Membrana de plasma: definição, estrutura e função (com diagrama)

A membrana plasmática é uma barreira protetora que envolve o interior da célula. Também chamado de membrana celular, esta estrutura é semiporosa e permite que certas moléculas entrem e saiam da célula. Ele serve como um limite, mantendo o conteúdo da célula dentro e evitando que ele se espalhe.

Ambos células procarióticas e eucarióticas têm membranas plasmáticas, mas as membranas variam entre os diferentes organismos. Em geral, as membranas plasmáticas consistem em fosfolipídios e proteínas.

Fosfolipídios formam a base da membrana plasmática. A estrutura básica de um fosfolipídeo inclui um hidrofóbico (temente à água) cauda e um hidrofílico (amante da água) cabeça. O fosfolipídio consiste em um glicerol mais um grupo fosfato carregado negativamente, que formam a cabeça, e dois ácidos graxos que não carregam.

Mesmo que haja dois ácidos graxos conectados à cabeça, eles são agrupados como uma "cauda". Essas extremidades hidrofílicas e hidrofóbicas permitem um

O Modelo de mosaico fluido explica a função e estrutura de uma membrana celular.

Primeiro, a membrana parece um mosaico porque possui diferentes moléculas em seu interior, como fosfolipídios e proteínas. Em segundo lugar, a membrana é fluida porque as moléculas podem se mover. Todo o modelo mostra que a membrana não é rígida e pode mudar.

A membrana celular é dinâmica e suas moléculas podem se mover rapidamente. Células pode controlar a fluidez de suas membranas, aumentando ou diminuindo o número de moléculas de certas substâncias.

É importante observar que diferentes ácidos graxos podem formar fosfolipídios. Os dois tipos principais são saturado e insaturado ácidos graxos.

Os ácidos graxos saturados não têm ligações duplas e, em vez disso, têm o número máximo de ligações de hidrogênio com o carbono. A presença de apenas ligações simples em ácidos graxos saturados facilita a compactação dos fosfolipídios.

Por outro lado, os ácidos graxos insaturados têm algumas ligações duplas entre os carbonos, por isso é mais difícil agrupá-los. Suas ligações duplas causam dobras nas cadeias e afetam a fluidez da membrana plasmática. As ligações duplas criam mais espaço entre os fosfolipídios na membrana, de modo que algumas moléculas podem passar mais facilmente.

As gorduras saturadas têm maior probabilidade de ser sólidas em temperatura ambiente, enquanto os ácidos graxos insaturados são líquidos em temperatura ambiente. Um exemplo comum de gordura saturada que você pode ter na cozinha é a manteiga.

Um exemplo de gordura insaturada é o óleo líquido. A hidrogenação é uma reação química que pode fazer com que o óleo líquido se transforme em um sólido como a margarina. A hidrogenação parcial transforma algumas das moléculas de óleo em gorduras saturadas.

•••Dana Chen | Ciência

Você pode dividir as gorduras insaturadas em mais duas categorias: gorduras cis-insaturadas e gorduras trans-insaturadas. As gorduras cis-insaturadas têm dois hidrogênios no mesmo lado de uma ligação dupla.

Contudo, gorduras trans-insaturadas tem dois hidrogênios em lados opostos de uma ligação dupla. Isso tem um grande impacto na forma da molécula. As gorduras cis-insaturadas e saturadas ocorrem naturalmente, mas as gorduras trans-insaturadas são criadas no laboratório.

Você pode ter ouvido falar sobre problemas de saúde relacionados à ingestão de gorduras trans nos últimos anos. Também chamadas de gorduras trans-insaturadas, os fabricantes de alimentos criam gorduras trans por meio da hidrogenação parcial. A pesquisa não mostrou que as pessoas têm o enzimas necessário para metabolizar as gorduras trans, portanto, comê-las pode aumentar o risco de desenvolver doenças cardiovasculares e diabetes.

O colesterol é outra molécula importante que afeta a fluidez da membrana plasmática.

