No nosso artigo explicamos o que é uma membrana celular, como está estruturada e que funções cumpre.
A membrana celular é uma membrana de lipídios e proteínas que separa cada célula de seu ambiente e, assim, permite que um meio interno seja mantido.
O que é uma membrana celular?
A membrana celular (também chamada de citomembrana , membrana plasmática ou plasmalema ) é uma biomembrana . Geralmente é uma dupla camada lipídica.
Ele separa o interior da célula (meio interno) do seu entorno (espaço extracelular). Desta forma , protege o ambiente interno da célula. Então você pode pensar neles como uma espécie de pele fina que envolve cada célula.
Outros lipídios e proteínas são geralmente construídos na dupla camada lipídica. Eles permitem que a célula transporte substâncias e também se comunique com outras células.
A membrana celular ( Membrana cellularis ) ou Peanale ( lat. cutícula ), também chamada de plasmalema nas células vegetais , é uma biomembrana que envolve a célula viva e mantém seu meio interno. Com uma espessura de cerca de 6-10 nm, só pode ser detectada ao microscópio de luz como uma linha vaga.
Nota: Você pode encontrar a membrana celular tanto em eucariotos quanto em procariontes .Definição da membrana celular
A membrana celular é encontrada nas células de todos os seres vivos. Ele separa o interior da célula do chamado espaço extracelular e, assim, mantém o meio interno.
Normalmente, a membrana celular consiste em duas camadas de fosfolipídios anfifílicos cujos grupos polares fazem fronteira com a membrana em direção ao citosol e ao espaço extracelular. As partes lipofílicas – principalmente ácidos graxos de cadeia longa – de ambas as camadas lipídicas são alinhadas uma contra a outra e, assim, formam uma barreira hidrofóbica .
Existem diferentes classes químicas de lipídios de membrana :
- Fosfolipídios ou ésteres de ácido fosfórico diacilglicerol (fosfatidilserina, fosfatidil inositol, fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina, etc.)
- Esfingolipídeos ( gangliosídeos , cerebrosídeos etc.)
- colesterol e seus derivados
Os lipídios voltados para o espaço extracelular podem ser glicosilados . Várias proteínas (por exemplo , anexinas ), lipoproteínas e glicoproteínas também fazem parte da membrana celular. É feita uma distinção entre proteínas transmembranares e proteínas que estão ligadas à camada lipídica por meio de moléculas âncoras.
Cada célula se identifica externamente com a ajuda de suas proteínas periféricas (ver antígeno). Essas proteínas de membrana repousam ou “flutuam” sobre ou dentro da membrana. Além disso, compostos de carboidratos ramificados parcialmente semelhantes a árvores de cadeia curta são frequentemente ligados às proteínas e lipídios para marcação na parte externa da membrana celular. Fala-se então de glicoproteínas ou glicolipídios . As estruturas da membrana celular que se projetam para fora geralmente têm uma função receptora . Essas glicoproteínas e glicolipídios também compõem o glicocálice, que proporciona estabilidade em células sem parede celular.
A parte externa da membrana celular é coberta com vários receptores .
A maioria das células tem um potencial de membrana, o que significa que há uma diferença de potencial entre o interior e o exterior . Um gradiente eletroquímico é criado pelo material diferente e distribuição de carga .
Formações especiais nas membranas das células animais são as microvilosidades, protuberâncias externas semelhantes a pseudópodes que aumentam a superfície da membrana e juntas formam a “borda em escova” da célula.
A membrana celular é o limite entre as diferentes células. Além disso, ocorre uma troca de substâncias na membrana celular.
estrutura da membrana celular
A estrutura da membrana celular é relativamente semelhante em eucariotos e procariontes. Em ambos, é bastante flexível e encerra o interior da célula. No entanto, às vezes diferem em sua composição química .
Na arqueia procariótica , por exemplo, você não encontrará ácidos graxos como componente lipídico, mas vários álcoois. Isso permite que o archaea sobreviva mesmo em áreas extremas.
O caráter lipofílico da membrana celular permite separar dois ambientes aquosos um do outro e evitar que se misturem. Íons , moléculas altamente polares e maiores não podem, ou apenas com dificuldade, passar através da membrana. Desta forma, as células são capazes de trocar seletivamente substâncias entre os dois meios através de canais e transportadores embutidos na bicamada lipídica: Isso permite que diferenças de concentração (nota: o termo “gradiente” não deve ser usado) sejam mantidas e, por exemplo, para construir um potencial de membrana . Os receptores dentro da membrana permitem que os sinais sejam transmitidos para o ambiente intracelular.
A fluidez dos limites elásticos das células pode ser regulada pelo conteúdo de moléculas de colesterol incorporadas à membrana . Essa fluidez permite a mobilidade das proteínas dentro da bicamada . Da mesma forma, partes da membrana podem ser divididas como vesículas e, assim, desempenhar um papel decisivo na endocitose e secreção .
Fosfolipídios
A membrana celular em células animais e vegetais e em bactérias consiste em uma chamada bicamada fosfolipídica. Isso significa que a membrana celular consiste em grande parte do que é conhecido como fosfolipídios . Eles contêm uma parte da cabeça e duas partes da cauda.
