FUNDAÇÃO PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS - FUPAC
FACULDADE PRESIDENTE ANTÔNIO CARLOS DE UBERLÂNDIA
BIOFÍSICA DE MEMBRANAS
Profª Carla Mamede
Célula
“Todas as criaturas vivas são constituídas de células – pequenas unidades envolvidas
por membranas e preenchidas por uma solução aquosa de agentes químicos, dotadas
com uma extraordinária capacidade de reprodução.” (Bruce Alberts, 1999)
Célula procariótica
Célula eucariótica
Célula procariótica
Célula eucariótica
Membranas celulares
Todas as membranas celulares são compostas por lipídios e proteínas e têm a função
primordial de servir como barreira entre o meio intra e extracelular.
 Importação e
exportação de
substâncias específicas;
 Eliminar produtos
residuais para o
exterior da célula;
 Capacidade sensorial
de responder a
mudanças no meio
celular;
 Propriedades
estruturais, mecânicas
e plásticas.
Membranas celulares : Bicamada lipídica
A bicamada lipídica fornece a estrutura básica da membrana e serve como barreira de
permeabilidade.
 Os lipídios mais abundantes na membrana são os fosfolipídios , nos quais o grupo
da cabeça hidrofílica é ligado às caudas hidrofóbicas de hidrocarbonetos por
intermédio de um grupo fosfato.
Membranas celulares : Proteínas de membrana
A maior parte das
funções da
membrana são
desempenhadas
pelas proteínas de
membrana.
Membranas celulares : Glicocálice
Nas células eucarióticas, muitos lipídios e proteínas apresentam açucares ligados a
eles na face externa da membrana plasmática.
 Protege a superfície celular de
agressões mecânicas e
química, ex. na mucosa
intestinal;
 Atrai cátions e facilita o
transporte desses íons, ex. Na+
em células nervosas e
musculares;
 Reconhecimento e adesão
celular;
 Determina a especificidade
dos grupos sanguíneos do
sistema ABO:
A- acetilgalactosamina;
B- galactose.
Exercícios: Estrutura de membrana
1.
“A compartimentalização é o estabelecimento de duas regiões no espaço, separada
fisicamente por uma barreira, e funcionalmente por um trânsito seletivo (Heneine,
2008).” Nos seres vivos que estrutura é responsável por essa compartimentalização?
Qual a importância dessa estrutura para os seres vivos?
2.
Cinco estudantes em uma sala de aula sempre sentam-se juntos na primeira fila de
carteiras. Isso pode ocorrer porque (A) eles realmente se gostam, ou (B) nenhum outro
aluno quer se sentar junto a eles. Qual das duas explicações também se aplica à
formação da bicamada lipídica? Explique. Suponha que a outra explicação também se
aplique às moléculas lipídicas, quão diferentes seriam as suas propriedades?
3.
4.
Por que a membrana das hemácias precisa de proteínas?
Descreva e exemplifique a importância do glicocálice nas células animais?
Membranas celulares: Permeabilidade
As células vivem e crescem em função das trocas de moléculas com o seu ambiente, e a membrana
plasmática age como uma barreira que controla o trânsito de moléculas para dentro e para fora da célula.
Membranas celulares: Permeabilidade
Membranas celulares:
Transporte passivo
Membranas celulares:
Transporte passivo
Pressão osmótica: pressão com a
qual a água é forçada a atravessar
a membrana. É determinada pelo
número de partículas
por unidade de volume, ou seja
concentração molar da solução.
Membranas celulares:
Transporte passivo
Membranas celulares:
Transporte passivo
 Mecanismos físicos para abertura
e fechamento de proteínas-canal
Membranas celulares: Proteínas carreadoras
No exato instante em que três moléculas de sódio se ligarem aos
seus sítios dessa proteína carreadora na face interna da célula e
duas moléculas de potássio ocuparem seus sítios na face interna
da proteína, então a enzima ATPase cliva energia e produz
alteração conformacional nesta proteína. O resultado será o
deslocamento de 2 moléculas de potássio para o LIC e 3
moléculas de sódio para o LEC.
