ULTRA-ESTRUTURA DA MEMBRANA CELULAR
http://www.cientic.com/imag_membrana.html
É a membrana celular que mantém a integridade da célula. Ela actua como uma barreira, separando dois meios distintos, o meio intracelular e o meio extracelular., e como uma superfície de troca de substâncias, de energia e de informação entre esses dois meios. Como a membrana celular apenas permite a entrada e saída de determinadas substâncias, ela constitui uma barreira selectiva.
As membranas citoplasmáticas, bem como as restantes membranas das células, são complexos lipoproteícos constituídos, essencialmente, por lípidos (principalmente fosfolípidos, algum colesterol e, por vezes, glicolípidos) e por proteínas.
Os fosfolípidos e os glicolípidos são moléculas anfipáticas, ou seja, possuem uma extremidade polar que apresenta afinidade com a água, denominada hidrofílica, e uma extremidade apolar que não apresenta esta afinidade com as moléculas de água, denominada hidrofóbica.
O colesterol é um lípido insolúvel em água e está presente em menor quantidade que os fosfolípidos.
As proteínas membranares são moléculas que apresentam também zonas hidrofílicas e zonas hidrofóbicas.
Desde o início do século XX têm sido propostos vários modelos moleculares para a estrutura da membrana celular. Estes modelos estão sujeitos a constantes alterações, devendo, por isso, ser considerados representações hipotéticas baseadas em conhecimentos que se foram aprofundando sobre a composição, estrutura e função membranares.
O modelo de estrutura da membrana inicialmente proposto, em 1972, por Singer e Nicholson, é actualmente o mais aceite. Este modelo, também conhecido por Modelo de Mosaico Fluido, é unitário, uma vez que se aplica a todas as membranas existentes na célula.
De acordo com este modelo, a membrana é constituída por:
- Bicamada fosfolípidica, com as extremidades hidrofílicas das moléculas a formarem a face interna e externa da membrana e as hidrofóbicas a ocuparem o interior;
- Proteínas que, de acordo com a sua posição na bicamada, são designadas por proteínas intrínsecas ou integradas (encontram-se inseridas nesta dupla camada e fortemente unidas às extremidades hidrofóbicas das camadas de fosfolípidos, podendo, por vezes, atravessar a membrana de um lado ao outro – transmembranares) e proteínas extrínsecas ou periféricas (encontram-se à superfície da membrana e fracamente unidas às zonas hidrofílicas dos fosfolípidos ou de proteínas integradas). As proteínas membranares possuem composição e função diferentes. Algumas apenas têm função estrutural, outras intervêm na actividade celular como transportadoras de substâncias químicas através da membrana celular (permeases), como enzimas, catalisando reacções que ocorrem na superfície da célula ou como receptores de estímulos provenientes do meio extracelular;
- Colesterol, situado entre as moléculas de fosfolípidos da bicamada. Tem um papel estabilizador da membrana, pois evita que os fosfolípidos se agreguem, mantendo a sua fluidez;
-Glicolípidos e Glicoproteínas, localizados na superfície externa da bicamada. Em relação aos glicolípidos, apenas se sabe que desempenham um papel importante no reconhecimento de certas substâncias pela célula através da sua porção glicídica.
A membrana celular é uma estrutura dinâmica, uma vez que os seus constituintes realizam movimentos de que são exemplos a mobilidade lateral das moléculas de fosfolípidos e das proteínas, trocando na mesma camada de posição umas com as outras e, pontualmente, os movimentos de fosfolípidos de uma camada para a outra (movimentos de flip-flop). É esta plasticidade, evidenciada pela membrana, que justifica a designação de mosaico fluido atribuída ao modelo referido.
Movimentos através das membranas celulares
A célula recebe do meio extracelular substâncias essenciais ao seu metabolismo e liberta moléculas resultantes da sua actividade. Esta passagem de substâncias do meio extracelular para o meio intracelular, e vice-versa, ocorre através da membrana celular por vários mecanismos: osmose, difusão simples, difusão facilitada e transporte activo.
OSMOSE
- Mecanismo: Não mediado. As substâncias atravessam a membrana sem a intervenção específica de moléculas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• Movimento de moléculas de água de um meio menos concentrado (hipotónico ou com menos pressão osmótica) para um meio masi concentrado (hipertónico ou com maior pressão osmótica).
• Quando os meios possuem igual concentração (isotónicos), estabelece-se uma situação de equilíbrio em que o fluxo de água que entra nas células é igual ao fluxo de saída.
