Conceito e localização da membrana celular
Membrana celular possui vários nomes equivalentes: membrana citoplasmática e plasmalema. O uso de qualquer um desses termos na resposta do ENEM é considerado correto.
O revestimento externo das células eucarióticas (animais, vegetais, fúngicas) tem estrutura diferente. Nas células vegetais e fúngicas, há uma parede celular localizada sobre a membrana, que fornece proteção contra impactos mecânicos. A célula animal não possui parede celular — sua fronteira externa é formada exatamente pela membrana citoplasmática, cercada externamente por uma camada de glicocálice.
Composição química e estrutura da membrana
A base da membrana é constituída por uma bicamada lipídica — duas fileiras de moléculas de lipídios, predominantemente fosfolipídios. Cada molécula de fosfolipídio possui:
- Cabeça hidrofílica — a parte polar, voltada para a água;
- Caudas hidrofóbicas — regiões apolares, escondidas para o interior da bicamada.
Na espessura da bicamada estão inseridas proteínas, bem como moléculas de colesterol, que conferem estabilidade à membrana. Os carboidratos representam até 10% da massa da membrana — eles fazem parte das glicoproteínas (carboidrato + proteína) e glicolipídios (carboidrato + lipídio). As «protrusões» de carboidratos, localizadas na parte externa da membrana da célula animal, formam a camada de glicocálice.
Classificação das proteínas de membrana
De acordo com sua localização em relação à bicamada, as proteínas são divididas em três grupos:
- Periféricas — situadas na superfície da membrana;
- Semi-integrais — parcialmente imersas na bicamada;
- Integrais (transmembrana) — atravessam toda a bicamada.
As proteínas transmembrana são especialmente importantes: elas formam canais pelos quais substâncias hidrofílicas passam através da camada hidrofóbica. As funções das proteínas de membrana são diversas:
- transporte seletivo de substâncias para dentro e fora da célula;
- transmissão de sinais hormonais;
- formação de cavidades revestidas durante a endocitose e exocitose;
- participação em reações imunológicas;
- aceleração enzimática de reações sem alterar a composição do substrato;
- organização de contatos intercelulares nos tecidos e órgãos.
Componente de carboidratos e glicocálice
Os oligossacarídeos da membrana formam a camada de glicocálice na parte externa da célula animal. Seu principal papel é a função receptora: ele garante o reconhecimento das células entre si. Por exemplo, os hepatócitos (células do fígado) reconhecem os seus pares através do glicocálice e formam um tecido unificado. As glicoproteínas e glicolipídios também asseguram o reconhecimento de moléculas-sinal.
Transporte passivo de substâncias
O transporte passivo ocorre a favor do gradiente de concentração (da área de alta concentração para a de baixa) e não requer gasto de energia de ATP. Ele inclui:
- Difusão simples — transporte de pequenas moléculas apolares solúveis em lipídios: O₂, CO₂.
- Difusão facilitada — transporte a favor do gradiente com a participação de proteínas transportadoras; é assim que passam a glicose, aminoácidos, água e outras substâncias hidrofílicas.
- Osmose — difusão unidirecional da água através de uma membrana semipermeável em direção à solução mais concentrada com o objetivo de igualar as concentrações.
Transporte ativo, endocitose e exocitose
O transporte ativo ocorre contra o gradiente de concentração e requer gasto de energia de ATP. É realizado por enzimas transportadoras, sendo o exemplo clássico a bomba de sódio-potássio: o K⁺ é bombeado para o interior da célula, enquanto o Na⁺ é expelido para o exterior.
Endocitose — absorção de substâncias pela célula através da invaginação da membrana:
- Fagocitose — captura de partículas sólidas; o vacúolo resultante funde-se com o lisossomo, cujas enzimas hidrolíticas degradam os biopolímeros em monômeros;
- Pinocitose — absorção de líquidos com substâncias dissolvidas.
Exocitose — eliminação de substâncias da célula: a vesícula de transporte funde-se com a membrana citoplasmática e o conteúdo é lançado para o exterior. É dessa forma que são liberadas enzimas digestivas, hormônios e componentes da parede celular (por exemplo, a hemicelulose nas plantas).
Funções da membrana citoplasmática
- Transporte — garantia do transporte ativo e passivo de substâncias;
- Barreira (delimitadora) — separação do conteúdo citoplasmático do meio externo;
- Semipermeabilidade — passagem seletiva de moléculas dependendo do seu tamanho e propriedades;
- Receptora — reconhecimento de substâncias e células por meio de glicoproteínas e glicolipídios;
- Contato — formação de junções intercelulares nos tecidos.
Pontos-chave
- Sinônimos: membrana celular = membrana citoplasmática = plasmalema.
- A base da membrana é a bicamada lipídica de fosfolipídios com cabeças hidrofílicas e caudas hidrofóbicas.
- As proteínas da membrana dividem-se em periféricas, semi-integrais e integrais.
- O glicocálice da célula animal desempenha uma função receptora e assegura o reconhecimento celular.
- O transporte passivo (difusão, difusão facilitada, osmose) ocorre a favor do gradiente sem gasto de ATP.
- O transporte ativo (por exemplo, a bomba de Na⁺/K⁺) ocorre contra o gradiente com gasto de ATP.
- A endocitose inclui a fagocitose e a pinocitose; a exocitose assegura a secreção de substâncias.
- Principais funções da membrana: transporte, barreira, receptora e de contato.