A membrana plasmática - Parte 3: Transporte pela membrana (Osmose e tran...

A membrana plasmática - Parte 2: Transporte pela membrana (Difusão simpl...

A membrana plasmática - Parte 1: Funções e estrutura

Citoplasma e estruturas celulares

O citoplasma é um espaço intra-celular preenchido por uma matriz semi-fluida (com consistência de gel), denominada hialoplasma, onde está "mergulhado" tudo que se encontra dentro da célula, como moléculas e organelas. O hialoplasma pode ter uma consistência de gel mais viscoso, denominado citogel ou uma consistência de gel mais líquido, denominado citosol.

É composto principalmente por água (80%), mas também contem íons, sais e moléculas grandes, como proteínas, carboidratos e o RNA.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático (RE) é um sistema de canais e canalículos formados por membranas, as quais possuem continuidade com o núcleo celular. Funcionam como "túneis" sinuosos dentro da célula. Está presente apenas nos seres eucariontes.

Existem dois tipos de retículo endoplasmático.

Tipos:

a) liso ou agranular – não possui ribossomos aderidos às suas superfícies;

b) rugoso ou granular ou ergatoplasma – possui ribossomos aderidos às suas superfícies.

Funções:

Rede de distribuição de substâncias – Algumas substâncias se deslocam dentro dos "túneis" do RE, mocendo-se dos seus locais de produção até seus locais de utilização, de foma que não se misturam com o hialoplasma.

Produção de lipídios – A produção de alguns lipídeos, como o colesterol e os fosfolipídeos é feita pelo retículo endolpasmático liso (REL).

Curiosidade:

O REL, que é muito abundante no fígado, também participa da degração (destruição) de substâncias tóxicas para a célula, como o álcool e certos medicamentos, principalmente antibióticos e substâncias anestésicas.

É interessante ainda citar que o aumento do consumo do álcool, e também de outras drogas, leva a uma maior proliferação do REL e isso provoca uma "adaptação" do organismo quanto a administração destas substâncias. Isso explica o porque dos consumidores de bebidas alcoólicas ficarem "acostumados" e necessitar de doses cada vez maiores para obter o efeito desejado desta droga. Um dos problemas provocados por esta proliferação exagerada do REL é que além de aumentar a tolerância ao ácool, se aumenta também a resistência à administração de antibióticos importantes no combate das doenças.

Produção de proteínas – Essa é uma das principais funções do retículo endoplasmático rugoso (RER), o qual recebeu este nome por apresentar uma grande quantidade de ribossomos aderidos a sua superfície. Os ribossomos são moléculas grandes que tem um papel muito importante na síntese de proteínas. Eles funcionam como o local no qual o RNA mensageiro se adere para ser lido e traduzido e, assim, funcionar como a base de produção das proteínas.

Observação
Ainda veremos com mais calma como ocorre a síntese de proteínas, mas cabe aqui a seguinte analogia:
Imaginem a célula como uma grande fábrica, que tem como um dos seus produtos principais as proteínas. No núcleo da célula, ou seja, na sala central, encontram-se "receitas", escritas na forma de DNA, que precisam primeiramente ser transcritas para uma outra "linguagem" chamada de RNA mensageiro. Os ribossomos e os outros "funcionários" desta linha de produção de proteínas não são capazes de ler a "língua" DNA, mas conhecem bem o RNA. Assim, o "livro de receitas", escrito agora na forma de "RNA mensageiro", pode ser lido e usado na produção das proteínas.

Complexo de Golgi

É uma organela presente nas células eucariontes formada por uma pilha de vesículas grandes e achatadas e outras menores e esféricas, que brotam a partir da primeira.
Biogênese – Origina-se a partir de elementos do retículo endoplasmático.

Funções – Armazenamento e secreção de substâncias, tais como os hormônios; síntese da lamela média nas células vegetais; origem dos lisossomos; formação do acrossomo do espermatozóide; centro de distribuição de moléculas para diversas partes da célula.
Outros nomes do complexo de Golgi: dicitiossomo, golgiossomo, aparelho de Golgi, complexo golgiense.