O colesterol é um esteroide que ocorre naturalmente na membrana. Possui quatro anéis de carbono ligados e uma cauda curta, e é espalhado aleatoriamente por toda a membrana plasmática. A principal função dessa molécula é ajudar a manter os fosfolipídios juntos para que eles não se afastem muito um do outro.

Ao mesmo tempo, o colesterol fornece algum espaçamento necessário entre os fosfolipídios e evita que fiquem tão compactados que gases importantes não possam passar. Essencialmente, o colesterol pode ajudar a regular o que sai e entra na célula.

Os ácidos graxos essenciais, como o ômega-3, fazem parte da membrana plasmática e também podem afetar a fluidez. Encontrado em alimentos como peixes gordurosos, ômega-3 ácidos graxos são uma parte essencial da sua dieta. Depois de comê-los, seu corpo pode adicionar ômega-3 à membrana celular, incorporando-os ao fosfolipídio bicamada.

Os ácidos graxos ômega-3 podem influenciar a atividade da proteína na membrana e modificar a expressão gênica.

A membrana plasmática possui diferentes tipos de proteínas. Alguns estão na superfície dessa barreira, enquanto outros estão embutidos dentro dela. As proteínas podem atuar como canais ou receptores para a célula.

Proteínas integrais de membrana estão localizados dentro da bicamada fosfolipídica. A maioria delas são proteínas transmembrana, o que significa que partes delas são visíveis em ambos os lados da bicamada porque se destacam.

Em geral, as proteínas integrais ajudam a transportar moléculas maiores, como a glicose. Outras proteínas integrais atuam como canais para íons.

Essas proteínas têm regiões polares e apolares semelhantes às encontradas nos fosfolipídios. Por outro lado, as proteínas periféricas estão localizadas na superfície da bicamada fosfolipídica. Às vezes, eles estão ligados a proteínas integrais.

As células têm redes de filamentos chamados citoesqueleto que fornecem estrutura. O citoesqueleto geralmente existe logo abaixo da membrana celular e interage com ela. Existem também proteínas no citoesqueleto que sustentam a membrana plasmática.

Por exemplo, as células animais têm filamentos de actina que atuam como uma rede. Esses filamentos são fixados à membrana plasmática por meio de proteínas de conexão. As células precisam do citoesqueleto para suporte estrutural e para prevenir danos.

Semelhante aos fosfolipídios, as proteínas possuem regiões hidrofílicas e hidrofóbicas que predizem seu posicionamento na membrana celular.

Por exemplo, as proteínas transmembrana têm partes que são hidrofílicas e hidrofóbicas, então o partes hidrofóbicas podem passar através da membrana e interagir com as caudas hidrofóbicas do fosfolipídios.

A membrana plasmática contém alguns carboidratos. Glicoproteínas, que são um tipo de proteína com um carboidrato ligado, existem na membrana. Normalmente, as glicoproteínas são proteínas integrais de membrana. Os carboidratos das glicoproteínas ajudam no reconhecimento das células.

Glicolipidos são lipídios (gorduras) com carboidratos agregados e também fazem parte da membrana plasmática. Eles têm caudas lipídicas hidrofóbicas e cabeças de carboidratos hidrofílicos. Isso permite que eles interajam e se liguem à bicamada fosfolipídica.

Em geral, eles ajudam a estabilizar a membrana e podem ajudar na comunicação celular, agindo como receptores ou reguladores.

Uma das características importantes desses carboidratos é que eles agem como etiquetas de identificação na membrana celular, e isso desempenha um papel na imunidade. Os carboidratos das glicoproteínas e glicolipídios formam o glicocálice ao redor da célula que é importante para o sistema imunológico. O glicocálice, também chamado de matriz pericelular, é um revestimento de aparência difusa.

Muitas células, incluindo células humanas e bacterianas, possuem esse tipo de revestimento. Em humanos, o glicocálice é único em cada pessoa por causa de genes, para que o sistema imunológico possa usar o revestimento como um sistema de identificação. Suas células imunológicas podem reconhecer o revestimento que pertence a você e não atacarão suas próprias células.

