p1 parte2 Flashcards
A BICAMADA LIPÍDICA
A bicamada lipídica foi estabelecida como base universal da estrutura de
membranas celulares, e suas propriedades são responsáveis pelas propriedades gerais de todas as membranas celulares. Como as células são preenchidas e
estão imersas em soluções de moléculas solúveis em água, começaremos esta
seção considerando como a estrutura da bicamada lipídica é decorrente do comportamento das moléculas
Os lipídeos em uma membrana celular combinam duas propriedades diferentes
Os lipídeos em uma membrana celular combinam duas propriedades diferentes em uma única molécula: cada lipídeo possui uma cabeça hidrofílica (“adora água”) e uma ou duas caudas hidrocarbonadas hidrofóbicas (“têm medo de
água”) (Figura 11-5). Os lipídeos mais abundantes nas membranas celulares são
os fosfolipídeos, moléculas cuja cabeça hidrofílica se liga ao restante do lipídeo por meio de um grupo fosfato. O fosfolipídeo mais comum na maioria das
membranas celulares é a fosfatidilcolina, que possui uma pequena molécula
de colina ligada ao grupo fosfato na sua cabeça hidrofílica e duas cadeias hidrocarbonadas longas como caudas hidrofóbicas (Figura 11-6).
Moléculas com propriedades tanto hidrofílicas quanto hidrofóbicas são
denominadas anfipáticas. Essa propriedade química também é observada em
outros lipídeos de membrana – os esteróis (como o colesterol encontrado na
membrana celular de animais) e os glicolipídeos, que possuem açúcares como
parte integrante da cabeça hidrofílica (Figura 11-7). A presença de partes hidrofóbicas e hidrofílicas tem papel crucial no arranjo das moléculas lipídicas como bicamadas em ambientes aquosos.
Em células animais, a fluidez da membrana é modulada pela inclusão de
moléculas do esterol colesterol
Em células animais, a fluidez da membrana é modulada pela inclusão de
moléculas do esterol colesterol (Figura 11-16A). Essas moléculas estão presentes em grandes quantidades na membrana plasmática, representando aproximadamente 20% dos lipídeos do total do peso da membrana. Como as moléculas de colesterol são pequenas e rígidas, elas preenchem os espaços vazios entre
moléculas vizinhas de fosfolipídeos, originados pelas dobras das suas caudas
hidrocarbonadas insaturadas (Figura 11-16B). Dessa forma, o colesterol tende
a reforçar a bicamada, tornando-a mais rígida e menos permeável. As propriedades químicas dos lipídeos de membrana – e como elas afetam a fluidez da membrana – são revisadas na Animação 11.2.
a fluidez da membrana é importante
Para todas as células, a fluidez da membrana é importante por muitas razões. Ela permite a rápida difusão das proteínas de membrana no plano da bicamada e a sua interação com outras proteínas, fator crucial, por exemplo, na
sinalização celular (discutida no Capítulo 16). Ela também permite a difusão de
lipídeos e proteínas dos locais da membrana nos quais são inseridos logo após sua síntese para outras regiões da célula. A fluidez também possibilita a fusão de membranas diferentes e a mistura de suas moléculas e assegura que moléculas
da membrana sejam distribuídas igualmente entre as células-filhas na divisão
celular. Caso as membranas biológicas não fossem fluidas, ficaria difícil imaginar
como as células poderiam viver, crescer e se reproduzir
PROTEÍNAS DE MEMBRANA
As proteínas de membrana não apenas transportam nutrientes, metabólitos e íons através da bicamada lipídica, elas também possuem muitas outras
funções. Algumas ancoram macromoléculas à membrana. Outras atuam como
receptores para sinais químicos no ambiente em que a célula se encontra e os
transportam (os sinais) para o interior da célula, e há, ainda, as enzimas que catalisam reações específicas (Figura 11-20 e Tabela 11-1). Cada tipo de membrana
celular contém um conjunto diferente de proteínas, refletindo as funções especializadas de cada tipo de membrana em particular. Nesta seção, discutiremos a
estrutura das proteínas de membrana e ilustraremos as diferentes maneiras com
que podem estar associadas à bicamada lipídica.
