Membrana Plasmática, Notas de estudo de Farmácia

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Membrana Plasmática

Fabio Barbosa

Membrana Celular

A principal função da membrana celular é manter, de forma seletiva, moléculas tão diversas como proteínas e pequenos solutos, no interior da célula. Assim, a membrana funciona de forma eficiente para regular seletivamente sua permeabilidade. A composição da membrana celular tem sido estudada de forma intensa, a partir do uso de diversas técnicas físicas e químicas, discutiremos a seguir a evolução dos principais modelos da membrana celular.

Algumas funções da

membrana plasmática

SEPARAR SEPARAR

INTEGRAR INTEGRAR

Determina a composição

diferencial entre o citosol

e o meio extracelular;

Barreira Seletiva;

Recepção de sinais

(proteínas com função

sensorial);

Importação e exportação

de substâncias;

Mobilidade Celular.

MEMBRANA

PLASMÁTICA

Composição

química

LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES

Modelos de Membrana Celular

O modelo de Robertson era coerente com a informação sobre a presença de proteínas nas membranas, bem como com a presença da bicamada lipídica, contudo falhava ao colocar proteínas globulares na superfície da membrana. A presença de uma camada de proteína na membrana formava uma blindagem na superfície da membrana, o que impossibilita a comunicação entre os meios intra e extra-celular. Referências: Robertson, J. D. (1957). J. Biophys. Biochem. Cytol., 3:1043-. Robertson, J. D. (1981). J. Cell Biol. 91(3 Pt 2):189s-204s. Review. Proteína globular Bicamada lipídica

Modelos de Membrana Celular

Modelo de Stein & Danielli. Esse modelo propõe a presença de um canal transmembrana composto por proteínas, o que permite comunicação entre os meios intra e extra celular, aumentando a permeabilidade da membrana celular. Nesse modelo toda a membrana é revestida por proteínas Stein & Danielli (1956). O principal problema desse modelo é o envolvimento de toda a membrana celular por proteínas, não há contato para porção polar da bicamada lípídica com o solvente do meio extracelular, ou com o citoplasma, a bicamada lipídica fica blindada pela proteína. Referência: Stein, W. D. & Danielli, J. F. (1956). Discuss. Faraday Soc. 21:238-251. Fonte: Garcia, E. A. C. Biofísica. Editora Savier, 2000 (pg. 5).

Fonte: Garcia, E. A. C. Biofísica. Editora Savier, 2000 (pg. 5). Modelo de Benson. Nesse modelo a membrana é composta por uma matriz protéica com lipídios dispersos. O principal problema dessa proposta está na inexistência de canais transmembranas. Referência: Benson, A. A. (1966). J. Amer

. Oil Chem. Soc., 43:265-270.

Modelos de Membrana Celular

Modelo de Lenard&Singer, , indicando duas proteína inseridas na bicamada lipídica (elipsóides cinzas). A proteína da esquerda é uma proteína extrínseca e a da direira uma proteína intrínseca. Os fosfolipídios são indicados com a cabeça polar em preto e a cauda hidrofófica pelas linhas que saem da esfera preta. Modelo de Lenard & Singer. Esse modelo, mais realístico, prevê a presença de proteínas numa bicamada lipídica (Lenard & Singer, 1966), há previsão de proteínas transmembranas que atravessam a bicamada lipídica. Referência: Lenard, J. & Singer, S. J. (1966). Proc. Natl. Acad. Sc. 56:1828-

Modelos de Membrana Celular

Referência: Singer, S. J. & Nicolson, G. L. (1972) Science, 175:720-731. Proteína intrínseca, ou transmembrana Esse modelo prevê a passagen seletiva de^ Proteínas extrínsecas íons pelas proteínas intrínsecas, que são chamadas de canais ou bombas como veremos em detalhe no estudo do potencial de membrana. Outra característica desse modelo é liberdade de movimentação das proteína na bicamada. De acordo com características básicas do modelo, mosaicismo e difusão, previu-se a liberdade lateral e rotatória, assim como a distribuição aleatória de componentes moleculares na membrana.

Modelos de Membrana Celular

O modelo de mosaico fluido é usado até hoje, apesar de experimentos posteriores, terem deixado claro que a liberdade de movimentação das proteínas transmembranas e extrínsecas, não representa a realidade observada (Vereb et al., 2004). Uma das características da membrana celular, não previstas no modelo de mosaico fluido, é que as proteínas apresentam uma distribuição não aleatória, há uma concentração de proteínas em regiões definidas na membrana, conhecidas como balsas lipídicas. Essas balsas lipídicas são pequenas da membrana, onde alguns lipídios (normalmente esfingolipídeos e colesterol) e proteínas estão concentrados.

Modelos de Membrana Celular

Balsas lipídicas, mostrando setores da membrana que fixam essas nas regiões indicas. Fonte: Vereb et al. 2004.

Proteína da classe  Cadeia lateral de oligossacarídeo Glicolipídio Fosfolipídeo Proteína globular Segmento hidrofóbico da proteína Colesterol

Modelo Atual da Membrana Celular

Modelo do Mosaico Fluido Modelo de Singer e Nicolson^ (1972)

Proteínas embebidas na bicamada lipídica;

Estrutura molecular da membrana

plasmática

Composição Lipídica de algumas membranas celulares

 Hidrofílica (cabeça)

 Hidrofóbica (caudas)

Moléculas Anfipáticas

LIPÍDEOS DE MEMBRANAS