Membrana plasmática uma questão de de Membrana plasmática uma questão de de organização e de sobrevivência celularorganização e de sobrevivência celular

EVOLUÇÃO CELULAR O ACASO QUE DEU CERTO

• separação entre o ambiente externo e interno

Membrana plasmática uma questão de de Membrana plasmática uma questão de de organização e de sobrevivência celularorganização e de sobrevivência celular

• garantia de que enzimas estejam próximos de seus substratos

•sistema rápido e eficiente de

transporte e comunicação

celular FLUIDEZFLUIDEZ

PERMEABILIDADE PERMEABILIDADE SELETIVASELETIVA

COMPARTIMENTALIZAÇÃO COMPARTIMENTALIZAÇÃO

Lipídeos: perfeitos para formar Lipídeos: perfeitos para formar membranas!membranas!

Os lipídeos de membrana são anfipáticos

H2O

óleo

Monocamada lipídica

Bicamadada lipídica

A fluidez da membrana A fluidez da membrana depende da sua composição depende da sua composição e da temperaturae da temperatura

Flip-flopFlip-flop

Difusão lateralDifusão lateralRotaçãoRotação

Síntese de lipídeos Síntese de lipídeos

Scramblase

flipase

Neutros – fosfatidiletanolamina

fosfatidilcolina

esfingomielina

• Negativo – fosfatidilserina

•Funções

• Fluidez de membrana

•Criação de domínios

•Transdução de sinais (Fosfatidilinositois)

Os fosfolipídeos – da coesão à fluidezOs fosfolipídeos – da coesão à fluidez

Outros lipídeos, diferentes funçõesOutros lipídeos, diferentes funçõesColesterol – Ajuda na estruturação da membrana

LIPID LIVER CELL PLASMA

MEMBRANE

RED BLOOD CELL PLASMA

MEMBRANE

MYELIN MITOCHONDRION (INNER AND OUTER

MEMBRANES)

ENDOPLASMIC RETICULUM

E. COLI BACTERIUM

Cholesterol 17 23 22 3 6 0

Phosphatidylethanolamine

7 18 15 25 17 70

Phosphatidylserine 4 7 9 2 5 trace

Phosphatidylcholine 24 17 10 39 40 0

Sphingomyelin 19 18 8 0 5 0

Glycolipids 7 3 28 trace trace 0

Others 22 13 8 21 27 30

PERCENTAGE OF TOTAL LIPID BY WEIGHT

Outros lipídeos, diferentes funçõesOutros lipídeos, diferentes funções

Glicolipídeos – Encontrados apenas na face externa da membrana (assimetria)

•Funções:. Proteção. Alteram a carga da membrana e o fluxo de íons. GM1- Receptor para toxina colérica

Nos microdomínios da membranaNos microdomínios da membrana

Rafts -LIPÍDIOS UNIDOS JAMAIS SERÃO VENCIDOS

Rafts- Domínios de membrana resistente Rafts- Domínios de membrana resistente a detergente, esfingolipídeos +colesterol a detergente, esfingolipídeos +colesterol +proteínas+proteínas

Lipídeos – sustentação para Lipídeos – sustentação para proteínasproteínas

Funções

-Organização das proteínas da membrana em microdomínios

-Transdução de sinais

-Transporte via cavéolas

Proteínas de membrana: diversidade de Proteínas de membrana: diversidade de formas e funçõesformas e funções

• Receptores• Enzimas• proteínas • transportadoras

•Comunicação celular• Síntese de ATP• Marcadores celulares

As proteínas se associam a carboidratos e As proteínas se associam a carboidratos e junto com os glicolipídeos formam o glicocálixjunto com os glicolipídeos formam o glicocálix

proteoglicana

glicolipídeos

Proteína associada

Proteína integral

•Proteção•Processos de adesão célula-célula•Coagulação do sangue•Carga de superfície•inflamação

Proteínas de membrana: Rapidez e eficiênciaProteínas de membrana: Rapidez e eficiência• As proteínas podem se difundir no plano da membrana Plasmática

Proteínas de membrana: Rapidez e eficiênciaProteínas de membrana: Rapidez e eficiência

• As proteínas podem estar confinadas em domínios específicos na membrana

UM NOVO OLHAR NA DISTRIBUIÇÃO E UM NOVO OLHAR NA DISTRIBUIÇÃO E ORGANIZAÇÃO DAS PROTEÍNAS DE MEMBRANAORGANIZAÇÃO DAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA

Técnica de criofratura seguida de etching profundo e de réplica

JUNÇÕES CELULARESJUNÇÕES CELULARES

Junções oclusivas (tight junctions) – mantém duas células juntas e nas células epiteliais é a via de que prevenir o escape de proteínas de um domínio de membrana para outro.