A membrana plasmática tem outras funções, como ajudar o transporte de moléculas e comunicação célula a célula. A membrana permite açúcares, íons, aminoácidos, água, gases e outras moléculas para entrar ou sair da célula. Não apenas controla a passagem dessas substâncias, mas também determina quantas podem se mover.

A polaridade das moléculas ajuda a determinar se elas podem entrar ou sair da célula.

Por exemplo, não polar moléculas podem passar pela bicamada fosfolipídica diretamente, mas polar aqueles devem usar os canais de proteína para passar. O oxigênio, que é apolar, pode se mover através da bicamada, enquanto os açúcares devem usar os canais. Isso cria um transporte seletivo de materiais para dentro e para fora da célula.

A permeabilidade seletiva das membranas plasmáticas dá às células mais controle. O movimento das moléculas através desta barreira é dividido em duas categorias: transporte passivo e transporte ativo. O transporte passivo não exige que a célula use energia para mover as moléculas, mas o transporte ativo usa a energia de trifosfato de adenosina (ATP).

Difusão e osmose são exemplos de transporte passivo. Dentro difusão facilitada, as proteínas da membrana plasmática ajudam as moléculas a se moverem. Geralmente, o transporte passivo envolve o movimento de substâncias de uma concentração alta para uma concentração baixa.

Por exemplo, se uma célula está rodeada por uma alta concentração de oxigênio, então o oxigênio pode se mover livremente através da bicamada para uma concentração mais baixa dentro da célula.

Transporte Ativo acontece através da membrana celular e geralmente envolve as proteínas embutidas nesta camada. Este tipo de transporte permite que as células trabalhem contra o gradiente de concentração, o que significa que podem mover coisas de uma concentração baixa para uma concentração alta.

Requer energia na forma de ATP.

A membrana plasmática também ajuda a comunicação célula a célula. Isso pode envolver os carboidratos da membrana que se projetam na superfície. Eles têm locais de ligação que permitem sinalização celular. Os carboidratos da membrana de uma célula podem interagir com os carboidratos de outra célula.

As proteínas da membrana plasmática também podem ajudar na comunicação. As proteínas transmembrana atuam como receptores e podem se ligar a moléculas de sinalização.

Como as moléculas de sinalização tendem a ser muito grandes para entrar na célula, suas interações com as proteínas ajudam a criar um caminho de respostas. Isso acontece quando a proteína muda devido às interações com a molécula de sinal e inicia uma cadeia de reações.

Em alguns casos, os receptores de membrana de uma célula são usados ​​contra o organismo para infectá-lo. Por exemplo, o vírus da imunodeficiência humana (HIV) pode usar os próprios receptores da célula para entrar e infectar a célula.

HIV tem projeções de glicoproteínas em seu exterior que se ajustam aos receptores na superfície das células. O vírus pode se ligar a esses receptores e entrar.

Outro exemplo da importância das proteínas marcadoras na superfície das células é visto em humanos glóbulos vermelhos. Eles ajudam a determinar se você tem o A, B, AB ou O tipo sanguíneo. Esses marcadores são chamados de antígenos e ajudam seu corpo a reconhecer suas próprias células sanguíneas.

Eucariotos não têm paredes celulares, portanto a membrana plasmática é a única coisa que impede as substâncias de entrar ou sair da célula. Contudo, procariontes e as plantas têm ambos paredes celulares e membranas plasmáticas. A presença de apenas uma membrana plasmática permite que as células eucarióticas sejam mais flexíveis.

A membrana plasmática ou membrana celular atua como um revestimento protetor para a célula em eucariotos e procariontes. Essa barreira tem poros, então algumas moléculas podem entrar ou sair das células. A bicamada fosfolipídica desempenha um papel importante como base da membrana celular. Você também pode encontrar colesterol e proteínas na membrana. Os carboidratos tendem a se ligar a proteínas ou lipídios, mas desempenham um papel crucial na imunidade e na comunicação celular.

A membrana celular é um estrutura fluida que se move e muda. Parece um mosaico por causa das diferentes moléculas incorporadas. A membrana plasmática oferece suporte para a célula, ao mesmo tempo que ajuda na sinalização e no transporte da célula.