Células e Tecidos - aula 5 - Biomembranas

[Música] Olá eu sou o professor Ângelo caaso Essa é a aula número C da disciplina células e tecidos do curso de licenciatura em biologia da Univesp o assunto de hoje é biomembrana eh O que são biomembranas Na verdade biomembrana são os envoltórios que revestem todas as células existentes desde as células mais simples procarióticas Até as células eucarióticas né Eh Além disso nas células eucarióticas além da membrana plasmática que em muitos livros vocês encontram também com o nome plasmalema você tem ou outras membranas endomembranas a primeira que até deu origem ao nome desse grupo de organismos

né que é o envoltório nuclear antigamente chamava carioteca né e a carioteca o eucarioto é o que tinha carioteca verdadeira uma membrana nuclear existente né além da do envoltório nuclear eu tenho retículo endoplasmático que é um sistema de membranas eu tenho o complexo de golge que hoje está sendo chamado golgiense Eu particularmente não gosto mais né Eh endossomos lisossomos peroxissomos mitocôndrias vacúo e se a célula for fotossintetizante também cloroplasto notem que a grande maioria das organelas é efetivamente membranosa tá E essa compartimentalização aumentou em muito a eficiência do metabolismo celular porque eu congreguei as moléculas

daquele tipo de função Num único compartimento então encontro entre elas foi muito mais frequente com isso Aumentou a eficiência metabólica e possibilitou que as células começassem a ter tamanhos cada vez maiores e formassem como vimos anteriormente tecidos órgãos e organismos mais complexos e muito maiores né eh como é que é composta uma biomembrana de forma geral as biomembranas aliás inicialmente foram eh eh sentidas de uma certa forma a partir do se século X porque as pessoas ao trabalhar com células principalmente células de sangue que são células Livres né células soltas num num fluido né no

plasma eh perceberam que as células então elas têm uma estrutura que se mantém e uma estrutura sensível a eh soluções externas de molaridade diferente né soluções hipertônicas e hipotônicas podem possibilitar murchamento ou inchamento celular mostrando que havia então algum envoltório um ório com seletividade quer dizer com permeabilidade seletiva porque possibilitava mudança entrada ou saída de água mas não de ions de forma geral e a na década de 1890 o um pesquisador então Ernest abton acaba eh descrevendo ou eh inferindo que as membranas celulares deveriam ter uma composição lipídica dado que eh havia sempre uma solubilidade

grande de moléculas lipídicas e em nível da da superfície celular e também com as propriedades osmóticas que ele havia observado dizendo bom o envoltório existe e é formado por lipídios na década de 20 outros dois pesquisadores gorter e grendel extraíram fosfolipídeos de células de eritrócitos humanos né e descobriram que a quantidade de fosfolipídeos extraído dessas células ela equivalia em superfície ao dobro do que tinha a superfície da célula e deduziram portanto que as eh membranas deveriam ser formadas por lipídeos sim mas dispostos em bicamadas tá eh essas bicamadas pela lógica deveriam ter então a porção

hidrofílica eh voltada pro meio extra celular ou por meio intracelular porque são meios e soluções aquosas e a porção hidrof ó voltada pro próprio interior da bicamada e se vocês lembrarem o esqueminha de fosfolipídeo que vimos na aula de lipídio né os dois ácidos graxos e o fosfato que eu simplifiquei aqui com esses e esses cubos né e paralelogramos paralelogramos e eh mostrando então que a interação da Porção hidrofílica se dá pro meio externo e pro meio interno e as porção hi fóbicas interagem formando então a bicamada cada uma das hamadas formando a bicamada que

seria a estrutura da membrana da célula em 1930 Danielle Davidson propõe que além dos lipídios deveria haver nas estruturas das membranas proteínas associadas E propõe que essas proteínas seriam proteínas globulares e que essas proteínas interagiam com a porção hidrofílica das bicamadas né ou seja tanto na porção externa como na porção intra celular na década de 60 Robertson baseado nas micrografias eletrônicas já que o microscópio eletrônico passou a existir a partir da década de 40 né baseado nas micrografias que mostravam que a membrana plasmática tinha na verdade uma região mais eletrodensas uma região mais clara eletron