Com essa atividade alguns objetivos funcionais são garantidos,
sendo eles:
1º evitar o edema celular: ao deslocar o sódio do LIC para o LEC
há menor atração de água para o meio intracelular, evitando o
encharcamento (edema) desse meio.
2º garantir a eletroneutralidade: com a entrada de apenas duas
moléculas de potássio em relação à saída de três moléculas de
sódio, há menor estoque de cargas positivas no LIC, garantindo a
negatividade deste meio em relação ao LEC.
3º garantir a diferença iônica/molecular: com o
redirecionamento do sódio para o LEC e do potássio para o LIC,
há manutenção da diferença molecular entre os meios.
Membranas celulares:
Transporte ativo
Membranas celulares: Transporte ativo
Membranas celulares: Permeabilidade
Membranas celulares: Importação e Exportação de partículas
 Colesterol
 Vitaminas
 Ferro
Exercícios: Transporte na membrana
Os canais de cátions controlados por acetilcolina não discriminam entre os íons Na+, K+ e Ca2+, permitindo a passagem
1.
de todos através deles livremente. Neste caso, por que, quando a acetilcolina se liga a esse complexo proteico em
células musculares, o canal se abre e há um influxo fundamentalmente de íons Na+? (Alberts, et al.; 2006)
2. As bicamadas fosfolipídicas formam vesículas esféricas na água. Suponha que você tenha construído vesículas lipídicas
que contenham bombas sódio/potássio como as únicas proteínas de membrana e que cada bomba transporta um sódio
em uma direção e potássio na direção oposta em cada ciclo de bombeamento. Todas as bombas têm a porção da molécula
que normalmente se volta para o citosol orientada para o exterior das vesículas. Determine o que aconteceria se:
a)
Suas vesículas fossem suspensas em uma solução contendo tanto íons sódio como íons potássio e tivessem uma
solução da mesma composição no seu interior.
b)
c)
Você adiciona ATP à suspensão descrita em (a).
Você adiciona ATP, porém a solução – tanto no exterior como no interior das vesículas – contém apenas íons sódio.
d)
Você adiciona ATP, porém em adição a bombas sódio/potássio, a membrana de suas vesículas também contém
canais de escoamento de potássio.
e)
Metade das moléculas-bomba embebidas na membrana de cada vesícula foi orientada ao contrário, de forma que a
porção normalmente citosólica dessas moléculas se volta para o interior das vesículas. Você agora adiciona ATP à
suspensão.
(Alberts, et al.; 2006)
3. (CESGRANRIO-RJ) No desenho abaixo, observamos três tubos de ensaio contendo
soluções de diferentes concentrações de NaCl e as modificações sofridas pelas hemácias
presentes em seu interior. Em relação a este desenho, assinale a alternativa correta:
a) Em 1 a solução é isotônica em relação à
hemácia; em 2 a solução é hipertônica em relação
à hemácia e em 3 a solução é hipotônica à hemácia.
b) As hemácias em 1 sofreram alteração de volume,
porém em 2 ocorreu plasmólise e em 3 turgência.
c) Considerando a concentração isotônica de
NaCl = 0,9 %, a solução 2 certamente possui uma
concentração de NaCl inferior a 0,9 % e a solução 3,
uma concentração de NaCl superior a 0,9 %.
d) As hemácias do tubo 2 sofreram perda de água para a solução, enquanto as do tubo 3
aumentaram seu volume, depositando-se no fundo.
e) A plasmólise sofrida pelas hemácias do tubo 2 ocorreu em razão da perda de NaCl para
o meio.
4. A fibrose cística é uma doença autossômica
recessiva decorrente de mutações ao nível do
cromossomo 7, que interfere na formação
dos canais de cloreto. Isso compromete o
funcionamento das glândulas exócrinas que
produzem substâncias (muco, suor ou
enzimas pancreáticas) mais espessas e de
difícil eliminação. Observando o esquema,
explique a relação dos canais de cloreto com
a fibrose cística.
Membranas celulares: Bioeletricidade