante

Crescimento em espessura da parede primária

Células adjacentes adicionam polímeros não-celulósicos e outros compostos, evitando que a parede se dobre ou se rompa

Quando cessa o crescimento celular parede primária pára de se expandir

Entre a parede primária e a membrana citoplasmática, ocorre um espessamento da parede primária formando a parede secundária

Ou pode formar uma nova parede pela deposição de novas camadas de composição química diferente da primária

Parede secundária S1 = externa S2 = média S3 = interna

Orientação da celulose é diferente nas camadas

Comunicação celular Através de:

• sinais químicos

• comunicações intercelulares: plasmodesmos (equivalente as gap junctions) são limitados por membrana e no centro tem o desmotúbulo

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

Quando a parede secundária se forma, esses contatos deveriam ficar ocluídos, mas nem sempre isso acontece.

Campos de pontoação secundária ou pontoação: local onde não há deposição da parede secundária

Par de pontoação ou pontoação bilateral: quando ocorre outra pontoação oposta, da célula adjacente formando um par.

Cavidade de pontoação: local da interrupção da parede secundária,

Membrana da pontoação: formada pela lamela média + 2 paredes primárias, que é atravessada por numerosos plasmodesmos

Pontoação simples Interrupção da parede secundária, na zona onde havia o campo de pontoação

Pontoação areolada deposição arqueada da parede secundária, sobrea cavidade da pontoação, deixando um poro estreito no centro.

Pontoação areolada com Toro espessamento central da membrana de pontoação, serve para dificultar a passagem de água entre as células vizinhas

Pontoação semiareolada

um lado é simples e o outro é areolada

OBRIGADA!