Membrana celular



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MEMBRANA CELULAR


A membrana celular é a componente de todas as células vivas, tanto as procariontes como as eucariontes, que estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio exterior. A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior com interesse para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, portanto, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio).

Figura esquemática da Membrana Celular

Não confundir a membrana celular com a parede celular (das células vegetais, por exemplo), que tem uma função principalmente de proteção mecânica da célula. Como ela não é muito forte, as plantas possuem a parede celular, que é mais resistente.

A membrana celular é uma camada fina e altamente estruturada de moléculas de lípidos e proteínas, organizadas de forma a manter o potencial elétrico da célula e a controlar o que entra e sai da mesma (permeabilidade seletiva). Tem apenas cerca de 10 nm de espessura e a sua estrutura só vagamente pode ser verificada com um microscópio de transmissão eletrônica. Muitas vezes, esta membrana contém proteínas receptoras de moléculas específicas, os receptores de membrana, que servem para regular o comportamento da célula e, nos organismos multicelulares, a sua organização em tecidos (ou em colônias).



Eletromicrografia mostrando as membranas plasmáticas e o espaço intercelular

Por outro lado, a membrana celular não é, nem um corpo rígido, nem homogêneo – é, muitas vezes, descrita como um fluido bidimensional e tem a capacidade de mudar de forma e invaginar-se para o interior da célula, formando algumas de suas organelas, dessa foram elas são estruturas dinâmicas, fluidas, e a maior parte de suas moléculas são capazes de mover-se no plano da membrana, as moléculas individuais de lipídeos são capazes de difundirem-se rapidamente dentro de sua própria monocamada, mas raramente saltam de uma monocamada para outra. As moléculas lipídicas são arranjadas como uma dupla camada contínua com cerca de 5nm de espessura. Essa bicamada lipídica fornece a estrutura básica da membrana e atua como uma barreira relativamente impermeável à passagem da maioria das molécula hidrossolúveis. Além dessa bicamanda de fosfolipídios apresenta proteínas inseridas que podem funcionar como “canais” químicos. Algumas destas proteínas apenas aderem à membrana (proteínas extrínsecas), enquanto que outras pode dizer que “residem” ou fazem parte estrutural da própria membrana (proteinas intrínsecas); entre estas, encontram-se glicoproteínas (proteínas ligadas a carboidratos). Os glicolipídeos são encontrados na metade não citoplasmática da bicamada lipídica. Na membrana plasmática os seus grupos açúcar estão expostos na superfície celular, sugerindo que eles desempenham algum papel nas interações da célula com a sua vizinhança.

A variedade e quantidade relativa das diferentes moléculas não é fixa, de modo a manter a fluidez da membrana em diferentes condições ambientais; entre as moléculas especializadas em regular a fluidez da membrana encontra-se o colesterol. As membranas plasmáticas de eucariotos contêm quantidades particularmente grandes de colesterol. Estas aumentam as propriedades de barreira da bicamada lipídica e devido as seus rígidos anéis planos de esteróide diminuem a mobilidade e tornam a bicamada lipídica menos fluida.


Proteínas da Membrana


Enquanto a bicamada lipídica determina a estrutura básica das membranas biológicas, as proteínas são responsáveis pela maioria das funções da membrana, atuando como receptores específicos, enzimas, proteínas transportadoras, entre outra funções.

Muitas proteínas da membrana estendem-se através da bicamada lipíca: em algumas dessas proteínas transmembrana a cadeia polipeptídica cruza a bicamada como uma alfa-hélice única (proteínas unipasso); em outras, inclusive naquelas responsáveis pelo transporte transmembrana de íons e pequenas moléculas hidrossolúveis, a camada polipeptídica cruza a bicamada múltiplas vezes, seja como uma série de alfa-hélices, seja como uma folha beta na forma de um barril fechado (proteína multipasso).

Outras proteínas associadas à membrana não cruzam a bicamada, mas ao contrário são presas a um ou ao outro lado da membrana. Muitas dessa são ligadas por interações não covalentes a proteína transmembrana, enquanto outras são ligadas através de grupos lipídicos ligados covalentemente. Como as moléculas lipídicas na bicamada, muitas proteínas da membrans são capazes de difundir-se rapidamente no plano da membrana. Por outro lado, as células têm mecanismos para imobilizar proteínas específicas da membrana e para confinar moléculas lipídicas e protéicas a domínios específicos.

Veja na figura abaixo as principais funções das proteínas da membrana celular:





Transporte através das membranas


Mesmo nas membranas não biológicas, como as de plástico ou celulose, há moléculas que as conseguem atravessar, em determinadas condições. Dependendo das propriedades da membrana e das moléculas (ou átomos ou íons) em presença, o transporte através das membranas classifica-se em:

Transporte passivo – quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas; e Transporte ativo – quando o transporte das moléculas envolve a utilização de energia pelo sistema; no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de Adenosina tri-fosfato (ATP).


Transporte passivo


O interior das células – o citoplasma – é basicamente uma solução aquosa de sais e substâncias orgânicas e, como as células se encontram normalmente mergulhadas ou em contacto com uma solução externa, pode ocorrer difusão das moléculas de água através da membrana celular, pelo processo de osmose. Osmose, Difusão e Difusão facilitada

Transporte ativo


O transporte ativo através da membrana celular é primariamente realizado pelas enzimas ATPases, como a importante bomba-de-sódio, que tem a função de manter o potencial eletroquímico das células.

Muitas células possuem uma ATPase do cálcio que opera a concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante mensageiro secundário. Uma outra enzima atua quando a concentração de cálcio sobe demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas, que não se encontram permanentemente ativas.

Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria para dentro e para fora da célula:

endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior e a transporta para dentro, na forma duma vesícula; Existem 2 tipos: Fagocitose (transporte de partículas sólidas) e Pinocitose (partículas líquidas).



exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo.



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