BIOQUÍMICA- Aula 14 Membrana plasmática ( Parte I)

 

MEMBRANA BIOLÓGICA E TRANSPORTE

As primeiras células surgiram quando uma membrana englobou um volume de solução aquosa, separando-a do meio externo. Em eucariontes, separam compartimentos distintos, organizam processos de reações, comunicação celular e conservação de energia. Tem propriedades físicas importantes: flexíveis, auto-selantes, seletivas, sofrem fissão, barreiras passivas ou ativas, produção de energia (transdução de energia em mitocôndrias e cloroplastos).

Essas membranas são bidimensionais, finas. Neste resumo descreverei as: classes de proteínas membranares, adesão celular, endocitose e fusão de membranas, passagem de soluto pela membrana, membrana como transdução de sinais, energia e participação na síntese de lipídios e proteínas

CONSTRITUINTES MOLECULARES DA MEMBRANA PLASMÁTICA

A composição da membrana está intimamente ligada à sua função. Contudo, todas as membranas apresentam de forma majoritária, lipídios polares, proteínas e carboidratos (glicoproteínas e glicolipídios), ou seja, cada tipo de membrana possuí lipídios e proteínas característicos.

Organismo	Composição Membrana plasmática %
	Proteínas	Fosfolipídios	Esterol
Bainha de Mielina Humana	30	30	19
Fígado de camundongo	45	27	25
Levedura	52	7	7
E.coli	75	25	0

        Assim, a proporções de lipídios e proteínas variam com o tipo de membrana, por exemplo a bainha de Mielina possuem mais lipídios, em relação a bactérias e mitocôndrias, uma vez que, estas últimas contêm quantidades significativas de proteínas. Para o estudo da composição desta membrana, primeiro deve-se isolar a membrana, através de cisalhamento e centrifugação. A análise química da membrana revela que cada reino, espécie, tecido, tipo de célula, organela, apresenta um conjunto de característico de lipídios. Para as proteínas, essa especialização ainda é mais específica.  Por exemplo, em células de bastonetes do glóbulo ocular, 90% das proteínas de membranas são rodopsinas. Algumas proteínas estão ligadas covalentemente a carboidratos, como a glicoforina, ou a lipídios. 

A ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA

  Os lipídios da MP

    As moléculas biológicas compartilham da mesma arquitetura fundamenta, a fluidez ( modelo do mosaico fluido). Fosfolipídios e esteróis formam a bicamada lipídica, com orientação lipídica polar para o meio externo e apolar interna. Nesta bicamada encontram-se as proteínas de membrana, assim como carboidratos associados. O motivo pelo qual essa membrana tem fluidez é devido as interações não covalentes existentes entre suas estruturas de bicamada.

            A formação de bicamadas lipídicas é um processo espontâneo, acontecendo como moléculas como Glicerofosfolipídios, esfingolipídios e esteróis, que imersos em água, formam uma estrutura esférica, devido a tendência de reduzir a interação superfície hidrofóbica exposta a água. Dependendo da natureza do lipídio, três agregados podem ser formados: micelas, bicamada e lipossomo (figura 1)  

Figura 1. Membrana plasmática e agregado de lipídios. Fonte: Princípios de Bioquímica. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2000. 896p

    As micelas são esféricas de moléculas hidrofóbicas agregadas no seu interior (excluindo a água) e hidrofílicas na superfície em contato com a água. As bicamadas são formadas por duas monocamadas de lipídio bilaminar-dimensional, sendo uma estrutura instável, que dá origem aos lipossomos que são estrutura de bicamada esférica, com um núcleo aquoso na parte interna. Todas as membranas biológicas são bicamadas, apresentam 3nm de espessura.

            Os lipídios de membrana são distribuídos através da mesma de forma assimétrica entre suas duas bicamadas. Logo, há uma distribuição desigual de lipídios presentes na monocamada interna e externa (figura 2).  