lúcida e outra região eletrodensas como se fosse uma tramela né e baseado nisso isso ele ratifica o modelo de Danielle dizendo o seguinte olha realmente tem a bicamada lipídica e proteínas nas porções hidrofílicas da membrana justificando que essa região e essa ficariam mais eletron densas e a região mais Central mais elétron lúcida ou menos eletron densas esse modelo então da década de 60 Eh persistiu aí por cerca de 10 anos porque em 72 mais precisamente Singer e Nicholson e elaboram um modelo atualmente aceito que é o modelo do mosaico fluido que continua eh colocando a

bicamada lipídica como a estrutura celular mas muda um pouco a interação das proteínas com essa bicamada formando uma estrutura em mosaico quer dizer proteínas que atravessariam a membrana inteira e a bicamada proteínas exteriores ou interiores ao meio intra ou extracelular e proteínas e chamadas integrais que atravessariam a membrana inteira que é o modelo atualmente aceito chamado modelo de Singer e Nicholson que é de 72 A bicamada lipídica então existe porção hidrofóbica hidrofílica as proteínas associadas à porção hidrofílica dos lipídios também mas é introduzida então uma nova classe de proteínas atravessa totalmente a bicamada lipídica Por

que mosaico fluido porque os fosfolipídeos na verdade como nós vimos aí anteriormente os ácidos grassos que formam os fosfolipídeos né eles são ácidos formados por eh carbonos né E quanto mais carbonos lembra que nós vimos quanto mais carbonos na molécula de ácido gráo Maior o ponto de fusão tá aqui eu coloquei o ácido esteárico que tem 18 carbonos e é saturado com ponto de fusão de 70º C O que significa que na temperatura ambiente 20º 25º é uma molécula sólida eh já o ácido oleico que tem uma dupla ligação lembra quando ocorre uma dupla ligação

no carbono há um ângulo não mais de 109º mais de 120º esse ângulo afasta as duas cadeias de ácido graxo do fosfolipídio e faz com que a interação entre elas seja muito menor quer dizer as moléculas ficam mais distantes umas das outras e por isso para essa molécula se perdão para essa substância se liquefazer eu preciso muito menos calor ou seja já a 133º esta é uma estrutura líquida tá eh por quê Porque esses ângulos aqui afastam as moléculas e moléculas mais afastadas requerem menos energia e portanto mudam de estado em temperaturas mais baixas uma

membrana é formada por lipídios saturados e ins saturados e eu posso dizer quanto mais lipídios insaturados tem a membrana mais fluida mais líquida ela é quanto menos eh quanto mais saturações ou menos insaturações mais sólida ela é não é só isso que afeta a fluidez da membrana nós vamos ver em seguida Além do mais eh por conta dessa fluidez eu tenho movimentos dessas moléculas lipídicas na membrana de forma geral e aqui eu Listo os principais né as moléculas podem se difundir lateralmente dentro da mesma hem camada né seja ela externa ou interna podem flutuar né

Quanto mais líc elas ficam flutuando como a bolha a a bolha perdão a rolha de uma linha de de pescar por exemplo né fica flutuando eu posso ter movimentos de flexão das cadeias de ácido graxo posso ter a rotação das moléculas sobre elas próprias na rotação e posso ter movimento chamado flip flop que é movimento da mudança de uma molécula de uma camada pra outra esse movimento é mais complicado porque para sair daqui e vir para cá esta parte hidrofílica tem que passar por uma região hidrofóbica e portanto é mais complicado isso não acontece naturalmente

precisa de uma proteína que auxilie nessa mudança e essa proteína pertence a um grupo de enzima chamado flipases que tem uma região hidrofílica que possibilita que a cabeça hidrofílica seja direcionada pra membrana no lado oposto isso é muito importante porque a síntese das biomembranas ocorre sempre de um lado só e não dá para crescer só uma m camada e a outra ficar igual Então à medida que ela vai crescendo as flipases vão mudando Metade dos lipídeos incorporados para uma das regiões e com isso a bicamada se mantém do mesmo tamanho Tá além disso eu tenho

