MEMBRANAS CELULARES

Prof. Dorival Filho

PROF. DORIVAL FILHO – [e-mail]

MEMBRANAS CELULARES

Toda célula precisa estar envolvida

por algum tipo de estrutura que controle o

que nela pode entrar e sair. É a membrana

plasmática a responsável por esse controle

(permeabilidade seletiva) em todas as

células que existem.

Ela também

mantém a diferença

na composição

química

entre o meio interno e o externo da

célula e entre as organelas e o citosol

(no caso de eucariontes), o que é

importantíssimo para a manutenção da

vida.

Alguns organismos possuem

externamente a sua membrana plasmática

uma parede celular.

Parede Celular.

A parede celular é uma estrutura

mais rígida que a membrana plasmática.

Sua composição química é bastante

variada, como podemos verificar abaixo:

• Moneras
peptoglicano (ou peptidoglicano).

• Protistas
celulose, sílica, algina, ágar

etc.

• Fungos
principalmente quitina.

• vegetais
celulose.

Membrana Plasmática.

A membrana plasmática é composta

por duas camadas de lipídios (bicamada

lipídica) e proteínas. Por isso dizemos que

ela é lipoprotéica.

Os lipídios

que formam a

bicamada possuem

duas regiões que

se diferenciam quanto

a sua polaridade.

A cabeça é polar e,

portanto, hidrofílica

e a cauda é apolar

e hidrofóbica. Isso

faz com que os

lipídios se organizem

quando estão em contato com a água de tal

maneira que as cabeças ficam em contato

com a água e as caudas não.

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Essa característica dos lipídios que

formam a membrana gera uma outra

propriedade bastante interessante, a autoselagem

ou auto-montagem. Ela significa

que se jogarmos um pedaço de membrana

aberto na água, espontaneamente ela se

fechará, impedindo que as caudas dos

lipídios que estão nas extremidades entrem

em contato com a água.

Como já foi dito, além dos lipídios, as

membranas celulares possuem também na

sua constituição as proteínas.

Elas desempenham diversas funções

na membrana. Entre elas: comunicação

entre as células, receptores de substâncias

químicas (como os hormônios), transporte

de substâncias entre a célula e o meio

externo ou entre organelas e o citoplasma,

entre outras.

Glicocálix

A membrana plasmática de

praticamente todas as células animais

também podem ter, do seu lado externo,

moléculas de açúcar (oligossacarídeos)

ligados a proteínas e lipídios. Essa camada

de açúcar é chamada de glicocálix.

O glicocálix apresenta várias

funções. Entre elas:

1) Proteger e lubrificar a superfície

celular, permitindo um deslocamento

melhor de células que se movem.

2) Importante papel no reconhecimento

célula-célula. Isso é muito importante

em organismos pluricelulares que

precisam reconhecer se a célula que

está a seu lado é do seu corpo ou

invasora.

3) Auxilia na adesão da célula a uma

superfície.

4) Reconhecimento do espermatozóide

por um óvulo.

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Imagem mostrando as proteínas de membrana e o glicocálix.

Transporte através de membrana.

Uma importante função das

membranas é controlar a entrada e saída

das substâncias das células e de seus

compartimentos. A isso damos o nome de

permeabilidade seletiva.

A membrana realiza diversos tipos

de transporte que veremos a seguir.

Tipos de

Transportes

Características

Passivo • Sem gasto de energia.

• A favor do gradiente de

concentração.

• Ex:difusão simples e

facilitada.

Ativo • Com gasto de energia.

• Contra o gradiente de

concentração.

• Sempre feito por proteínas.

• Ex: bomba de sódio e

potássio.

No transporte passivo não há gasto

de energia porque o soluto é transportado a

favor de seu gradiente de concentração.

Essa é a tendência natural de qualquer

substância: passar de onde tem mais para

onde tem menos. Portanto, não é preciso

que haja um esforço da célula para que ele

ocorra.

Na difusão simples, o soluto passa

por entre as moléculas de lipídios e na

difusão facilitada a passagem do soluto é

feita com o auxílio

de uma proteína.

