2CHG 2012

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05/12/2012 
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Prof. Dr. José Augusto David 
Membrana Celular 
Universidade Federal do Espírito Santo 
Centro de Ciências Agrárias 
Departamento de Biologia 
Disciplina de Citologia e Histologia Geral 
FUNÇÕES DA MEMBRANA CELULAR 
-Engloba a célula 
-Define limites 
-Mantém diferenças entre citoplasma e meio extracelular 
-Mantém diferenças entre citoplasma e o interior das organelas 
-Forma junções entre células vizinhas 
-Estabelece gradientes iônicos– Proteínas da membrana (síntese de ATP, 
fluxo de solutos, produção e transmissão de sinais elétricos) 
-Comunicação e reconhecimento entre células – Proteínas e carboidratos 
LIPÍDIOS – PROTEÍNAS – CARBOIDRATOS 
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COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA CELULAR 
EXPERIMENTOS 
-células animais e vegetais em soluções iônicas concentradas permitem 
passagem de água mas não permitem a passagem de moléculas solúveis – 
barreira semipermeável 
-o fracionamento de membranas 
mostrou a presença de fosfolipídios, 
proteínas e carboidratos 
-fosfolipídeos isolados de 
eritrócitos humanos em recipientes 
com água formam camada na 
superfície com área 2 vezes maior 
que superfície da célula – bicamada 
COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA CELULAR 
Singer e Nicolson (1972) – modelo do mosaico fluido – 
proteínas inseridas na bicamada lipídica – devido a fluidez 
dos lipídeos as proteínas também se moveriam 
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-Bicamada lipídica (barreira de permeabilidade seletiva) incrustada por 
proteínas responsáveis pala maioria das funções 
 
- Membranas com mais funções específicas tem mais proteínas 
 
-Carboidratos ligados às proteínas ou aos lipídios possuem diferentes 
funções - principal = comunicação ou reconhecimento celular 
 
-Membranas 7,5 a 10 nm de espessura 
LIPÍDIOS 
-fosfolipídios = moléculas anfipáticas 
Cabeça polar (hidrofílicas) 
2 caudas apolares (hidrofóbicas) – 
ácidos graxos 
-movimentos: flexão, rotação, difusão 
lateral, flip-flop (flipases ou 
translocadores de fosfolipídeos) 
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LIPÍDIOS 
-fosfatidiletanolamina 
–fosfatidilserina 
–fosfatidilcolina 
-esfingomielina 
-glicolipídios 
LIPÍDIOS 
Distribuição assimétrica dos lipídios de membrana 
-fosfatilserina 
-glicolipídios 
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LIPÍDIOS 
Os lipídios afetam a fluidez da membrana: 
-o comprimento das cadeias de hidrocarbonetos 
-a presença de ligações duplas (insaturações) 
 
Temperatura também altera fluidez da membrana 
 
Colesterol – molécula plana – anel esteroide rígido – impede deformações 
– reduz a permeabilidade mas não altera a fluidez 
PROTEÍNAS 
FUNÇÕES – transporte de íons e moléculas polares, interação com 
hormônios, transdução de sinais, estabilização estrutural 
A função das células está relacionada com a quantidade de proteínas na 
membrana – bainha de mielina 25%, membrana celular 50%, membrana 
interna da mitocôndria 75% 
Proteínas intrínsecas – Proteínas periféricas ou extrínsecas 
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PROTEÍNAS 
PROTEÍNAS INTRÍNSECAS – inseridas na bicamada lipídica – domínio 
citoplasmático, transmembrana, não-citoplasmático 
-Unipasso – uma única região que atravessa a bicamada 
-Multipasso – mais de uma região atravessa a bicamada 
-Proteínas transportadoras de membrana e canais iônicos são 
multipasso 
PROTEÍNAS PERIFÉRICAS – interações fracas 
-podem se ligar a outras proteínas periféricas, proteínas intrínsecas, 
fosfolipídeos ou a oligossacarídeos ligados a lipídeos 
CARBOIDRATOS 
-Estão localizados na face não citoplasmatica (extracelular ou dentro de 
organelas) 
-Importante função fisiológica 
GLICOCÁLICE 
-reconhecimento molecular e comunicação celular 
 
 
 
 
 