Figura 2. Distribuição assimétrica dos fosfolipídios entre as monocamadas internas e externas. Fonte: Princípios de Bioquímica. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2000. 896p

    Ainda sobre os lipídios e esteróis de bicamada, estes apresentam uma mobilidade no plano da membrana. O grau de fluidez depende da composição do lipídio e temperatura. Temperatura baixa, pouca movimentação de lipídio, alta muita movimentação lipídica. Esta movimentação relacionada a temperatura depende do ponto de Temperatura de Transição (TT) (temperatura acima do qual o sólido paracristalino se modifica para fluido) e esta temperatura depende, também da saturação e insaturação da cadeia de ácido graxo. Cadeias insaturadas tendem a terem temperatura menor, e saturados, maior. O conteúdo esterol da bicamada também influencia na TT. O esterol apresenta uma estrutura química plana e rígida, isto permite com que, abaixo da TT, a inserção de esterol previne o empacotamento ordenado das cadeias laterais de ácido graxo, aumentando a fluidez como também, acima do TT, o sistema rígido do anel do esterol reduz a liberdade das cadeias ácido graxos vizinhas de se movimentarem pela rotação em torno das ligações C-C e, portanto, reduz a fluidez no centro da bicamada. Logo, os esteróis tendem a moderar os extremos de solidez e fluidez das membranas.

         Assim, as células regulam sua quantidade de lipídio, a fim de controlar sua fluidez. Bactérias em baixas temperaturas, por exemplo, sintetizam mais ácidos graxos de lipídio de cadeia insaturada.

	Porcentagens de todos os ácidos graxos totais
	100C	200C	300C	400C
Mirístico (14:0)	4	4	4	4
Palmítico (16:0)	18	25	29	48
Palmitoléico (16:1)	26	24	23	9
Oléico (18:1)	38	34	30	12
Hidroximirístico	13	10	10	8
Relação insturado/saturado	13	10	10	8

Figura 3. A movimentação do lipídio na membrana e composição do ácido graxo em E.coli cultivadas em diferentes temperaturas. . Fonte: Princípios de Bioquímica. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2000. 896p.

    Um segundo tipo de movimentação do lipídio envolve sua molécula inteira. Essa movimentação pode ser lateral no plano da bicamada. Assim a movimentação das cadeias de ácido graxo e lateral da molécula dos lipídios, tornam-se a bicamada um cristal líquido.

            Por fim os lipídios podem apresentar uma movimentação de difusão trans-membranar ou difusão transversal de uma molécula de uma fase da bicamada para outra. Essa passagem de uma monocamada a outra é comum durante a síntese da membrana plasmática, em bactérias, na qual o lipídio tem que atravessar da camada interna a externa. Esse processo é endergônico e conta com a participação da proteína transversase, que facilita o transporte do lipídio por difusão não catalítica.  

 

Atualidade 2- Vírus

Atualidade 1- Cloroquina

Bioquímica - Aula 09 Carboidratos (Parte I)

OS CARBOIDRATOS

Os carboidratos são as moléculas mais abundantes da Terra. A cada ano, a fotossíntese converte mais de 100 bilhões de toneladas de CO₂ e H₂0 em celulose e outros produtos vegetais.  Os carboidratos insolúveis podem exercer diferentes funções aos organismos vivos, como estrutural (componente da parede celular vegetal, bacteriana e tecidos conjuntivos de animais), lubrificante de articulação esquelética, reconhecimento e coesão entre células, sinalizadores moleculares (glicoconjugados), dentre outras funções.

