Com isso quero dizer que a estruturação das primeiras células somente foi possível após o surgimento da membrana plasmática, que criou um ambiente interno com isolamento suficiente para criar uma individualidade e integrar moléculas e estruturas capazes de realizar, integradamente, as funções biológicas.
Separados do ambiente por uma membrana, as moléculas biológicas não apenas foram mantidas juntas e, de certa forma, protegidas, como criaram um ambiente interno que se diferenciou do externo. Além disso, a membrana criou uma barreira com permeabilidade seletiva que permitiu a estas primeiras células a manutenção de trocas com o ambiente.
Com o advento das células eucarióticas, surgiram várias organelas internas que são estruturadas por membranas semelhantes à membrana plasmática. Cada uma destas organelas possui um microambiente interno que se diferencia do citoplasma circundante, por isso, ao estudar a estrutura da membrana plasmática, também se compreende mais as diferentes organelas celulares.
As dificuldades para estudar as membranas biológicas estão muito relacionadas com espessura delgadíssima, que as tornam invisíveis aos microscópios ópticos que não permitem aumentar as imagens mais do que 1000 a 3000x. A visualização das membranas requer aumentos de 100.000X ou maiores, como nas imagens abaixo, quando ela vista como uma estrutura trilaminar ( faixa escura + uma faixa clara + uma faixa escura).
FUNÇÕES
A membrana plasmática cumpre uma vasta gama de funções:
1- Dá individualidade a cada célula, definindo meios intra e extracelular.
2- Formas ambientes únicos e especializados, cujas composições e concentração molecular são consequência de sua permeabilidade seletiva e dos diversos meios de comunicação com o meio extracelular.
3- Delimita o ambiente celular, compartimentalizando moléculas, a membrana plasmática representa o primeiro elo de contato entre os meios intra e extracelular.
4- Participa de forma decisiva nas interações célula-célula e célula-matriz extracelular.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ESTRUTURA
Para cumprir suas funções, a membrana requer uma combinação particular de características estruturais: ao mesmo tempo que precisa formar um limite “estável”, ela precisa também ser dinâmica e flexível. A combinação destas características é possível devido a sua composição química.
As membranas celulares consistem de uma dupla camada contínua de fosfolipídios, com a qual proteínas e carboidratos das mais diversas naturezas interagem das mais diversas maneiras (observe novamente o modelo de PIETZSCH acima). A bicamada lipídica confere estabilidade e flexibilidade. Pode-se dizer que os lipídeos são os componentes que compõem a estrutura básica da membrana (veja representação da bicamada abaixo).
Existem 3 grandes classes de lipídeos que compõem a membrana plasmática: fosfolipídios, esteróis e glicolípidios, sendo que fosfolipídios são os mais abundantes (esquema abaixo).
A molécula de fosfolipídio possui uma característica bioquímica essencial para formar uma bicamada estável, ainda que fluida ela é uma molécula anfipática, pois possui uma região hidrofílica (polar) e duas caudas hidrofóbicas (apolares).
FLUIDEZ
Os lipídeos distribuem-se assimetricamente nas duas monocamadas lipídicas e estão em constante movimentação. Eles movem-se ao longo do seu próprio eixo, num movimento chamado rotacional e movem-se lateralmente ao longo da extensão da camada, constantemente. Outro movimento chamado flip-flop, que consiste em mudar de uma monocamada para outra, é menos frequente, pois envolve a passagem da cabeça polar (hidrofílica) dentro da região apolar (hidrofóbica) da bicamada.
A fluidez da membrana é controlada por diversos fatores físicos e químicos. A temperatura influencia na fluidez: quanto mais alta ou baixa, mais ou menos fluida será a membrana, respectivamente.
O número de duplas ligações nas caudas hidrofóbicas dos lipídios também influencia a fluidez: quanto maior o número de duplas ligações, mais insaturada a cauda e mais fluida se torna a membrana, pois menor será a possibilidade de interação entre moléculas vizinhas.