-sistema ABO – variações nos carboidratos dos glicolipídeos e glicoproteínas 
dos eritrócitos 
A=hexose modificada N-acetilgalactosamina, 
B=galactose na mesma posição, 
AB=tem as duas formas, 
O=sem estes açúcares 
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FORMAÇÃO DA MEMBRANA 
-os lipídeos são sintetizados no retículo endoplasmático liso 
-são transferidos para a membrana através de vesículas ou por 
proteínas específicas que fazem o transporte dos lipídeos 
 
-as proteínas são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso 
-são transferidas através de vesículas até a membrana 
 
-as moléculas do interior da vesícula passam a fazer parte da parte 
extracelular da membrana 
SÍNTESE DOS LIPÍDIOS DE MEMBRANA 
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SÍNTESE DAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
microvilosidades 
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
estereocílios 
-A adesão celular é extremamente importante para a manutenção de 
organismos multicelulares 
-Tem papel importante no processo de desenvolvimento embrionário e na 
formação e manutenção de tecidos 
-CAMs (cell adhesion molecules) – glicoproteínas intrínscecas 
-CAMs estabelecem ligações duradouras – exceção são as dos leucócitos 
que se fixam temporariamente ao endotélio de vasos sanguíneos nos 
processos inflamatórios – cicatrização – desenvolvimento embrionário 
-caderinas – tipos de CAMs dependentes de íons cálcio – perdem adesão 
em níveis baixos de cálcio 
-quando células normais se transformam em malignas elas perdem 
adesividade, podem cair na corrente sanguínea e formar tumores distantes 
chamados de metástases 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Adesão celular 
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Adesão celular 
-3 grupos de estruturas juncionais: 
1)estruturas que unem fortemente células ou células/matriz extracelular 
(desmossomos, hemidesmossomos, junções aderentes, adesão focal); 
2) estruturas que promovem vedação entre as células (junção oclusiva ou 
junção compacta) 
3) estruturas que estabelecem comunicação entre células (junção 
comunicante ou gap junciton ou junção tipo fenda) 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Adesão celular 
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Desmossomos 
-placas arredondadas 
-unem o citoesqueleto de células vizinhas – filamentos intermediários se 
ligam às proteínas de ligamento da placa citoplasmática 
-proteínas – caderinas – Ca+2 
-frequentes em células que sofrem trações como epiderme, revestimento de 
língua e esôfago, músculo cardíaco 
-formam-se com facilidade em culturas e desaparecem facilmente em 
transformações malignas 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Desmossomos 
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Hemidesmossomos 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Junção aderente 
-anel na região apical da célula 
-epitélios de revestimento forma um 
cinturão por toda a célula – zônula 
aderente 
-no citoplasma é encontrado material 
amorfo eletron-denso como nos 
desmossomos, porém menos compacto 
-neste material se ancoram 
microfilamentos de actina – contráteis 
-também é dependente de cálcio 
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Junção oclusiva ou compacta 
-tem a função de vedar o espaço intercelular 
-forma anel próximo ao topo das células 
-impede a passagem de íons e moléculas 
-substâncias são obrigadas a passar pelo interior da célula, 
sendo controladas por ela 
-forma potenciais elétricos – diferença de potencial iônico nas 
duas camadas do epitélio 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Complexo juncional 
-encontrado em vários epitélios na 
região apical das células 
-formado por zônula de oclusão, 
junções aderente, fileira de 
desmossomos 
-estrutura de adesão e vedação do 
epitélio 
-constituintes do citoesqueleto se 
dispõem nessa região ligando-se aos 
constituintes do complexo juncional 
formando a trama terminal
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ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Junção comunicante 
-permite a comunicação entre as células vizinhas fazendo com que elas funcionem 
de modo coordenado 
-constituída por conjunto de tubos protéicos que atravessam a membrana das 
duas células 
-podem passar pelos tubos – nucleotídeos, aminoácidos e íons 
-não passam macromoléculas como ácidos nucléicos ou proteínas 
-as junções podem alterar a permeabilidade entre as células vizinhas 
-proteínas canais (conexinas) – 6 conexinas formam um canal (conexon) – 
conexons de duas células formam canais intercelulares 
ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA 
Junção comunicante 
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Prof. Dr. José Augusto David 
Transporte através da membrana 
Universidade Federal do Espírito Santo 
Centro de Ciências Agrárias 
Departamento de Biologia 
Disciplina de Citologia e Histologia Geral 
Permeabilidade da BICAMADA LIPÍDICA 
DIFUSÃO PASSIVA 
-todas as moléculas tendem a atravessar a 
membrana para seu equilíbrio 
-fatores que influenciam a travessia: 
 TAMANHO DA MOLÉCULA, 
 SOLUBILIDADE EM LIPÍDEOS 
 