É importante

observar que as

substâncias possuem

graus variados

de dificuldade

de atravessar

a bicamada

lipídica. Observe

a figura ao lado.

No transporte ativo o gasto de

energia é inevitável porque o soluto está

sendo movido contra IMPORTANTE: toda fez que uma questão disser que um transporte de membrana deixa uma

substância mais concentrada de um lado do que de outro, é sinal de que ela está sendo

submetida ao transporte ativo porque o passivo iguala as concentrações, já que a

substância passa de onde tem mais para onde tem menos.

Osmose

A osmose é a passagem do solvente de um meio menos concentrado de soluto

(hipotônico) para um mais concentrado de soluto (hipertônico).

Observe que quem se move na osmose é a água. Portanto, se considerarmos a água

ao invés do soluto, diremos que a água se move de onde tem mais água para onde tem

menos água.

Portanto, na osmose, a água se move:

do meio mais concentrado de água --------> para o meio menos concentrado de água

OU

do meio hipotônico --------> para o meio hipertônico

Quando células animais são colocadas em um meio muito hipotônico, a entrada de água

por osmose pode provocar a ruptura da membrana plasmática (lise), levando a célula à morte.

Se esse rompimento ocorrer em uma célula animal qualquer diremos que ocorreu uma

plasmoptise e se for com uma hemácia diremos que houve uma hemólise.

Caso a célula

animal seja colocada em

um meio hipertônico, ela

perderá água. Nesse

caso, ela estará

crenada.

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A célula vegetal também fica túrgida quando colocada num meio hipotônico. Mas, sua

membrana nunca arrebenta porque a parede celular resiste à pressão da água. Quando

colocada num meio hipertônico a célula vegetal perde água. Nessa caso, diremos que ela está

plasmolisada, ou que houve uma plasmólise.

Como visto, a entrada excessiva de água por osmose pode levar algumas células à

morte. Dependendo do organismo, pode haver estratégias diversas para evitar que isso ocorra.

Observe abaixo:

1) Células animais
bombeiam íons para fora, deixando o meio extracelular tão

concentrado quanto o intracelular (isotônico). Com o meio extracelular isotônico em

relação ao intracelular, a quantidade de água que entrar na célula será igual a que sair.

2) Células vegetais
não possuem nenhum mecanismo especial para evitar a entrada

excessiva de água porque a parede celular não permite que isso ocorra a ponto de

romper a membrana plasmática.

3) Células de protozoários
possuem uma estrutura chamada de vacúolo pulsátil

(contrátil) que elimina a água que entrou em excesso.

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Questões de vestibulares

Questão 01 (UEFS 2000 – modificada)

O metilmercúrio—MeHg—é muito solúvel em gordura, atingindo facilmente o interior das células, e tem efeitos

tóxicos variáveis e irreversíveis.

A facilidade com que o metilmercúrio ingerido com os alimentos alcança o interior das células, está associada à

A) camada bilipídica que integra o mosaico fluido da ultra-estrutura da membrana plasmática.

B) ocorrência de transporte ativo, permitindo a incorporação inicial de metilmercúrio contra o gradiente de

concentração.

C) ausência de seletividade da membrana em relação ao tamanho das moléculas a serem transportadas.

D) emissão de pseudópodos, condição exigida para o englobamento de metais pesados.

E) alta permeabilidade dos lipídios de membrana a compostos químicos positivamente carregados.

Questão 02 (FTC 2000 – modificada)

O transporte de substâncias entre a célula e o meio envolve

01 ) a formação de pseudópodos exigidos para o transporte passivo.

02) a obrigatoriedade de uma parede celular, universal, entre os seres vivos.

03) o fluxo de moléculas de água de uma solução hipertônica para uma solução hipotônica.

04) o consumo de ATP quando se faz contra o gradiente de concentração.

05) a passagem de macromoléculas pela bicamada lipídica.