Centríolos

São feixes curtos formados de microtúbulos (filamentos proteícos encontrados no esqueleto da célula, ou seja, citoesqueleto). Estão ausentes nos procariontes e nas plantas com frutos (angiospermas). Normalmente, cada célula possui um par de centríolos.

É responsável pela produção de:

a) cílios;

b) flagelos;

c) fibras do fuso acromático.

Diferenças entre Citosol e Citoplasma

Esse é um assunto bem interessante, apesar de não haver muito conteúdo a respeito.

É possível trabalha-lo e torna-lo claro, sendo que a principal dúvida por parte dos alunos é diferenciar citosol de citoplasma.

Verificamos na imagem acima que citoplasma é o conjunto do citosol e as organelas, e o citosol é a parte mais líquida da célula ou o seu “preenchimento”.
Conheça a membrana plasmática, sua composição e fisiologia.

Membrana Plasmática

Membrana celular (ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática ou plasmalema)

É o envoltório que toda célula possui (define seu limites, e mantém as diferenças essenciais entre os meios interno e externo). Sua espessura está entre 6 a 9 nm, só visível ao microscópio eletrônico, são flexíveis e fluidas.

São estruturas altamente diferenciadas, destinadas a uma compartimentação única, na natureza. Elas são capazes de selecionar, por mecanismos de transporte ativo e passivo, os ingredientes que devem passar, tanto para dentro como para fora das células.

Estrutura básica da Membrana Plasmática

Modelo Mosaico Fluido - Sugerido por Singer e Nicholson, onde as proteínas da membrana estão engastadas na camada lipídica, do lado interno, do lado externo, ou atravessando completamente a membrana. Existe uma grande variedade proteínas membranais. A fluidez esta condicionada ao tipo de ligações intermoleculares na membrana. O termo mosaico se deve ao aspecto da membrana na microscopia eletrônica.

Atualmente, o modelo do mosaico fluido é o mais aceito, por encontrar apoio em varias evidencias experimentais. Nenhum modelo está pronto, a evolução das pesquisas irá melhorar o conhecimento atual.

modelo mosaico fluido

Ligações na Membrana

A membrana não é uma estrutura covalente.

As forças que mantém as biomoléculas na membrana , são coulombianas, hidrofóbicas,pontes de H, etc.

Composição e propriedades da Membrana.

Todas as membrana biológicas são constituídas por uma dupla camada lipídica aproximadamente (45%) e proteína (55%) é altamente higroscópica, seletivamente permeável (controla e entrada e saída de substâncias), possui poros, tem sistema para transporte ativo de íons, e diversas enzimas encravadas na dupla camada lipídica, que exercem várias funções.

Enzimas: É um importante catalisador que une ou separa moléculas.

As membranas plasmáticas de um eucariócitos contém quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.

A maioria dos lipídios que compõe a membrana são fosfolipídios dos quais predominam: fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidilserina e fosfalipidiletanolamina.

Estruturas da membrana:

- Poros ou canais: são "falhas" na membrana constituídas por proteínas ou por moléculas lipídicas. Permitem a passagem de moléculas pequenas cujo diâmetro seja inferior ao diâmetro do poro. Os poros têm diâmetro variável apresentando um valor médio de 0,8 nm. Esses canais podem ter carga positiva, negativa ou serem destituídos de cargas. Os canais com carga positiva facilitam a passagem de moléculas negativas e vice-versa.
Os canais podem apresentar portões.

- Zonas de difusão facilitada: são regiões que possuem moléculas de uma determinada espécie química, em alta concentração. Moléculas afins se difundem com facilidade através dessas zonas. Exemplos: lipídios e proteínas.

- Receptores: são locais (sítios) específicos da membrana onde podem se encaixar moléculas (mensageiras) que passam uma determinada informação à célula.
Alguns receptores podem estar acoplados a canais regulando, dessa forma, os processos de permeabilidade celular receptores, freqüentemente estão associados aos operadores.

- Operadores: são estruturas protéicas capazes de realizar transporte contra um gradiente de concentração do soluto transportado. Operam no sentido unidirecional e são dependentes do fornecimento de energia (ATP).