Ah então que os fosfolipídeos da membrana ou o fosfato desses fosfolipídeos muitas vezes estão Aliás a maioria das vezes está combinado com outras pequenas moléculas e eu destaco três ou quatro aqui uma delas tá muito na moda porque faz parte é a própria pílula anticâncer né que tá causando polêmica aí eh no país nesse momento que é a fosfa diio etanolamina né então é uma etanolamina pendurada no fosfato e o fosfato obviamente pertencendo à bicamada notem que a polaridade se mantém aliás até com carga elétrica né neutra porque tem o próton a mais aqui na

mina e o oxigênio do Fosfato Tá desprotonado mas a fosfa di tá na Amina é muito comum na formação dos fosfolipídeos de membrana uma outra molécula é a fosfatidil trimetil Amina né que é essa daqui mas com três radicais metil aqui ao invés de hidrogênio e essa molécula recebe o nome genérico de fosfatidil Colina é muito comum em lipídios de reserva de vegetais a soja por exemplo tá eh também é comum a presença do aminoácido cerina junto com o fosfato formando fosfatidil cerina lembra aminoácido porção Amina porção ácido carboxílico e o grupo R da cerina

É esse aqui tinha um Oh que juntou aqui para formar água sempre forma água como a gente já viu e finalmente eh derivado de Açúcar O inositol que é uma molécula muito polar apesar de não ser carregada eletricamente que também se associa ao fosfato Então essas cabeças polares são na verdade um pouquinho mais complexas nas membranas celulares tá esse composto nós sintetizamos ele foi usado né como droga eh no tratamento de câncer H polêmica sobre isso e nesse momento eh tá eh existem né vários experimentos e utilizando essa droga para verificar se elas efetivamente combatem

alguns tipos de câncer ou não para poder comercializá-las Essa é a polêmica no momento é essa moleculin aqui que tá sendo testada eh além dos fosfolipídeos eu tenho esfingolipídeos que são também moléculas anfipáticas né com um ácido gracho só que a invés de dois ácidos graxos tem uma esfingosina no lugar de um deles daí o nome esfingo lipídeos e o grupo polar pode ser um hidrogênio pode ser uma fosfocolina que é aquela molécula que nós vimos agora a pouco ou trimetil etanolamina né E aí eu vou chamar de esfingomielina a molécula pode ter açúcar galactose

principalmente e esses lipídeos de membrana vão ser muito comuns quando eh glicolipídeos vão ser muito comuns o sistema nervoso daí o nome cerebrosídeos presentes aí no sistema nervoso central além de isso já vimos também colesterol que é uma molécula anfipática também faz parte das membranas e confere uma rigidez maior Porque tem uma estrutura mais rígida uma estrutura fechada uma membrana rica em colesterol é bastante impermeável nós vamos ver que os neurônios são envolvidos por membrana que forma bainha de mielina e essa muito ricas em colesterol e essa maior impermeabilidade facilita a propagação dos impulsos nervosos

pra transmissão né das informações no sistema nervoso as membranas são assimétricas na sua parte externa e interna da célula eritrocitos humanos então tem por exemplo eh um total de 45% de lipídeos mais ou menos e destacando fosfatidilcolina e esfingo mielina na sua composição do lado de fora da membrana e do lado interno que também tem um tem um pouco mais de lipídio 50 e poucos por eu tenho aí aí uma distribuição maior entre fosfato diil cerina fosfato dietanolamina fosfato dicina e esfingo mielina diferente portanto da Porção e exterior as proteínas que formam a membrana por

exemplo também em eritrócitos e podem ser integrais como eu falei que atravessam a membrana como um todo as proteínas integrais podem passar uma única vez com uma Alfa hélice por sobre a membrana e eu digo que são proteínas unipasso quer dizer com um único uma única passagem pela membrana ou eu posso ter hélices hidrofóbicas aqui com parte hidrofílica hidrofóbica hidrofílica hidrofóbica formando uma proteína multipasso proteína integral também chamada proteína intrínseca à membrana eh tem outras proteínas que não atravessam a membrana mas estão ancoradas na bicamada lipídica interagindo né com o fosfa de inositol com eh

