Por que a membrana é comparada com um mosaico fluido

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A membrana plasmática se trata de uma estrutura presente em todas as células, tanto eucariontes quanto procariontes, e é ela que separa o interior das células do meio externo. Não é à toa que esse envoltório está presente em todos os tipos celulares conhecidos. Ele possui uma característica de extrema importância para a manutenção da vida: a permeabilidade seletiva. Isso, basicamente, quer dizer que tudo o que entra e sai das células depende diretamente da membrana plasmática.

Estrutura

Estrutura da membrana plasmática. Ilustração: Designua / Shutterstock.com

As membranas biológicas, inclusive as que delimitam organelas membranosas, possuem estruturas constituídas, basicamente, por lipídeos, proteínas e hidratos de carbono ligados a essas estruturas. A quantidade de cada um desses componentes varia bastante em função da função ou do tipo de célula ou estrutura que a membrana está envolvendo. As membranas são compostas de uma porção fluida e uma porção sólida, respectivamente lipídeos e proteínas. A estrutura se trata de duas camadas contínuas de lipídeos e, imersas ou associadas à bicamada, proteínas que conformarão a aparência de um mosaico, o que, muito provavelmente, deu origem ao nome do modelo: mosaico fluido.

Os principais lipídeos das membranas se tratam de moléculas relativamente complexas e longas denominadas fosfolipídeos. Eles nada mais são do que um tipo de lipídeo – os esfingolipídeos ou os fosfoglicerídeos – associado à molécula de fosfato. Esses fosfolipídeos possuem uma dupla afinidade com a água denominada anfipatia, ou seja, uma região da molécula é hidrofílica (com muita afinidade com água) polar e outra é hidrofóbica (“foge” da água, sem afinidade) apolar. Para facilitar a assimilação, pense num alfinete com não uma haste, mas duas. A cabeça do alfinete seria a região polar e as duas cadeias de ácidos graxos – as duas hastes – a região apolar. Nesse sentido, teríamos duas camadas dessas estruturas em que as cabeças ficariam nos limites externo e interno e uma região intermediária formada pelas cadeias apolares de ambas as camadas.

Uma vez que os meios intra e extracelular são compostos, essencialmente, por água, essa característica anfipática da membrana impede o trânsito de grande maior parte das substâncias importantes pra a manutenção da vida. Isso é resolvido pelo outro componente principal das membranas: as proteínas. Assim, a água e as substâncias dissolvidas nela que não conseguem passagem por meio dos lipídeos, são colocadas para dentro e para fora das células através das proteínas.

Como falado anteriormente, a proporção dos componentes da membrana é bem variável. No caso das proteínas, elas podem representar até metade da composição total desse envoltório. Outro detalhe importante é que cada tipo de membrana possui proteínas específicas de acordo com suas funções. Isso ocorre porque as proteínas funcionam como portas de entrada e saída de moléculas específicas, ou seja, determinadas moléculas usam um tipo de proteína para entrar na célula enquanto outros grupos não conseguem fazê-lo por essa mesma “porta”. Essa relação pode ser ilustrada pela seguinte analogia: uma pessoa não consegue entrar em uma casa pela “portinhola” de cachorros ou gatos.

Essas proteínas que compõem a membrana são divididas em dois grupos: extrínsecas e intrínsecas. As proteínas extrínsecas são as que se associam aos lipídios de maneira superficial, ou seja, estão aderidas à membrana na superfície interna ou externa da membrana. Já as proteínas intrínsecas se ligam aos lipídeos e também têm características anfipáticas, dificultando isolá-las. Nesse grupo, estão presentes as proteínas transmembrana, que são àquelas que se transpõem do meio externo ao meio interno da célula.

Por fim, os hidratos de carbono associados às proteínas ou aos lipídeos se tratam, basicamente, de açúcares que se associam às essas estruturas. Assim, esses conjuntos são conhecidos como glicolipídeos e glicoproteínas.

Funções

Como citado anteriormente, a principal função da membrana é o controle sobre o que entra e o que sai das células, a permeabilidade seletiva. Entretanto, se engana quem acredita que essa é sua única função. Além disso, a membrana também atua no reconhecimento e sinalização das células, eventos relacionados aos glicolipídeos, glicoproteínas e proteínas.

Enfim, essa estrutura é um elemento complexo que desempenha diversos papéis no ciclo celular. Assim, se torna indispensável para a manutenção da vida como se conhece, de fato, muito provavelmente, ela nem existiria sem o surgimento das membranas biológicas – incluindo aí a membrana plasmática.

Bibliografia: Junqueira, L. C. & Carneiro, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan. 338 páginas. 2012. Koeppen, B.M. & Stanton, B.A. Berne & Levi - Fisiologia. 6ª Edição. Editora Elsevier. 864 páginas. 2009.

Lopes, S. Bio – Volume Único. 1ª Edição. São Paulo: Editora Saraiva. 606 páginas. 2004.

A Membrana Plasmática (ou plasmalema) corresponde a uma película limitante muito fina (aproximadamente 8nm), e que mantém separada do meio externo a estrutura extremamente organizada de matéria viva. A Membrana controlando o que entra e sai da célula.

Por ser tão fina, a Membrana Plasmática pode ser vista somente com o auxílio de um microscópio eletrônico. É uma membrana formada principalmente de lipídeos e proteínas.