• Na sequência dos movimentos osmóticos a célula pode:
1. perder água, diminuindo assim o seu volume celular. Nessa situação a célula diz-se plasmolisada ou no estado de plasmólise;
2. ganhar água, aumentando assim o seu volume celular e aumentando a pressão sobre a membrana/ parede celular (pressão de turgescência). Neste caso a célula diz-se túrgida ou no estado de turgescência.
No caso das células animais, a turgescência pode consuzir, em situações-limite, à ruptura da membrana celular (lise celular).
- Não há gasto de energia – transporte passivo.
- Substâncias transportadas: água.
DIFUSÃO SIMPLES
- Mecanismo: Não mediado. As substâncias atravessam a membrana sem a intervenção específica de moléculas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração).
• A velocidade de movimentação do soluto é directamente proporcional à diferença de concentração entre os dois meios.
- Não há gasto de energia - transporte passivo.
- Substâncias transportadas: Oxigénio, dióxido de carbono e ureia.
DIFUSÃO FACILITADA
- Mecanismo: Mediado. As substâncias são transportadas por proteínas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras - permeases.
• A velocidade de transporte da substância:
1. aumenta com a concentração;
2. mantém-se quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados (saturação), mesmo que a concentração aumente – velocidade máxima.
- Não há gasto de energia - transporte passivo
- Substâncias transportadas: Glicose.
TRANSPORTE ACTIVO
- Mecanismo: Mediado. As substâncias são transportadas por proteínas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se de um meio de menor concentração para um meio de maior concentração (contra o gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras – ATPases.
• Mantém um gradiente de concentração entre os meios intracelular e extracelular.
- Implica gasto de energia (ATP) - transporte activo.
- Substâncias transportadas: Iões Na+ e K+.
in: Preparação para o Exame Nacional 2006 - Biologia e Geologia- 11º ou 12º [ano 2], J. Reis, P. Lemos, A. Guimarães, Porto Editora, 2006
http://www.cientic.com/imag_membrana.html
É a membrana celular que mantém a integridade da célula. Ela actua como uma barreira, separando dois meios distintos, o meio intracelular e o meio extracelular., e como uma superfície de troca de substâncias, de energia e de informação entre esses dois meios. Como a membrana celular apenas permite a entrada e saída de determinadas substâncias, ela constitui uma barreira selectiva.
As membranas citoplasmáticas, bem como as restantes membranas das células, são complexos lipoproteícos constituídos, essencialmente, por lípidos (principalmente fosfolípidos, algum colesterol e, por vezes, glicolípidos) e por proteínas.
Os fosfolípidos e os glicolípidos são moléculas anfipáticas, ou seja, possuem uma extremidade polar que apresenta afinidade com a água, denominada hidrofílica, e uma extremidade apolar que não apresenta esta afinidade com as moléculas de água, denominada hidrofóbica.
O colesterol é um lípido insolúvel em água e está presente em menor quantidade que os fosfolípidos.
As proteínas membranares são moléculas que apresentam também zonas hidrofílicas e zonas hidrofóbicas.
Desde o início do século XX têm sido propostos vários modelos moleculares para a estrutura da membrana celular. Estes modelos estão sujeitos a constantes alterações, devendo, por isso, ser considerados representações hipotéticas baseadas em conhecimentos que se foram aprofundando sobre a composição, estrutura e função membranares.
O modelo de estrutura da membrana inicialmente proposto, em 1972, por Singer e Nicholson, é actualmente o mais aceite. Este modelo, também conhecido por Modelo de Mosaico Fluido, é unitário, uma vez que se aplica a todas as membranas existentes na célula.
De acordo com este modelo, a membrana é constituída por:
- Bicamada fosfolípidica, com as extremidades hidrofílicas das moléculas a formarem a face interna e externa da membrana e as hidrofóbicas a ocuparem o interior;
- Proteínas que, de acordo com a sua posição na bicamada, são designadas por proteínas intrínsecas ou integradas (encontram-se inseridas nesta dupla camada e fortemente unidas às extremidades hidrofóbicas das camadas de fosfolípidos, podendo, por vezes, atravessar a membrana de um lado ao outro – transmembranares) e proteínas extrínsecas ou periféricas (encontram-se à superfície da membrana e fracamente unidas às zonas hidrofílicas dos fosfolípidos ou de proteínas integradas). As proteínas membranares possuem composição e função diferentes. Algumas apenas têm função estrutural, outras intervêm na actividade celular como transportadoras de substâncias químicas através da membrana celular (permeases), como enzimas, catalisando reacções que ocorrem na superfície da célula ou como receptores de estímulos provenientes do meio extracelular;
- Colesterol, situado entre as moléculas de fosfolípidos da bicamada. Tem um papel estabilizador da membrana, pois evita que os fosfolípidos se agreguem, mantendo a sua fluidez;
-Glicolípidos e Glicoproteínas, localizados na superfície externa da bicamada. Em relação aos glicolípidos, apenas se sabe que desempenham um papel importante no reconhecimento de certas substâncias pela célula através da sua porção glicídica.