DEFINIÇÃO 

Estruturalmente podem ser definidos como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas cícilos. Apresentam fórmula molecular geral (CH₂O)_m, podendo ter ou não N, P e S, em sua composição. Estão divididos em três classes, de acordo com o tamanho em: monossacarídeos e oligossacarídeos (incluem: dissacarídeos e polissacarídeos). Os monossacarídeos, ou açúcares simples são formados por uma unidade de poliidroxialdeído ou poliidroxicetona.  Os oligossacarídeos são formados por cadeias curtas de unidades de monossacarídeos, unidas entre si por uma ligação denominada de glicosídica, sendo os mais abundantes os dissacarídeos (duas unidades de açúcares) como a sacarose (D-glicose; D-Frutose). Os mono- e dissa- tem terminasão ose. Os oligossacarídeos com três ou mais unidades de açúcares estão complexados em estruturas de forma não livre). Já os polissacarídeos são formados por 20 ou mais unidades de açúcares.  Unidades iguais ou diferentes, ramificadas ou não, com celulose, amido,.

OS MONOSSACARÍDEOS

São aldeído (Aldoses) ou cetonas (Cetose) contendo um ou mais grupos de Hidroxilas (OH), ligados a cadeia carbônica (com 3 ou 7 carbonos). Os mono- são compostos incolores, sólidos cristalinos, naturalmente solúveis em água, insolúveis em solvente apolar. Alguns possuem sabor adocicado. Sua estrutura básica química aberta é formada por cadeia carbônica não ramificada, com grupos hidroxila e carbonila ligados ao carbono 1 (aldose)  ou 2 ( cetose) . Os mais simples (3 carbonos) são as trioses (aldotriose- gliceraldeído e  cetotriose-diidroxicetona). Os monossacarídeos tem, como nomenclatura.

Cadeia aberta sem os grupos funcionais

3 carbonos: triose

4 carbonos: tetrose

5 carbonos: pentoses

6 carbonos: hexoses

7 carbonos: heptoses

Cadeia aberta com os grupos funcionais ( ex.Aldeído.)

3 carbonos: aldotriose

4 carbonos: aldotetrose

5 carbonos: aldopentoses

6 carbonos: aldohexoses

7 carbonos: aldoheptoses

Cadeia fechada

Furanose

Piranose

Os monossacarídeos possuem centros quirais. Com exceção do Diidroxiacetona, todos os monossacarídeos possuem pelo menos um centro quiral (opticamente ativo), podendo serem D ou L. A designação D ou L se basea no carbono mais distante do carbono com a carbonila. Se este carbono distante for igual ao carbono de referencial D-gliceraldeído (Hidroxila lado direito), são designados de isômeros D, ou L-gliceraldeídos (Hidroxila lado esquerdo), isômeros L.  Para representar os monossacarídeos e seus centros quirais, utiliza-se a fórmula tridimensional de Fischer. Estruturalmente, os átomos de carbono da estrutura carbônica são numerados a partir da extremidade mais próxima do carbonila ( Ex. C-2, C-3, C-4..). Dois açucares que diferem somente na configuração ao redor e um único átomo de carbono são chamados epímeros (Ex. D-glicose e D-galactose C-4). Os monossacarídeos forma estruturas cíclicas, sendo as aldotetroses e todos monossacarídeos como cinco ou mais carbonos apresentam-se na sua configuração cíclica, em solução aquosa. Este fato é possível devido a reação intramolecular entre o grupo carbonila e hidroxilas presente na própria cadeia carbônica. Desta reação um estrutura em anel é formada, denominada de hemiacetal, do qual permite formar um novo centro assimétrico. Por exemplo, na D-glicose, a reação entre o C-1 e C-5, permitiu a formação de um novo centro quiral denominado de α ou β. Aneis de hemiacetal com com 6 carbonos são chamados de piranoses, os de cinco; furanose.  Suas formas isoméricas estão representadas pelo carbono anômerico. Os monossacarídeos também podem sofrer modificações a nível de hidroxilas, ocorrendo trocas entre estas hidroxilas e outros grupos substituintes, como também a oxidação do carbono a ácido carboxílico, com a galactosamina, manosamina, N-acetilglucosamina, N-acetilmurâmico, L-fucose, dentre outras variedades. Exemplos da oxidação do carbono a ácido carboxílicos também podem ser citados, como o ácido aldônicos, urônico, galacturônico, e algumas lactonas. 

