Biologia Celular (Membrana Plasmática, Núcleo, Expressão Gênica)

Roteiro Biologia Celular
- Membrana

1. Todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica, sendo constituídas por duas camadas lipídicas fluidas e contínuas, onde estão inseridas moléculas proteicas, constituindo o chamado mosaico fluído. As moléculas da bicamada lipídica estão organizadas com suas cadeias apolares (hidrofóbicas) voltadas para o interior da membrana, enquanto as cabeças polares (hidrofílicas) ficam voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma, que são meios aquosos.
2. A membrana plasmática circunda a célula, define seus limites e mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o ambiente extracelular. Gradientes de íons através da membrana, estabelecidos pelas atividades das proteínas especializadas da membrana, podem ser utilizados para sintetizar ATP, direcionar o movimento transmembrana de solutos selecionados ou, como nas células musculares e nervosas, produzir e transmitir sinais elétricos. Portanto as membranas celulares atuam como barreira física (delimitando compartimentos), auxiliam no transporte de soluto, reage a sinais externos e participa diretamente nas interações intermoleculares.
3. As proteínas que se associam as membranas celulares podem ser dividas em dois grandes grupos, as integrais ou intrínsecas e as periféricas ou extrínsecas, dependendo da facilidade de extraí-las da bicamada lipídica. As proteínas integrais estão firmemente associadas ao lipídios e só podem ser separadas da fração lipídica através de técnicas drásticas, como o emprego de detergentes. As moléculas das proteínas integrais, graças as zonas hidrofóbicas situadas na sua superfície, prendem-se aos lipídios da membrana por interação hidrofóbica, algumas proteínas integrais podem atravessar a bicamada lipídica , fazendo saliências em ambas as superfícies da membrana, sendo denominadas proteínas transmembrana.

As proteínas periféricas podem ser isoladas facilmente pelo emprego de soluções salinas. Essas proteínas não interagem com a região hidrofóbica da bicamada lipídica, elas se ligam à membrana por interação com as proteínas integrais, ou interagindo com a região polar dos lipídios.

1. As proteínas transmembrana podem desempenhar funções estruturais, quando concentram a membrana e o citoesqueleto para manter a forma da célula e criar junções celulares que fazem com que os tecidos permaneçam unidos. Enzimática, catalizando reações químicas que ocorrem na superfície externa ou na região próxima ao lado interno do citoplasma. Receptora, faz parte do sistema químico de sinalização do corpo, sendo especifica para uma molécula ou um grupo de molécula ao qual esta associada. Transportadora, se organiza para permitir a passagem de solvente ou soluto do meio externo para o meio interno ou, do meio interno para o externo.
2. Os fosfolipídeos são os lipídeos mais abundantes das membranas. Eles são formados por um grupamento polar e duas caudas de hidrocarbonos hidrofóbicos (nos animas, as caudas normalmente são ácidos graxos e podem diferir em comprimento). Tipicamente uma cauda possui uma ou mais ligações duplas em cis (insaturada) enquanto a outra cauda não possui esta ligação (ou seja, ela é saturada).
3. A fluidez da membrana plasmática depende da temperatura e da concentração de colesterol, pois quanto maior a temperatura e maior a quantidade de colesterol, a membrana é menos fluida.
4. O aspecto trilaminar que é observado nas membranas celulares ocorre pois as moléculas de fosfolipídeos, por serem cilíndricas, formam bicamadas espontaneamente em ambiente aquosos. Dessa forma as cabeças hidrofílicas voltam-se para a água da superfície da bicamada, formando as duas laminas externas da membrana, enquanto as caudas hidrofóbicas estão voltadas para o interior, sendo responsável pela lâmina interna que pode ser observada.
5. O glicocálice é funcionalmente importante e sua composição não é estática, varia de um tipo celular para outro. Numa mesma célula, varia de acordo com a região da membrana e conforme a atividade funcional da célula em determinado momento. O glicocálice atua protegendo a célula contra danos químicos ou mecânicos e mantém outras células à distancia, para prevenir interações indesejáveis proteína – proteína, tendo papel importante também no reconhecimento e divisão celular.
6. A configuração molecular faz com que haja dois tipos de transporte de substancias, esta determina que substância seja transportada por intermédio de mecanismos especiais desenvolvidos durante a evolução, como o transporte ativo ou transporte passivo (difusão facilitada). O transporte passivo ocorre da seguinte maneira: como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o,soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior da célula do que no meio externo, e sai no caso contrario. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a agitação térmica das moléculas de soluto. Esse tipo de transporte pode ocorrer por difusão ou com o auxilio de proteínas transportadoras (carreadoras ou canais), esse processo não gasta energia, pois ocorre a favor do gradiente de concentração. Outro processo de passagem através da membrana celular é o transporte ativo. Neste caso há consumo de energia, e substancia pode ser transportada do local de baixa concentração para um local de alta concentração, portanto o soluto é transportado contra o gradiente de concentração. As células também são capazes de transmitir para seu interior, em bloco, grandes quantidades de macromoléculas, o transporte para o interior da célula é denominado endocitose e pode ocorrer por dois processos: fagocitose (a célula emite pseudopodes para englobar partículas grandes ou até mesmo outra célula) e pinocitose (formação de vesículas para englobamento de gotículas), já o transporte para o exterior da célula recebe o nome de exocitose (por exemplo, células secretoras de proteínas).
7. Quando colocada em meio hipertônico a hemácia se encontra crenada (“enrugada”); em meio isotônico, bicôncava (normal); em meio hipotônico, turgida; em meio muito hipertônico a hemácia sofre lise, portanto se encontra lisada (“arrebentada”)
8. No transporte ativo, a atividade bombeadora da proteína transportador é direcional, porque ela é fortemente ligada a uma fonte de energia metabólica, como a hidrolise de ATP ou um gradiente de íons. Assim, o movimento transmembrana de pequenas moléculas mediado por transportadores pode ser ativo ou passivo, enquanto o transporte por proteína de canal é sempre passivo.

A bomba de Na/K opera como um antiporte acionado por ATP, bombeando Na ativamente para fora da célula contra seu acentuado gradiente eletroquímico, e bombeando K para o interior da célula. Ou seja, o sódio se encaixa no sitio ativo da proteína e sofre fosforilação (a proteína muda sua conformação) pela enzima chamda de proteína cinase, o sódio é liberado para o meio extracelular. O potássio se encaixa no sitio ativo e proteína sofre desfosforilação, assim o potássio é liberado no interior da célula. A cada ciclo três sódios saem e dois potássios entram.

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