eh lipídios eh eh eh de terpeno com ácidos graxos mas são proteínas que fazem parte da membrana mas estão extrínsecas a camada a bicamada lipídica e por isso são chamados então de proteínas periféricas ou proteínas extrínsecas mas que fazem parte da membrana eh também e aqui um outro exemplo né proteína unipasso proteína multipasso eh interação de proteínas com proteínas também proteínas periféricas né extrínsecas a membrana mas que fazem parte integrante e uma outra coisa que eu não havia citado mas aproveito a ocasião é que só há açúcares normalmente na forma de oligossacarídeos na porção extracelular

e esses açúcares são importantíssimos para aumentar a presença de água que já que eles são muito hidrofílicos no meio extracelular mas também em fenômenos de reconhecimento célula a célula e ancoragem de elementos da Matriz extracelular pra formação de tecidos a membrana eh possibilita então transporte por simples difusão mas há uma série de moléculas proteicas normalmente que facilitam o transporte ou mediam esse transporte possibilitando que uma molécula que não teria como atravessar a membrana por simples difusão consiga fazê-lo seja a partir de canais que podem ser constantes ou que se abram e fechem possibilitando a passagem

ou proteínas que mudam uma conformação tridimensional imagine uma proteína quando um determinado composto se une a essa região ela se deforma e faz com que a parte de cima se aproxime e a parte de baixo fique exposta e dessa maneira a molécula vem daqui e entra do meio extra pro meio intracelular ou vice-versa sem nenhum gasto de energia ou essa conformação pode ser feita com gasto de energia E aí nesse caso a molécula que é utilizada paraa produção para fornecer energia para as reações metabólicas é o ATP e portanto são transporte que a gente chama

de transporte ativo que funciona normalmente contra um gradiente de concentração né transportando coisas com pouca concentração para locais com mais concentração como é o caso por exemplo da bomba de sódio e potássio que vocês vão ver mais à frente eh uma outra característica interessante ligada aos carboidratos é a tipagem sanguínea né o o sistema ABO porque os eritrócitos contêm na sua superfície um oligo sacarídeo todos eles formados por glicose galactose entil galactosamina e galactose ligada a uma fucose todas as hemácias possuem esses grupamentos de oligossacarídeos mas hemácias classificadas como tipo a tem na galactose além

da fucose pendurada tem uma entil galactosamina as hemácias tipo B uma galactose e as hassas tipo AB tanto em acetilgalactosamina como galactose a simples presença dessas moléculas na superfície dos eritrócitos faz com que estas células né Eh produzam um anticorpo ante a molécula que ela não tem quer dizer um sangue tipo a trata a o oligossacarídeo do tipo B como se fosse um antígeno externo à sua estrutura e portanto produz anticorpos contra essas células então se eu tiver um doador de sangue que seja tipo b e ele doar sangue para uma pessoa tipo a né

ele vai produzir anticorpos ante o o sangue tipo A e com isso a pessoa vai ter vai ter as suas hemácias tratadas como se fossem organismos externos a aquele corpo tá então eh eu tenho que as hassas do tipo AB não produzem anticorpos nem contra a nem contra B e por isso podem receber qualquer tipo de sangue são os receptores universais as hemácias tipo o produzem anticorpos dos dois tipos então só conseguem receber sangue delas próprias e são os receptores universais mas como elas não têm nenhum antígeno na sua estrutura elas podem doar o sangue

para todo mundo então doadores universais receptores universais e demais moléculas sanguíneas baseadas na simples composição dos oligossacarídeos de membrana que dão Então essa característica e para as células de sangue no caso humano tá eu tenho isso por enquanto para falar e gostaria que vocês lem o capítulo referente a biomembranas para obterem mais detalhes sobre a estrutura e o funcionamento dessas organelas dessa estrutura né que é importantíssima para todos os tipos celulares Muito obrigado [Música] [Música] di [Música]