Ela desenha a fronteira da célula, funcionando como a muralha de um castelo, que reveste e delimita, protege e seleciona o que entra e sai por seus muros. Veja na imagem a Estrutura da Membrana Plasmática:

Composição da Membrana Plasmática:

A membrana plasmática é composta por lipídeos, proteínas e glicídios. Essas substâncias juntas formam uma espécie de mosaico em constante transformação, uma vez que as proteínas podem se deslocar por entre os lipídeos. 

Aula Gratuita: a Estrutura da Membrana Plasmática:

Hora de se ligar num resumo simples e rápido com a professora Juliana Evelyn Santos,  para você ver como é a estrutura e as principais funcionalidades da Membrana Plasmática. Assim você vai compreender melhor o restante desta aula completa.

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Agora, para ficar ligado na estrutura da membrana plasmática e gabaritar as questões de biologia do Enem e dos vestibulares,  veja os Lipídeos, as Proteínas, os Glicídios e o Glicocálix,  na continuação:

Os Lipídeos

Os lipídeos são os principais componentes da membrana plasmática. Sendo que os fosfolipídios são os mais frequentes. Os fosfolipídios são formados por duas partes: uma que possui afinidade com  água (hidrofílica) e outra que não possui afinidade (hidrofóbica). Sendo assim, estas moléculas formam uma camada dupla. 

Já as partes hidrofóbicas (chamadas de apolares e compostas pelos lipídeos) estão voltadas umas para as outras, para o interior da dupla camada. Esta composição permite que a membrana interaja com o meio aquoso da célula e ao mesmo tempo mantenha uma película biológica limitante entre o interior e o exterior da célula.

Nas células animais podemos também encontrar outro lipídeo constituindo a membrana plasmática: o colesterol.

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As Proteínas

A maioria das substâncias que entram e saem da célula são moléculas hidrossolúveis, ou seja, solúveis em água. Dessa maneira, não conseguiriam passar pela bicamada lipídica que forma a membrana plasmática.

Além disso, muitas vezes essas moléculas são grandes e não conseguem penetrar por entre os fosfolipídios. Por tal motivo, toda a dupla camada de fosfolipídios é permeada por proteínas que irão formar “passagens” para selecionar o que entra e sai da célula.

Estas proteínas são chamadas de integrais, pois atravessam a membrana plasmática comunicando o meio externo com o interno da célula. Há também proteínas que são periféricas e atuam principalmente na recepção de estímulos e podem desencadear processos dentro da célula.

Os Glicídios

Os glicídios são carboidratos presentes na face externa da membrana plasmática. Podem estar ligados aos fosfolipídios ou às proteínas. Muitos glicídios funcionam como a identidade da célula, uma vez que cada indivíduo irá apresentar glicídios específicos nas suas membranas celulares.

Além disso, células de tipos diferentes também terão glicídios distintos. Um exemplo disso é o sistema ABO de tipagem sanguínea: cada tipo sanguíneo terá (ou não, como no sangue O) glicoproteínas distintas –os antígenos.

Para entender melhor a estrutura da membrana plasmática, veja o esquema a seguir:

Envoltórios da membrana plasmática:

Glicocálix

É o nome dado ao conjunto de glicoproteínas (glicídios aderidos à proteínas) e glicolipídios (glicídios aderidos aos fosfolipídios) que protegem a célula e a ajudam a interagir com o ambiente à sua volta, assim como na adesão de uma célula e outra.

Parede celular

A parede celular é uma estrutura que reveste a célula, protegendo a membrana plasmática e dando sustentação à célula. As células vegetais possuem paredes celulares compostas de celulose. Em algumas células vegetais, a parede celular pode ser enriquecida por lignina, que dá maior rigidez à parede e ajuda na sustentação das plantas.

Entre duas paredes celulares de duas células vegetais, pode haver estruturas que ajudam na sua adesão, como os plasmodesmos que são poros que facilitam o transporte de substâncias de uma célula para a outra.

As bactérias também possuem parede celular, porém é uma parede celular composta de polissacarídeos ligados a pequenas cadeias de aminoácidos.

Junções entre membranas plasmáticas

Desmossomos

Os desmossomos são junções entre células que ficam bem aderidas entre si, como, por exemplo, as células do tecido epitelial.

Assemelhando-se a dedos entrelaçados, os desmossomos são regiões da membrana plasmática onde se encontram grande quantidade de proteínas adesivas que se ancoram às proteínas do citoesqueleto de cada célula.

Zônulas ou junções oclusivas

São encontradas no tecido epitelial que reveste o intestino. Essas zônulas mantêm as células bem juntas, impedindo que o conteúdo que está passando pelo intestino permeie as células.

Nexos ou junções comunicantes

Encontradas em células embrionárias, cardíacas e hepáticas, estas estruturas servem para formar pequenos canais entre as células para a passagem de íons e pequenas moléculas entre elas.

Microvilosidades

As membranas plasmáticas de células dos intestinos possuem dobras que se projetam para fora da célula. Estas dobras aumentam a área de contato da membrana plasmática com o conteúdo que está passando pelo intestino, aumentando sua área de absorção.

Dica : Aproveite para dar uma revisada nas outras organelas celulares. É assunto complementar!

Exercícios sobre a Membrana Plasmática

01 – (MACK SP/2014)

I. A seta A indica o glicocálix, responsável por proteger a membrana. II. As moléculas indicadas em B são líquidas, o que permite a movimentação de substâncias pela membrana. III. As diferenças de afinidade com a água, apresentadas pelos componentes da molécula, apontada em B, permitem a formação de uma película que regula a passagem de substâncias.

IV. As moléculas, indicadas em C, podem servir como transportadoras de substâncias por meio da membrana.