Também a concentração de colesterol influencia na fluidez: quanto mais colesterol, menos fluida. O colesterol, por ser menor e mais rígido, interage mais fortemente com os lipídeos adjacentes, diminuindo sua capacidade de movimentação.
Na face externa da membrana encontram-se ligados hidratos de carbono, tanto à cabeça dos lípidos (glicolípidos), quanto às proteínas (glicoproteínas) que se pensa terem um papel importante no reconhecimento de substâncias.
Estes constituintes da membrana situados na superfície externa conferem-lhe uma assimetria estrutural.
Verifica-se, no entanto, que todas as membranas biológicas têm uma assimetria não só estrutural como também funcional.
As proteínas desempenham as funções especiais da membrana (permeabilidade seletiva, reconhecimento celular, transporte ativo e passivo, etc). Considerando-se sua interação com a bicamada lipídica, as proteínas podem ser classificadas como: ancoradas, periféricas ou transmembrana (integrais). Naturalmente que as proteínas também possuem características estruturais que as permitem interagir com a bicamada lipídica: algumas delas possuem regiões polares e apolares, sendo também anfipáticas.
Inúmeras funções são desempenhadas pelas proteínas de membrana: elas comunicam célula e meio extracelular, servindo como poros e canais, controlam o transporte iônico, servem como transportadoras, realizam atividade enzimática e ainda podem ser antigênicas, promovendo respostas imunes.
Os carboidratos, que são exclusivamente encontrados na monocamada externa de membranas plasmáticas, interagem ora com proteínas (glicoproteínas), ora com lipídios (glicolipídios), formando uma estrutura denominada glicocálice, que desempenha inúmeras funções.
Referências e fontes de imagens:
1-ALBERTS, B. ; Bray, D. ; Lewis, J. ; Raff, M. ; Roberts, K. ; Watson, J. - Biologia Molecular da Célula. 3a edição - Artes Médicas - 1997.
2-CHILDS, Gwen V. Membrane Structure and Function © copyright 1995 disponível em: http://www.cytochemistry.net/Cell-biology/membrane_intro.htm
3-DUTRA, W. O. Membrana plasmática. disponível em: http://www.icb.ufmg.br/mor/biocelch/membrana/membrana.html
4-JUNQUEIRA, L.C. ; Carneiro, J. – Histologia Básica. 10 ed. Rio de Janeiro Guanabara Koogan, 2004.
5-O’DAY, D.The Cell Mebrane in Human Cell Biology – Bio35F. University of Toronto at Mississauga, 2010. Disponível em: http://www.erin.utoronto.ca/~w3bio315/lecture2.htm
6-PIETZSCH, J. Mind the membrane. Nature Publishing Group 2004. Disponível em: http://www.nature.com/horizon/livingfrontier/background/figs/membrane_f2.html
7-VOET, D. ; VOET, J. ; PRATT, J.W. Fundamentos de Bioquímica: a vida em nível molecular. 2ed. Porto Alegre : ARTMED, 2008.
8-WIKIPEDIA. Cell membrane disponível em: http://en.wikipedia.org/wiki/Cell_membrane
9-Bicamada Artificial - http://www.jhu.edu/searson/PCSresearch.html
10-Membranas de células contíguas - http://academic.pgcc.edu/~kroberts/Lecture/Chapter%203/eukaryotecellwall.html
11-Fosfolipídio- http://cnx.org/content/m15254/latest/
12-Bicamada lipídica – Wiki visual http://en.wikivisual.com/index.php/Phospholipid_bilayer
13-Esquema da associação entre colesterol e fosfolipídios: http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/lect08.htm
14-UIVO DO LOBO. Membrana Plasmática (Modelos da ultra-estrutura)
15-FREITAS, Maria Isabel B. S. Insegnamento Biologia cellulare. 5 CFU – SSD BIO/06.
odorei esta pagina o conteudo e otimo eu como professora de biologia gostei muito vc estam de nota 10
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