A membrana celular é uma estrutura dinâmica, uma vez que os seus constituintes realizam movimentos de que são exemplos a mobilidade lateral das moléculas de fosfolípidos e das proteínas, trocando na mesma camada de posição umas com as outras e, pontualmente, os movimentos de fosfolípidos de uma camada para a outra (movimentos de flip-flop). É esta plasticidade, evidenciada pela membrana, que justifica a designação de mosaico fluido atribuída ao modelo referido.
Movimentos através das membranas celulares
A célula recebe do meio extracelular substâncias essenciais ao seu metabolismo e liberta moléculas resultantes da sua actividade. Esta passagem de substâncias do meio extracelular para o meio intracelular, e vice-versa, ocorre através da membrana celular por vários mecanismos: osmose, difusão simples, difusão facilitada e transporte activo.
OSMOSE
- Mecanismo: Não mediado. As substâncias atravessam a membrana sem a intervenção específica de moléculas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• Movimento de moléculas de água de um meio menos concentrado (hipotónico ou com menos pressão osmótica) para um meio masi concentrado (hipertónico ou com maior pressão osmótica).
• Quando os meios possuem igual concentração (isotónicos), estabelece-se uma situação de equilíbrio em que o fluxo de água que entra nas células é igual ao fluxo de saída.
• Na sequência dos movimentos osmóticos a célula pode:
1. perder água, diminuindo assim o seu volume celular. Nessa situação a célula diz-se plasmolisada ou no estado de plasmólise;
2. ganhar água, aumentando assim o seu volume celular e aumentando a pressão sobre a membrana/ parede celular (pressão de turgescência). Neste caso a célula diz-se túrgida ou no estado de turgescência.
No caso das células animais, a turgescência pode consuzir, em situações-limite, à ruptura da membrana celular (lise celular).
- Não há gasto de energia – transporte passivo.
- Substâncias transportadas: água.
DIFUSÃO SIMPLES
- Mecanismo: Não mediado. As substâncias atravessam a membrana sem a intervenção específica de moléculas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração).
• A velocidade de movimentação do soluto é directamente proporcional à diferença de concentração entre os dois meios.
- Não há gasto de energia - transporte passivo.
- Substâncias transportadas: Oxigénio, dióxido de carbono e ureia.
DIFUSÃO FACILITADA
- Mecanismo: Mediado. As substâncias são transportadas por proteínas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras - permeases.
• A velocidade de transporte da substância:
1. aumenta com a concentração;
2. mantém-se quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados (saturação), mesmo que a concentração aumente – velocidade máxima.
- Não há gasto de energia - transporte passivo
- Substâncias transportadas: Glicose.
TRANSPORTE ACTIVO
- Mecanismo: Mediado. As substâncias são transportadas por proteínas transportadoras.
- Esquema:
- Caracterização:
• As moléculas de um soluto deslocam-se de um meio de menor concentração para um meio de maior concentração (contra o gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras – ATPases.
• Mantém um gradiente de concentração entre os meios intracelular e extracelular.
- Implica gasto de energia (ATP) - transporte activo.
- Substâncias transportadas: Iões Na+ e K+.
in: Preparação para o Exame Nacional 2006 - Biologia e Geologia- 11º ou 12º [ano 2], J. Reis, P. Lemos, A. Guimarães, Porto Editora, 2006
1 comentário:
Sérgio Lima disse...
Apenas uma pequena correcção:
De facto, no transporte há necessidade de fornecimento de energia; contudo, essa energia não tem, necessariamente de vir da hidrólise de ATP.
O que acontece é que, neste tipo de transporte, as substâncias são transportadas contra-gradiente; este transporte é um fenómeno endergónico (endoenergético) pelo que, para que ocorra, tem de ser acoplado a um fenómeno exergónico (exoenergético). Este último fenómeno pode ser: (1) hidrólise de moléculas ricas em energia, como o ATP e o GTP (que é o que acontece nas bombas de sódio-potássio); (2) transporte de outras moléculas a favor do gradiente de concentrações (e eléctrico, em algumas situações), que, como é evidiente, é um processo exergónico (é o que acontece a nível da absorção de glicose no pólo apical do enterócito).
Este transporte de moléculas a favor do gradiente acoplado ao transporte de moléculas contra-gradiente pode ser feito de duas formas: (1) por um simporte - as duas moléculas são transportadas na mesma direcção; (2) por um antiporte - as moléculas são transportadas em sentidos contrários.
Espero ter sido útil.
Enviar um comentário