Em geral, os fosfolipídios são anfifílicos. Isso significa que eles têm uma parte que ama a água (hidrofílica) e uma parte que evita a água (hidrofóbica). Como o espaço ao redor da membrana é principalmente água, as cabeças polares hidrofílicas estão voltadas para fora. As caudas hidrofóbicas apontam para dentro e compõem o espaço dentro da bicamada.
Proteína de membrana
Várias proteínas de membrana encontram-se na bicamada lipídica da membrana celular . Dependendo de sua posição e estrutura, você pode dividi-los nas seguintes categorias:
- proteínas periféricas : também são chamadas de proteínas alternativas ou proteínas de membrana. Isso ocorre porque eles ficam na camada interna ou externa da membrana, mas não penetram na membrana.
- proteínas integrais : são proteínas que são incorporadas na membrana ou até mesmo a penetram completamente. Dependendo da estrutura e função específica, você pode subdividi-los ainda mais. Por exemplo, você distingue entre proteínas de canal, proteínas transmembranares e proteínas receptoras.
- proteínas ancoradas em lipídios : estão localizadas na superfície da membrana, mas, ao contrário das proteínas periféricas, estão ligadas a um lipídio . Este é um tipo mais raro de proteína de membrana.
Glicocalix
Dentro das células de animais e procariontes, você também encontrará o chamado glicocálice (também glicocálice) na membrana celular. Esta é uma parte do carboidrato .
Ele está ligado a algumas proteínas e lipídios do lado de fora da célula. Desta forma, permite que as células se unam a outras células para formar grupos de células maiores . O glicocálice também estabiliza a membrana celular e a protege de influências externas, químicas ou mecânicas.
Nota: Você pode chamar a conexão entre proteínas e carboidratos de glicoproteínas . Os lipídios que contêm carboidratos são chamados de glicolipídios .
A estrutura básica e a espessura do glicocálice diferem muito entre as células.
função da membrana celular
A membrana celular desempenha várias funções importantes dentro da célula. Basicamente, ele cumpre as seguintes tarefas :
- Demarcação do interior da célula (= espaço intracelular)
- Transporte de moléculas (transporte de membrana)
- transmissão de sinais
- Criando uma conexão com outras células
delimitação do interior da célula
A tarefa mais importante da membrana celular é separar o interior da célula do exterior .
Apenas moléculas pequenas e não polares, como hidrogênio (H 2 ) , oxigênio (O 2 ) ou nitrogênio (N 2 ) podem penetrar na camada hidrofóbica dentro da membrana . Moléculas maiores, íons ou proteínas só podem passar sob certas condições. Você também pode se referir a essa semipermeabilidade da membrana como semipermeabilidade .
Transporte de membrana
Várias proteínas na membrana celular são necessárias para que moléculas maiores possam passar através da membrana. Dependendo da molécula ou íon, as seguintes passagens são usadas:
- Canais Iônicos : Permeiam toda a membrana, formando um canal hidrofílico. Isso permite que os íons penetrem na membrana. A célula pode controlar a abertura e o fechamento dos canais por meio de proteínas de sinal ou voltagem elétrica, entre outras coisas.
- Aquaporinas : são canais específicos para a água. Embora a água seja uma molécula muito pequena, em alguns casos ela pode passar pela membrana sem problemas. Com a ajuda das aquaporinas, a célula pode controlar sua absorção e liberação de água de maneira mais direcionada.
- Proteínas de transporte/proteínas transportadoras : São responsáveis pelo transporte de moléculas na membrana, como glicose ou aminoácidos . Eles mudam sua estrutura quando uma molécula adequada se liga a eles. Isso permite que ele seja transportado para o outro lado da membrana.
- Cotransportadores : Funcionam de forma semelhante às proteínas de transporte. A única diferença é que ele transporta duas substâncias através da membrana ao mesmo tempo, seja na mesma direção (simporte) ou na direção oposta (antiporte).
- Bombas de íons : Ao consumir energia na forma de ATP , bombas como a bomba de sódio-potássio podem transportar moléculas para dentro ou para fora da célula contra uma diferença de concentração, ou seja, o chamado gradiente.
Para regular ainda mais o transporte de massa, a célula pode aumentar ou diminuir a fluidez da membrana. Isso acontece armazenando ou liberando colesterol, pois o colesterol aumenta a fluidez da membrana. Alta fluidez significa uma membrana mais fina e, portanto, um transporte mais fácil .
transmissão de sinal
As chamadas proteínas receptoras estão localizadas na membrana celular para transmissão de sinal entre as células . Eles consistem em um canal que conduz através da membrana para a célula e um receptor.
Quando uma molécula sinalizadora se acopla ao receptor usando o princípio da chave de bloqueio , o canal se abre. Em seguida, as proteínas de sinalização podem penetrar na célula.
conexão celular
A membrana celular é a principal responsável pela conexão entre várias células. O glicocálice desempenha um papel importante aqui. As porções de carboidratos de glicoproteínas e glicolipídios podem se ligar à matriz do espaço extracelular. Isso cria tecidos que continuam para as outras células. Uma grande variedade de substâncias, entre outras coisas, pode então ser trocada através dessas estruturas celulares.
As chamadas junções comunicantes também são importantes para as conexões celulares . Você pode pensar neles como coleções de vários canais (conexinas) entre duas células. Eles podem conectar os citoplasmas das células diretamente entre si e, assim, trocar substâncias mais rapidamente.