Questão 03 (UESC 2001)

A apresentação, em 1972, por Singer e Nicholson, da concepção de membrana biológica, segundo o modelo que

foi denominado de mosaico fluido, constituiu uma contribuição decisiva para o desenvolvimento da biologia celular

e molecular. A apresentação desse modelo foi fundamental para o estudo da célula, entre outros aspectos, porque

ele podia explicar

01) o estabelecimento de gradientes iônicos entre compartimentos celulares.

02) o transporte ativo através da bicamada lipidica.

03) a presença dos radicais polissacaridicos na face citossólica da membrana.

04) o transporte de íons, contrariando um gradiente eletroquímico, sem uso de energia celular.

05) a existência de poros fixos para o intercâmbio de água.

Questão 04 (polifucs 2001)

A figura esquematiza a estrutura da membrana plasmática, destacando a

participação de um dos seus componentes no intercâmbio de substâncias

entre os meios intra e extracelular.

Na situação descrita,

01 ) os fosfolipídios são as moléculas transportadoras dos íons Na+ e K+.

02) as concentrações de íons Na+ e K+ se diferenciam nas soluções intra e

extracelular.

03) o trânsito de íons está subordinado à estabilidade conformacional das

moléculas transportadoras.

04) as proteínas dispostas em dupla camada facilitam o trânsito de solventes

orgânicos para o meio intracelular.

05) o tamanho das moléculas de água impede a sua passagem entre as

moléculas indicadas em I.

Questão 05 (Ecmal 2001)

O quadro a seguir apresenta dados relativos à concentração dos íons K+, Na+ e Cl- dentro e fora da célula

nervosa de uma lula, uma espécie de molusco.

Íons Concentração molar

Dentro Fora

K+ 0,400 0,020

Na+ 0,050 0,440

Cl- 0,120 0,560

Com relação aos eventos associados ao transporte dos íons K+, Na+ e Cl-, através da membrana de uma célula

nervosa, pode-se afirmar:

01) Os gradientes de concentração dos íons K+, Na+ e Cl- são mantidos, mesmo após a morte da célula.

02) O transporte de íons K+ para fora da célula ocorre contra o gradiente de concentração.

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03) Os íons Cl- passam, principalmente, difundindo-se através da bicamada lipídica em direção à solução

citoplasmática.

04) O transporte de íons Cl- para dentro da célula gasta energia fornecida por moléculas de ATP.

05) O transporte de íons Na+ para o meio extracelular é realizado por meio de proteínas que compõem a

membrana.

Questão 06 (FVC 2001)

Há muito tempo, os biologistas já imaginavam a ocorrência de um envoltório celular que agisse como uma

barreira, regulando a entrada e a saída de substâncias na célula. Hoje, está constatada a existência da membrana

plasmática, que atua ativamente no intercâmbio entre a célula e o meio extemo.

(Soares, p. 147)

Sobre a propriedade da membrana plasmática referida no texto, é correto afirmar:

01) A permeabilidade seletiva fica evidenciada na igualdade da composição química das soluções intra e

extracelulares.

02) A permeabilidade preferencial por solventes orgânicos revela a disposição de proteínas em dupla camada na

membrana.

03) A estrutura glicoprotéica da membrana impede a passagem de monossacarídeos para o meio citoplasmático.

04) Moléculas de proteínas respondem pelo transporte de íons entre os meios intra e extracelular.

05) A passagem de íons pela membrana ocorre, invariavelmente, contra o gradiente eletroquímico.

Questão 07 (FCT 2001)

A - A água do mar é isotônica para muitos invertebrados.

B - O aumento da salinidade de um lago determina a morte de animais.

Considerando-se aspectos da fisiologia da membrana plasmática e os fatos apresentados —

A e B, é correto afirmar que:

01) a membrana plasmática dos invertebrados não se deixa atravessar por moléculas de água.

02) a solução extracelular, em B, é hipotônica em relação ao conteúdo intracelular.

03) a desidratação das células pode ser a causa da morte dos animais referidos no fato B.

04) o deslocamento de sais para o interior das células, em B, requer, necessariamente, gasto de energia.

05) os sais atravessam a membrana plasmática, deslocando-se entre as moléculas da bicamada lipídica.

