Biologia – Geologia (10º ano)

Escola Secundária c/ 3º ciclo D. Manuel I

Membrana celular

by Ana Kastro

by Ana Kastro

Os seres heterotróficos obtêm a matéria orgânica quenecessitam a partir do meio!

INGESTÃO ABSORÇÃO

Ex: decompositoresEx: todos os animais e alguns seres do

reino protista

by Ana Kastro

Todos os nutrientes resultantes dadigestão do alimento (matéria orgânica)

terão agora de entrar nas células:absorção (para servirem como fonte de energia,

participarem em reacções vitais, para “construção” de novas

células, etc)…!

Como todas as células se encontramdefinidas e delimitadas por uma

membrana plasmática, todos oscompostos têm que a atravessar!

by Ana Kastro

A membrana celular é como a cerca de uma prisão: delimita o terreno,faz a fronteira, controla entradas e saídas (barreira selectiva)…

by Ana Kastro

Mas afinal de que éfeita a membrana?

(essa estrutura ultra-fina: 6 a 9 nm*de espessura)

* 1nm = 1,0 x 10-9 m

Antes de ser vista, já se pressupunha que existisse uma membrana celular:

- resistência da superfície celular à penetração por micro-agulhas!- extravasamento ocasional do citoplasma…- variação do volume das células

by Ana Kastro

As 1ª evidências de que a membrana celular era composta porfosfolípidos estiveram relacionadas com o facto de quanto mais solúvel

em lípidos fosse uma molécula mais depressa atravessava asmembranas… Além disso, as estruturas membranares eram destruídas

quando sobre elas se faziam actuar solventes lipídicos.

by Ana Kastro

Tendo em conta as características dos fosfolípidos (moléculas

anfipáticas), como se irão dispor estas moléculas para formaremas membranas?

by Ana Kastro

Sendo os fosfolípidos moléculas anfipáticas,necessariamente têm de se dispor em dupla camada /

micelas para formarem as membranas.Assim, a cabeça polar / hidrofílica fica sempre emcontacto com os meios intra e extracelular (que são

aquosos), enquanto que as zonas apolares (hidrofóbicas)estão voltadas umas para as outras de forma a não

entrarem em contacto constante com a água!

Um ácido gordo é uma molécula linear com duas extremidades quimicamente diferentes. Umaextremidade é «hidrofóbica», isto é, não se mistura com a água, tal como o óleo ou as gorduras.A outra extremidade — a extremidade ácida — é hidrofílica, ou seja, mistura-se prontamentecom a água. As bicamadas lipídicas formam-se espontaneamente, sempre que há moléculas de

ácidos gordos agitados em água.

Zona polar(HIDROFÍLICA)

Zona polar(HIDROFÍLICA)

Zona apolar(H

IDRO

FÓBIC

A)

by Ana Kastro

by Ana Kastro

Há proteínas que se destacam maisfacilmente da membrana que outras!

by Ana Kastro

Modelo proposto por S. J. Singer e G. L. Nicholson na década desetenta do século XX, sendo o modelo actualmente aceite, para a ultra-estrutura biológica das membranas.

É um modelo unitário: aplica-se a todas as membranas, de todo o tipo de seres(eucariontes e procariontes) e de organitos (mitocôndrias, cloroplastos, núcleo, etc…) –IMPORTANTE: explica a fusão de membranas umas às outras!

by Ana Kastro

Segundo este modelo, a membrana biológica é uma estrutura dinâmica, fluida, cujaconstituição base é uma bicamada de fosfolípidos (bicamada lipídica), sobre a qual seencontram distribuídas moléculas proteicas nela inseridas (DAÍ A DESIGNAÇÃO DE MOSAICO!)

As proteínas, que fazem parte da ultra-estruturadas biomembranas, podem estar ligadas à suasuperfície - proteínas extrínsecas ou periféricas -, oupodem encontrar-se total ou parcialmenteembebidas na bicamada - proteínas intrínsecas ouintegrais -, originando uma estrutura assimétrica.

Proteínas intrínsecas

by Ana Kastro

Na face externa da membrana encontram-se hidratos de carbono/glúcidos ligados, quer àcabeça hidrofílica dos fosfolípidos (glicolípidos), quer às proteínas (glicoproteínas), que sepensa serem importantes no reconhecimento de substâncias.

Os lípidos da bicamada são móveis, alterandocom frequência a sua posição dentro de uma

camada. Podem executar movimentos laterais oumovimentos flip-flop, em que saltam de umacamada para outra (mais raro). As proteínas

também podem mover-se lateralmente.… DAÍ A DESIGNAÇÃO DE … FLUIDO!

(as “peças” que compõem a membrana não são estáticase fixas!)

by Ana Kastro

As moléculas lipídicas têm grande mobilidade lateral, trocando de posição, com outras - amembrana é dinâmica! As proteínas também se podem deslocar lateralmente ao longo damembrana!

