Isolamento dos seres vivos

Quais componentes químicos formam a estrutura da membrana celular além dos fosfolipídios?

Além dos fosfolipídios, as membranas incluem os seguintes componentes químicos:

• Proteínas — compõem cerca de 60% da membrana, podendo ser integrais, periféricas e superficiais.
• Glicolipídios — por exemplo, a galactosilceramida, na qual a cabeça é formada por um carboidrato.
• Esfingolipídios — lipídios anfifílicos que formam a bicamada (por exemplo, a esfingomielina).
• Lipoides e esteroides — em particular, o colesterol, que confere rigidez às membranas das células animais, bem como as vitaminas lipossolúveis A, D, E, K.
• Nas bactérias Gram-negativas, a camada externa da membrana é representada pelo lipopolissacarídeo (LPS).

Quais tipos de proteínas de membrana garantem o transporte de substâncias e a recepção?

O transporte de substâncias e a recepção são garantidos por vários tipos de proteínas de membrana:

• Proteínas integrais (transmembrana) — penetram na espessura da membrana, desempenhando o papel de canais iônicos, bombas de transporte (por exemplo, bomba de prótons, Na+, K+-ATPase) e receptores (por exemplo, receptores de insulina, receptores acoplados à proteína G).
• Proteínas de matriz e porinas — formam poros hidrofílicos para o transporte passivo de água e pequenas moléculas em microrganismos.
• Proteínas periféricas (semi-integrais) — parcialmente imersas na membrana, podendo desempenhar as funções de receptores e enzimas.

Por quais mecanismos o transporte de substâncias através da membrana fosfolipídica é realizado?

O transporte de substâncias através da membrana é realizado pelos seguintes mecanismos:

• Difusão simples — transporte passivo de íons através de canais iônicos a favor do gradiente de concentração.
• Difusão facilitada — transporte passivo a favor do gradiente com a participação de transportadores de membrana, sem gasto de energia.
• Transporte ativo — transferência de substâncias contra o gradiente de concentração com o gasto de energia de ATP (por exemplo, o trabalho de bombas iônicas e de prótons).
• Transporte ativo secundário (simporte) — transporte conjunto de substâncias, por exemplo, a absorção de glicose com íons Na+.

Quais características estruturais das moléculas de fosfolipídios permitem que elasformem a bicamada lipídica isolante?

Os fosfolipídios formam a bicamada lipídica devido à sua estrutura anfifílica. A molécula possui uma cabeça hidrofílica polar e caudas hidrofóbicas de resíduos de ácidos graxos. Em um ambiente aquoso, elas se organizam espontaneamente: as caudas hidrofóbicas se escondem dentro da bicamada, voltadas uma para a outra, enquanto as cabeças hidrofílicas entram em contato com a fase aquosa (fora e dentro da célula). O empacotamento denso das moléculas devido à polarização das cabeças cria uma estrutura sem espaços, que bloqueia de forma confiável as substâncias hidrofílicas.

Devido a quais propriedades a barreira fosfolipídica garante a permeabilidade seletiva e a autonomia do microambiente?

A permeabilidade seletiva e a autonomia são garantidas pela estrutura e propriedades da bicamada lipídica.

O empacotamento denso dos fosfolipídios devido à polarização de suas cabeças e a disposição das caudas hidrofóbicas no meio da bicamada tornam a membrana pouco permeável à água, praticamente impermeável a íons e impermeável a moléculas grandes. A fase hidrofóbica da bicamada lipídica cria gradientes de concentração, e a bicamada lipídica forma uma barreira para a maioria das moléculas solúveis em água e determina o ambiente interno da célula.

A passagem seletiva de substâncias individuais também está associada às proteínas de membrana: os canais iônicos garantem a passagem de íons através da membrana, e os sistemas de transporte participam da transferência de substâncias.