-pequenas moléculas não polares – O2 e 
CO2 
-pequenas moléculas polares sem carga – 
água ou uréia ou glicerol 
-moléculas carregadas (íons) – Na+ e K+ – 
carga e alto grau de hidratação 
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Classes de proteínas transportadoras 
-especificidade de moléculas 
-todas são multipasso – permitem que solutos hidrofílicos atravessem sem 
entrar em contato com a região hidrofóbica da membrana 
-proteína transportadora ou carreadora (permease) – sofrem mudança 
conformacional 
-proteína canal – interagem fracamente com o soluto – formam poros aquosos 
por onde passa o soluto 
TRANSPORTE PASSIVO OU DIFUSÃO FACILITADA – realizado por 
proteínas canal e carreadoras – a favor da diferença de concentração 
TRANSPORTE ATIVO – realizado por proteínas carreadoras – bombeamento 
contra gradiente eletroquímico – está acoplado a uma fonte de energia 
metabólica (ATP) ou a um gradiente de íons 
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Transporte ativo 
O transporte ativo pode ser realizado de 3 maneiras: 
1-carreador acoplado – um a favor do gradiente e outro contra 
2-bombas acionadas por ATP – hidrólise de ATP fornece energia 
3-bombas acionadas por luz – principalmente em bactérias 
Transporte ativo 
-uniporte – transporte de um único soluto pela membrana 
TRANSPORTE IMPULSIONADO POR GRADIENTES IÔNICOS 
-simpote e atiporte – dois solutos transportados ao mesmo tempo – a energia 
armazenada no gradiente eletroquímico de um soluto é utilizada para 
transportar outro soluto 
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Transporte ativo 
Bomba de Na+ e K+ 
-concentração de K+ é muito maior DENTRO da célula 
-concentração de Na+ é muito maior FORA da célula 
-bomba antiporte – Na+ pra fora e K+ pra dentro – a bomba gasta ATP – sendo 
conhecida como Na+K+ ATPase 
-o gradiente de sódio impulsiona o transporte de muitos nutrientes 
-um terço da energia gasta pela célula é utilizado para este transporte 
-a bomba pode funcionar na forma inversa sintetizando ATP se, 
experimentalmente, for alterada a concentração de íons 
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Tranporte em quantidade = ENDOCITOSE 
Pinocitose e fagocitose 
-ingestão de grandes moléculas em suspensão – proteínas, polissacarídeos, 
polinucleotídeos – PINOCITOSE 
-ingestão de partículas grandes – macroscópicas – bactérias, células mortas – 
FAGOCITOSE 
 
-PINOCITOSE – vesícula pequenas - pinocítica – 100 a 200nm 
-FAGOCITOSE – grandes vesículas = fagossomos – maiores que 250nm 
 
-PINOCITOSE – realizada por quase todos os tipos celulares 
-FAGOCITOSE – células fagocitárias especiais – células de defesa – 
macrófagos – células-tronco hematopoiéticas 
Pinocitose 
Cavéolos – região da 
membrana rica em 
colesterol e caveolina 
(proteína de membrana) – 
composição lipídica 
Fossas revestidas por clatrina – proteína que reveste a membrana na face 
citosólica – fossa tem vida curta e vesícula também 
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Fagocitose 
-para ser fagocitada uma partícula tem que se ligar a superfície do fagócito 
-receptores de superfície especializados 
-anticorpo se liga a agente infeccioso formando revestimento com a cauda 
(região Fc) para exterior 
-receptores de Fc localizados nas membranas 
dos macrófagos reconhecem o agente e 
emitem pseudópodes para englobar o agente 
OUTROS RECEPTORES 
-reconhecem oligossacarídeos da superfície 
de microorganismos 
-células que morreram por apotpose – perdem 
assimetria de fosfolipídeos – fosfatidilserina 
carregada negativamente é colocada pro lado 
não-citoplasmático