Estrutura, organização e propriedades

Apresentação em tema: "Estrutura, organização e propriedades"— Transcrição da apresentação:

1 Estrutura, organização e propriedades
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE BIOLOGIA DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL Disciplina: Biologia Celular BIO 158 Profa.: Paula Ristow Membrana plasmática Estrutura, organização e propriedades

2 Membranas celulares funcionam como barreiras seletivas.
A membrana envolve e delimita a célula Cria compartimento segregado e mantém ambiente homeostático Compartimentaliza células eucarióticas (organelas) Figure Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

3 Membranas formam diversos compartimentos diferentes em uma célula eucariótica.

4 Outras funções da membrana plasmática (MP):
Percepção de sinais e comunicação celular – proteínas receptoras presentes na MP permitem que a célula receba sinais do seu ambiente; Importação e exportação de moléculas – proteínas de transporte presentes na MP permitem o trânsito de pequenas moléculas e íons; Mobilidade celular – a flexibilidade da MP e a sua capacidade de expandir-se permitem à célula crescer e movimentar-se.

5 Estrutura básica das membranas celulares Modelo do Mosaico Fluido

6 Filme fluido formado por bicamada de fosfolipídeos e proteínas.
Conferem estrutura e especialização das membranas. Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

7 Modelo Mosaico Fluido (Singer & Nicolson, 1972)
Flexível, fluida, dinâmica, com composição variável

8 Vídeo

9 Lipídeos e bicamadas

10 Cabeça hidrofílica Cauda hidrofóbica Fosfolipídeos
Uma típica molécula lipídica de membrana possui uma cabeça hidrofílica e caudas hidrofóbicas = anfipática (ou anfifílica).

11 Fosfolipídeos H2O Cabeça hidrofílica Cauda hidrofóbica

12 Representação simbólica
Representação esquemática Fórmula química Modelo de preenchimento espacial Fosfatidilcolina – fosfolipídeo mais comum em membranas celulares. * Ligações duplas provocam quebras na molécula, aumentando o espaço entre as cadeias hidrofóbicas.

13 Lipídeos agregam espontaneamente

14 Fosfolipídeos anfipáticos formam bicamadas em água.

15 Bicamadas de fosfolipídeos se fecham espontaneamente sobre elas mesmas, formando compartimentos selados. Lipossomas ►Usos terapêuticos e biotecnológicos

16 Mobilidade dos fosfolipídeos no plano da membrana

17 Fosfolipídeos são sintetizados no RE liso.
Flipases transferem os fosfolipídeos para a camada oposta. A orientação da membrana (face citosólica e face externa) é mantida Vesículas de membranas transportam os fosfolípideos até a membrana

18 Lipídeos e fluidez de membrana

19 Mais frouxo e fluido Mais reto e menos fluido
(tamanho da cauda de ácidos graxos e quantidade de insaturações =)

20 Bactérias e leveduras Ajustam o comprimento e insaturação das caudas de ácidos graxos em função da temperatura ambiente. Em baixas temperaturas alteram composição para cadeias curtas e insaturadas, tornando a membrana mais fluida.

21 Membranas de células animais Colesterol
Caráter anfipático Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

22 Células animais - modulação pelo colesterol, aumenta a rigidez

23 Principais lipídeos de membrana e sua distribuição assimétrica

24 Assimetria de lipídeos na bicamada
Fosfatidilcolina Esfingomielina Glicolipídeos Colesterol Fosfatidilserina (-) Fosfatidilinositol (-) Fosfatidiletanolamina Carga interfere na ligação com proteínas, transportes, sinalização celular. Figure Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

25 Fosfolipídeos Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

26 Glicolipídeos - grupamentos açúcar são adquiridos no Complexo de Golgi

27

28 Balsas lipídicas

29 Uma balsa lípídica Pequenas áreas especializadas das membranas ricas em lipídeos longos e saturados (vermelhos), colesterol (laranja) e proteínas (verde). Ocorrem nos processos de transporte, sinalização celular e endocitose.

30 Lipossoma gigante Fosfatidilcolina e esfingomielina (1:1) Fosfatidilcolina, esfingomielina e colesterol (1:1:1)

31 Balsas lipídicas em bicamadas artificiais – microscopia de força atômica
Figure 10-14a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

32 Proteínas associadas à bicamada lipídica

33 Divididas em dois grandes grupos
INTEGRAIS PERIFÉRICAS Proteínas integrais: possuem domínios hidrofóbicos. Integrais transmembrana: possuem domínios hidrofóbicos e hidrofílicos, projetam-se para ambos os lados da membrana. Proteínas periféricas: são hidrofílicas. Podem ser retiradas sem dano à bicamada.

34 Proteínas em alfa-hélice unipasso ou multipasso
Figure Integral membrane proteins of red blood cells

35 Funções das proteínas de membrana
Executam funções específicas na membrana: estrutura, receptores, transporte, enzimas, adesão.

36 Proteínas em beta-barril
Mitocôndrias, cloroplastos e bactérias

37 As proteínas transmembrana podem ser solubilizadas e purificadas com detergentes
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

38 Remoção de proteínas funcionais
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

39 Video hemácia com detergente

40 Experimentos com difusão lateral de proteínas

41 Journal Cell Science, vol.7: 319-335, 1970
Demonstração experimental de que as proteínas de membrana podem mover-se lateralmente na bicamada lipídica L. D. Frye & M. Edidin, Journal Cell Science, vol.7: , 1970

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43 Distribuição de Proteínas em Membranas e Polaridade Celular

44 Distribuição das proteínas de membrana
Diferentes proteínas são “confinadas” em diferentes regiões da membrana plasmática, para executar transportes ou transdução de sinais extra-celulares para o meio intra-celular Células polarizadas: células que contém domínios de membrana distintos (apical, lateral, basal). Ex. células epiteliais Lumem Célula epitelial Junções limitam a difusão de proteínas Tecido

45 Restrição à mobilidade lateral das proteínas de membrana
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

46 Glicocálix

47 Glicolipídeos Glicoproteínas
Carboidratos associados às membrana= glicocálix. Proteção, reconhecimento de moléculas específicas. Glicoproteínas

48 Figure 10-28a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

49 Figure 10-28b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

50 Vídeo diapedese