Uma característica importante, é que os monossacarídeos são agentes redutores, logo sofrem oxidação por agentes oxidantes, como ferro, cobre, bromo entre outros. A redução ocorre a nível do grupo carbonila passando a ácido carboxílico. Os açúcares com essa característica são denominados de açúcares redutores. Essa característica é a base da reação de Fehling, um teste qualitativo para a presença dos açúcares redutores. Por muito tempo esta reação foi utilizada para medir os elevados níveis de açúcares de glicose na urina e sangue no diagnóstico de diabete melito.

01. Ilustração científica #01

RSIlustração

Ilustração para artigos científicos, livros, resenhas, dentre outros
Rafael Salomão
+5579999339766

02 Pensamentos livres : quanto tempo o tempo tem!.

Nós nos dividimos por toda parte. dividimos a nível celular, dividimos a nível cromossomal, dividimos em todos os níveis. Contudo, a forma mais singular de divisão, foi dada com a geração de um novo ser. a partir do processo conhecido como fecundação. Reproduzirmos, uma cópia a cada instante. o mundo então foi sendo contruido por cópias, misturas mescladas entre duas divisões. as cópias então, dão continuidade a mais divisões. cada cópia leva consigo o passado (contido no DNA), o presente ( mistura de passados).e futuro. futuro é algo criado pelas cópias, a fim de estender o presente (agora). uma projeção da mente, ligada a mesma região cerébral que comanda a fé, simbolismo, religião e crenças. futuro, então é um elemento dimensional, que expande o espaço tempo.

salomão, 02/06/2018

Botanica 02- As espermatófitas ( parte I)

1- Características

Apresentam grande diversidade, em tamanho, forma e aspecto fisiológico, apesar desta grande diversidade, para estudos fisiologista,utiliza-se um organismo modelo, que são representações úteis para todos os vegetais. Além destas existem outras características, resumidas em:

• São produtores primários da Terra;
• Não são organismos móveis, exceção para certa células reprodutivas;
• São fotossintetizantes, apresentam estrutura reforçada, mecanismos de transporte de água, sais minerais e nutrientes.

2- A Estrutura 

Todas as espermatófitas  são formadas por folha (fotossíntese), caule (sustentação) e raiz (absorção). Há duas categorias de espermatófita: gimnospermas e angiospermas.  Em termos celulares, todos os vegetais apresentam uma parede celular rígida. A parede é formada por dois tipos: primária e secundária. A primeira é fina, caracterizada por células jovens e em crescimento, a segunda são mais espessas e resistentes que a primária, formada por depósitos de lignina, e apresentam pares de pontoações. A lignificação proporcionou um reforço no crescimento vertical acima do solo, ao contrário das briófitas, musgos e hepáticas, que são incapazes de crescerem mais que poucos centímetros, justamente pela ausência de lignificação. 

Em termos embriológicos, o 

crescimento vegetal pode ser compreendido através da divisão de células específicas, chamadas meristemas. As células meristemáticas concentram-se em regiões específicas. Na planta jovem, os meristemas mais ativos são conhecidos como meristemas apicais; eles estão localizados no caule e raiz; nós ( gemas axilares - crescimento ramos laterias), nos periciclos ( zona de alongamento - crescimento das raízes laterias). Existem duas fases de crescimento: primário e secundário. O crescimento primário resulta na atividade dos meristemas apicais, nos quais a divisão é seguida pela expansão celular, por alongamento, resultando na polaridade axial ( do ápice para base). Concluído o crescimento primário, tem início ao secundário, que é marcado pelo surgimento do câmbio vascular e felogênio. O câmbio origina o xilema e floema secundário, e felogênio a periderme ( formada por células do súber). 

O corpo da planta é formado por três sistemas de tecidos principais; o dérmico ( células da epiderme), fundamental ( células do parênquima, colênquima e esclerênquima) e vascular ( xilema e floema). 

(a) Tecido dérmico e fundamental