Como já foi mencionado nosso corpo é constituído predominantemente por água. E sabemos que as reações bioquímicas podem ocorrer somente nesta solução. Dentro da células existem um complexo ambiente químico, denominado meio intracelular, constituído principalmente por água, proteínas e saís inorgânicos (LIC).

As células estão imersas em uma outra grande solução, que é denominada meio extracelular (LEC). As soluções dentro e fora da células tem diferentes composições, e este fato é muito importante para a função da célula, em especial a célula do neurônio e células musculares, (células estas ditas excitáveis) que podem reagir a estímulos vindos do ambiente externo.

Os processos de membrana, são fenômenos que ocorrem na membrana celular que explicam como as células nervosas podem ser excitadas e transmitir esta excitação para outra parte do sistema nervoso e sistema muscular.

composição química dos líquidos extra e intracelulares

clique em membrana plasmática e conheça mais sobre esta estrutura celular.

Clique na palavra citoplasma e assista a animação didática do citoplasma.

Desenvolvimento da medicina na História

Por meio de descobertas arqueológicas, descobrimos que os povos da antiguidade, como os egípcios, já realizavam operações complexas, fato que comprova grande desenvolvimento e inteligência desse povo. Este povo fez grandes avanços na medicina graças ao seu sofisticado processo de mumificação de corpos. Os mumificadores, ao abrirem os corpos dos faraós para retirar as entranhas, conseguiam muitas informações sobre a anatomia humana.

Sabe-se que os gregos foram os pioneiros no estudo dos sintomas das doenças. Eles tiveram como mestre Hipócrates (considerado até hoje o pai da medicina). Um outro povo que teve também um grande conhecedor da medicina (o grego Galeno, que morava em Roma) foi o povo romano. Após Hipócrates e Galeno, a medicina teve poucos avanços.

Na Idade Média, era comum que o médico procurasse curar praticamente todas as doenças utilizando o recurso da sangria. Este era feito, principalmente, com a utilização de sangue-sugas. Porém, neste período os conhecimentos avançaram pouco, pois havia uma forte influência da Igreja Católica que condenava as pesquisas científicas.

No período do Renascimento Cultural (séculos XV e XVI ) houve um grande avanço da medicina. Movidos por uma grande vontade de descobrir o funcionamento do corpo humano, médicos buscaram explicar as doenças através de estudos científicos e testes de laboratório.

Contudo, no século XVII, William Harvey fez uma nova descoberta: o sistema circulatório do sangue. A partir daí, os homens passaram a compreender melhor a anatomia e a fisiologia.

No século XIX todo o conhecimento ficou mais apurado após a invenção do microscópio acromático. Com esta invenção, Louis Pasteur conseguiu um enorme avanço para medicina, ao descobrir que as bactérias são as responsáveis pela causa de grande parte das doenças.

Felizmente, a medicina atual dispõe de inúmeras drogas capazes de curar, controlar e até mesmo de evitar inúmeras doenças. Aparelhos eletrônicos sofisticados são capazes de fazer um diagnóstico apurado, passando informações importantes sobre o paciente. Os avanços nesta área são rápidos e possibilitam um vida cada vez melhor para as pessoas.