Proteínas de membrana se associam à bicamada lipídica de
diversas formas
- Muitas proteínas de membrana se estendem através da bicamada lipídica,
com parte da sua massa nos dois lados da bicamada (Figura 11-21A). Como
os seus lipídeos adjacentes, essas proteínas transmembrana possuem regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Suas regiões hidrofóbicas ficam no interior da bicamada, dispostas contra as caudas hidrofóbicas das moléculas
lipídicas. Suas regiões hidrofílicas ficam expostas ao ambiente aquoso nos
dois lados da membrana. - Outras proteínas de membrana estão localizadas inteiramente no citosol, associadas à metade interna da bicamada lipídica por meio de uma
α-hélice anfipática exposta na superfície da proteína (Figura 11-21B). - Algumas proteínas estão inteiramente externas à bicamada lipídica, de um
lado ou de outro, conectadas à membrana apenas por um ou mais grupos
lipídicos covalentemente ligados (Figura 11-21C). - Há ainda proteínas ligadas indiretamente a uma das faces da membrana,
mantidas no lugar apenas por meio de interações com outras proteínas de
membrana (Figura 11-21D).
As proteínas de transporte de membrana podem ser divididas em duas
classes principais:
transportadores e canais
diferença básica entre os transportadores e os canais
diferença básica entre os transportadores e os canais é o modo pelo qual eles distinguem os solutos
Os canais
Os canais distinguem principalmente com base no tamanho e na carga elétrica: se um canal está aberto, um íon ou uma molécula que é suficientemente pequena e carrega a carga apropriada pode passar, como por um alçapão estreito
Um transportador
Um transportador, por outro lado,
permite somente a passagem daquelas moléculas ou íons que se encaixam em
um sítio de ligação na proteína; ele, então, transfere essas moléculas através da
membrana uma de cada vez pela mudança de sua própria conformação, funcionando mais como uma roleta para contagem de passageiros do que uma porta
aberta. Os transportadores se ligam aos seus solutos com grande afinidade, do
mesmo modo que uma enzima se liga ao seu substrato, e é esse requisito de
ligação específica que torna o transporte seletivo
transporte passivo
transporte passivo (às vezes denominado difusão facilitada), sem gasto de energia por sua proteína de transporte de membrana. Todos os canais e muitos transportadores
funcionam como condutos para tal transporte passivo
transporte ativo,
transporte ativo, e é efetuado somente por tipos especiais de
transportadores que podem utilizar alguma fonte de energia para o processo de
transporte (Figura 12-4). Uma vez que direcionam o transporte de solutos contra
seu gradiente de concentração, muitos desses transportadores são denominados
bombas. Agora, examinaremos uma série de transportadores, tanto ativos como
passivos, e veremos como eles operam no movimento de moléculas através das
membranas celulares
osmose
A membrana plasmática é permeável à água (ver Figura 12-2), e, se a concentração total de solutos for baixa em um lado da membrana e alta no outro, a água
tenderá a se mover através dela até que as concentrações de soluto sejam iguais.
O movimento da água de uma região de baixa concentração de soluto (alta concentração de água) para uma região de alta concentração de soluto (baixa concentração de água) é denominado osmose
pressão osmótica.
A força motora para o movimento da água é equivalente
a uma diferença em pressão de água e é denominada pressão osmótica. Na
ausência de qualquer pressão contrária, o movimento osmótico da água para
dentro de uma célula ocasionará seu intumescimento
modelo do mosaico fluido.
Uma característica essencial da bicamada lipídica é sua
fluidez. Esse fluxo molecular vital é essencial para a integridade e a função das membranas celulares. Ele permite
que as proteínas da membrana se desloquem na bicamada, associando-se e dissociando-se por meio de interações moleculares das quais a célula depende. A natureza
dinâmica das membranas celulares é tão necessária para
seu funcionamento correto que o seu modelo estrutural é
comu mente chamado de modelo do mosaico fluido.