Questão 08 (UESC 2002)

A ilustração, simplíficadamente, apresenta os prováveis

caminhos da vida, delineando as supostas relações

filogenéticas entre os grandes agrupamentos biológicos que

se configuram na atual Biosfera.

A análise do diagrama sugere que:

01) a Terra era colonizada por microorganismos

procarióticos e eucarióticos, há três bilhões de anos.

02) o estabelecimento da célula compartimentalizada

subordinou-se à evolução da pluricelularidade.

03) eventos envolvidos com as endossimbioses foram

decisivos na evolução das arquebactérias.

04) a propriedade de auto-selagem da membrana

celular desempenhou papel crucial na evolução do domínio

Eucaria.

05) a organização no nível da unicelularidade é restrita

às espécies bacterianas.

Gabarito Comentado

Questão 01

O enunciado afirma que o metil-mercúrio é muito solúvel em gordura. Como a membrana possui uma

bicamada lipídica, isso é um sinal de que ele deve atravessar facilmente a membrana por difusão simples.

Resposta a

Animais Fungos Plantas ProtistaAsrquebactérEiausbactéri

Multicelulares Unicelulares

Eucariontes Procariontes

Forma ancestral comum

Fogócitos primitivos

Endosimbiontes

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Questão 02

Item 05: está errado porque macromoléculas, devido ao seu tamanho, têm dificuldade de atravessar a

membrana.

Resposta 04

Questão 03

Item 01: está correto porque foi o modelo do mosaico fluido que permitiu explicar como as proteínas

poderiam se encarregar do transporte de substâncias, como os íons. Quando essas proteínas fazem um

transporte ativo, elas geram gradientes de concentração, ou seja, uma diferença na concentração da substância

transportada entre os dois lados da membrana.

Item 02: está errado porque o transporte ativo é sempre feito por proteínas e não pela bicamada lipídica.

Item 03: os radicais polissacarídicos, que formam o glicocálix, estão sempre voltados para o lado externo

e não para o citosol.

Resposta: 01

Questão 04

Item 01: a figura mostra um transporte que gasta ATP, portanto, um transporte ativo. Transporte ativo

sempre é feito por uma proteína e não por lipídios da membrana.

Item 02: está correto porque o transporte ativo gera diferença de concentração.

Item 03: proteínas que fazem transporte ativo e algumas que fazem transporte passivo ao executarem o

transporte modificam seu formato (conformação). Por isso esse item está errado, não há uma estabilidade

conformacional, na medida em que as proteínas mudam seu formato.

Item 04: quem se apresenta em dupla camada são os lipídios e não as proteínas.

Item 05: apesar de ser polar a molécula de água consegue atravessar com alguma facilidade a bicamada

lipídica por ser pequena.

Resposta: 02

Questão 05

O três íons citados sofrem transporte ativo. Isso fica claro porque todos possuem uma grande diferença

de concentração entre os dois lados da membrana.

Resposta: 05

Questão 06

Item 01: está errado porque a membrana mantém a composição química extracelular diferente da

intracelular.

Item 04: está correto porque os íons, por serem carregados, possuem imensa dificuldade em atravessar o

interior da bicamada que é apolar (por causa da cauda dos lipídios). Por isso, quem tem que fazer o transporte

dos íons são as proteínas de membrana.

Item 05: está errado porque nem sempre os íons sofrem transporte ativo (contra o gradiente de

concentração). Eles podem atravessar a membrana por difusão facilitada.

Resposta: 04

Questão 07

O aumento da salinidade deixou o lago hipertônico. Num meio hipertônico os seres vivos podem perder

água e se desidratar.

Resposta: 03

Questão 08

Item 02: está errado porque primeiro vieram os eucariontes (célula compartimentalizada) e depois os

pluricelulares. Portanto, a frase correta seria “o estabelecimento da pluricelularidade subordinou-se à evolução da

célula compartimentalizada”.

Item 04: está correto porque a auto-selagem da membrana permitiu a evolução de organelaso seu gradiente de

concentração