Estes são raros porque a zona hidrofílicadificilmente atravessa a zona hidrófoba!

Movimentos laterais de fosfolípidosdentro da mesma camada

Movimentos transversais de fosfolípidos paraa outra camada (movimentos de flip-flop)

http://www.youtube.com/watch?v=Qqsf_UJcfBc&feature=fvst

Estrutura da membrana

http://www.youtube.com/watch?v=GW0lqf4Fqpg

O “atravessar” da membrana

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/lipids/membrane%20fluidity

.swf

A “fluidez” damembrana

by Ana Kastro

Nas membranas podemainda surgir pequenasmoléculas de colesterol

(conferem resistência e estabilidade)!As proteínas, além de função

estrutural podem ainda servir parafacilitar o transporte de substâncias

ou funcionar como receptores ouenzimas!

As membranas são complexos lipo-proteicos:60 a 75% do seu peso corresponde a

proteínas; 25% a 40% a lípidos e podemconter até 10% de glícidos!!!!

No sistema imunitário o reconhecimento das células é fulcral! Essereconhecimento é muitas vezes feito devido aos tipos de glicolípidos /

glicoproteínas que existem na superfície de todas as membranas!

by Ana Kastro

Dadas as características químicas da membrana celular, ela apresentauma permeabilidade selectiva!

Gases e moléculas polares sem carga dereduzidas dimensões atravessam facilmente amembrana…

▪ Moléculas de grande dimensão ou com cargaeléctrica terão mais dificuldade!

by Ana Kastro

TERÃO DE EXISTIR MECANISMOS QUEPERMITAM A ENTRADA NA CÉULA DE

SUBSTÂNCIAS VITAIS MAS QUE, PELASSUAS CARACTERÍSTICAS, APRESENTAM

UMA REDUZIDA PERMEABILIDADE FACE ÀMEMBRANA!!!

by Ana Kastro

Passagem de substâncias através da membrana celularas que forem solúveis em lípidos, pequenas, sem carga e apolares passam mais

facilmente

TRANSPORTE MEDIADO /FACILITADO

TRANSPORTE NÃO MEDIADO /NÃO FACILITADO

O movimento das substânciasatravés da membrana é feitoatravés de transportadores

(proteínas)

O movimento das substânciasé feito sem a necessidade de

intervenção de proteínastransportadoras!

by Ana Kastro

Passagem de substâncias através da membrana celularas que forem solúveis em lípidos, pequenas, sem carga e apolares passam mais

facilmente

TRANSPORTE PASSIVO TRANSPORTE ACTIVO

O movimento das substânciasatravés da membrana é feito

sem gasto de energia porparte da célula

O movimento das substânciasatravés da membrana é feito

com gasto de energia porparte da célula!

by Ana Kastro

1 - Explica por que razão as membranas celulares possuem umadupla camada de fosfolípidos.

Tópico 1 - As membranas possuem uma dupla camada de fosfolípidos pois estes sãomoléculas anfipáticas (apresentam uma cabeça polar hidrofílica e uma cauda apolarhidrófoba).Tópico 2 - Assim, e para que a zona hidrófoba não entre em contacto com água, osfosfolípidos dispõem-se numa camada dupla, com as caudas apolares viradas umas para asoutras e as cabeças polares voltadas para o meio aquoso (intra e extracelular).

by Ana Kastro

2 - Explica por que razão o modelo para a estrutura dasmembranas é considerado fluido e unitário.

Tópico 1: O modelo da membrana é considerado fluido pois fosfolípidos e proteínaspodem mover-se, tornando esta estrutura dinâmica e flexível.Tópico 2: É considerado unitário pois todas as membranas (celulares e de organitos)apresentam uma composição semelhante – fosfolípidos, proteínas, glúcidos, colesterol,etc.

Opção A

by Ana Kastro

4 – Comenta a seguinte frase: “… É óbvia a relação entreas propriedades químicas da membrana e a função que amesma desempenha…”

Tópico 1: Quimicamente a membrana é formada por uma dupla camada fosfolípídica que,ocasionalmente, apresenta proteínas (intrínsecas e extrínsecas).

Tópico 2: Apresentando aquela constituição, a membrana torna-se selectivamentepermeável pois, por exemplo, compostos de grande dimensão não a conseguirãoatravessar e pequenas moléculas solúveis em lípidos atravessá-la-ão com muita facilidade.

Tópico 3: Sendo selectivamente permeável, a membrana consegue cumprir a sua função:regular a troca de substâncias entre a célula e o meio externo!

by Ana Kastro

http://200.156.70.12/sme/cursos/EQU/EQ18/modulo1/aula0/02_neuro/02_pop03.htm