• J unções de ancoragem- favorecem a adesão das células (e seus citoesqueletos) a células vizinhas ou a matriz extracelular

• J unções comunicantes – medeiam a passagem de sinais químicos ou elétricos de uma célula para outra6

proteínas de ligação

proteínas intracelulares de adesão

Matriz extracelular

JUNÇÕES CELULARESJUNÇÕES CELULARESTight junctions- desempenha papel importante na manutenção das diferenças de

concentração de pequenas moléculas nas células epiteliais

a) justapondo duas membranas adjacentes para criar uma barreira impermeável ou semipermeável a difusão através do folheto celular

b) agindo como barreiras na bicapa lipídica para restringir a difusão de proteínas de transporte entre os domínios basolaterais e a membrana plasmática

junções de ancoragem- zonula adherens – sítios de conexão

para feixes de actina com ptnas de células adjacentes ou com a matriz

- desmossoma –sítios de conexão para os filamentos intermediários (célula-célula);hemidesmossoma (célula-matriz)

JUNÇÕES CELULARESJUNÇÕES CELULARES

Junções comunicantesgap- formada por clusters de ptnas canais que permitem que moléculas menores que 1000 daltons possam passar de um célula à outra. plasmodesmata ( células vegetais)

Funções das junções celulares-resistência contra o stress mecânico

-Manutenção da integridade dos tecidos

-Manutenção dos domínios de membrana

-barreira à difusão de substâncias para o espaço intercelular (transporte paracelular)

-forma unidade contráteis com ajuda de proteínas motoras sendo fundamental no processo de morfogênese

-contato focal (movimento celular)

JUNÇÕES CELULARESJUNÇÕES CELULARES

Junções comunicantes- gap- formada por clusters de ptnas canais que permitem que moléculas

menores que 1000 daltons possam passar de um célula à outra. plasmodesmata ( células vegetais)

COMPONENT INTRACELLULAR CONCENTRATION (mM)

EXTRACELLULAR CONCENTRATION

(mM)

Na+ 5-15 145

K+ 140 5

Mg2+ 0.5 1-2

Ca2+ 39182 1-2

H+ 7 × 10-5 (10-7.2 M or pH 7.2) 4 × 10-5 (10-7.4 M or pH 7.4)

Cl- 5-15 110

Cations

Anions*

Table 11-1. A Comparison of Ion Concentrations Inside and Outside a Typical Mammalian Cell

Transporte de pequenas moléculas lipossolúveis

Visto que a membrana é composta principalmente por lipídeos, moléculas pequenas podem facilmente se difundir através desta, obedecendo apenas ao seu gradiente de concentração.

MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS PEQUENAS

O2

CO2

N2

Benzeno

MOLÉCULAS NÃO CARREGADAS PEQUENAS

H2O

URÉIA

GLICEROL

MOLÉCULAS GRANDES NAO CARREGADAS

Glicose

Sacaros

IONS

H+

Na +

HCO3-

K+

Ca++, Cl-

Mg2+

• Proteínas carreadoras (permease ou transportadoras – ligam-se especificamente ao soluto a ser transportado, sofrendo uma série de transformações para transferir o ligante de um lado para o outro da membrana

Proteínas de membrana: Transporte de pequenos Proteínas de membrana: Transporte de pequenos ions e outras substâncias hidrossolúveisions e outras substâncias hidrossolúveis

• Proteínas canais – formam pequenos poros que atravessam a membrana, permitindo que solutos de tamanho e carga adequados possam ser transportados.

TRANSPORTE PASSIVO OU DIFUSÃO TRANSPORTE PASSIVO OU DIFUSÃO FACILITADAFACILITADA

TRANSPORTE ATIVO ou TRANSPORTE ATIVO ou PASSIVOPASSIVO

PROTEÍNAS CARREADORAS E TRANSPORTE PROTEÍNAS CARREADORAS E TRANSPORTE

Transporte ativo: o Exemplo da Na-K-ATPaseTransporte ativo: o Exemplo da Na-K-ATPase

• Balanço osmótico

• Potencial de membrana

Sistema ABCSistema ABC

Gradiente eletroquímico X transporte ativoGradiente eletroquímico X transporte ativo

Funções da membrana plasmática Proteção Regulação do transporte para dentro e fora da célula Permite a recepção seletiva e a transdução de sinal Reconhecimento celular Ponto de ancoragem para elementos do citoesqueleto e outros

elementos extracelulares Compartimentalização de dominios subcelulares e microdominios Formam junções especializadas que permitem a adesão e a

comunicação celular Sítios de ação enzimática e sinalização Permite o movimento direto da celula e de organelas.