O Juramento de Hipócrates

" Eu juro, por Apolo, médico, por Esculápio, Higeia e Panacea, e tomo por testemunhas todos os deuses e todas as deusas, cumprir, segundo meu poder e minha razão, a promessa que se segue: estimar, tanto quanto a meus pais, aquele que me ensinou esta arte; fazer vida comum e, se necessário for, com ele partilhar meus bens; ter seus filhos por meus próprios irmãos; ensinar-lhes esta arte, se eles tiverem necessidade de aprendê-la, sem remuneração e nem compromisso escrito; fazer participar dos preceitos, das lições e de todo o resto do ensino, meus filhos, os de meu mestre e os discípulos inscritos segundo os regulamentos da profissão, porém, só a estes.
Aplicarei os regimes para o bem do doente segundo o meu poder e entendimento, nunca para causar dano ou mal a alguém. A ninguém darei por comprazer, nem remédio mortal nem um conselho que induza a perda. Do mesmo modo não darei a nenhuma mulher uma substância abortiva.
Conservarei imaculada minha vida e minha arte.
Não praticarei a talha, mesmo sobre um calculoso confirmado; deixarei essa operação aos práticos que disso cuidam.
Em toda a casa, aí entrarei para o bem dos doentes, mantendo-me longe de todo o dano voluntário e de toda a sedução sobretudo longe dos prazeres do amor, com as mulheres ou com os homens livres ou escravizados.
Àquilo que no exercício ou fora do exercício da profissão e no convívio da sociedade, eu tiver visto ou ouvido, que não seja preciso divulgar, eu conservarei inteiramente secreto.
Se eu cumprir este juramento com fidelidade, que me seja dado gozar felizmente da vida e da minha profissão, honrado para sempre entre os homens; se eu dele me afastar ou infringir, o contrário aconteça."

Você sabia?

- Dia 18 de outubro comemora-se o Dia do Médico.

Maurice Wilkins

Maurice Hugh Frederick Wilkins (Pongaroa, 15 de Dezembro de 1916 — Londres, 5 de Outubro de 2004) foi um fisiologista da Nova Zelândia.
Foi agraciado com o Nobel de Fisiologia/Medicina de 1962, juntamente com Francis Crick e James Watson, por suas contribuições na descoberta da estrutura em dupla hélice do DNA.
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Francis Crick

Francis Harry Compton Crick (Northampton, 8 de Junho de 1916 — San Diego, 28 de Julho de 2004) foi um físico e bioquímico britânico, mais conhecido pelo "modelo de dupla hélice", juntamente com James Watson e Maurice Wilkins, da estrutura da molécula de ADN em 1953.
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James Watson

(Chicago, 6 de Abril de 1928) é um biólogo estadunidense.

É um dos autores do "modelo de dupla hélice" para a estrutura da molécula de DNA. O trabalho publicado em 1953 na Revista Nature valeu-lhe o Nobel de Fisiologia/Medicina de 1962, juntamente com Francis Crick e Maurice Wilkins.
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Edward Lawrie Tatum

(Boulder, 14 de Dezembro de 1909 — Nova Iorque, 5 de Novembro de 1975) foi um microbiologista estadunidense.

Foi agraciado com o Nobel de Fisiologia/Medicina de 1958, por pesquisas realizadas sobre a influência das mutações hereditárias na nutrição de certos microrganismos.
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George Wells Beadle

(Wahoo, 22 de Outubro de 1903 — Pomona, 9 de Junho de 1989) foi um biólogo e geneticista estadunidense.

Foi agraciado com o Nobel de Fisiologia/Medicina de 1958, por pesquisas sobre genética e também sobre as mudanças ambientais que acabam provocando alterações genéticas.
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Histórico das enzimas

Enzimas são um grupo de substâncias orgânicas de natureza normalmente protéica (existem também enzimas constituídas de RNA , as ribozimas), com actividade intra ou extracelular que têm funções catalisadoras, catalisando reações químicas que, sem a sua presença, dificilmente aconteceriam. Isso é conseguido através do abaixamento da energia de activação necessária para que se dê uma reacção química, resultando no aumento da velocidade da reação e possibilitando o metabolismo dos seres vivos. A capacidade catalítica das enzimas torna-as adequadas para aplicações industriais, como na indústria farmacêutica ou na alimentar.
Em sistemas vivos, a maioria das reacções bioquímicas dá-se em vias metabólicas, que são sequências de reacções em que o produto de uma reacção é utilizado como reagente na reacção seguinte. Diferentes enzimas catalisam diferentes passos de vias metabólicas, agindo de forma concertada de modo a não interromper o fluxo nessas vias. Cada enzima pode sofrer regulação da sua actividade, aumentando-a, diminuindo-a ou mesmo interrompendo-a, de modo a modular o fluxo da via metabólica em que se insere.
O ramo da Bioquímica que trata do estudo das reacções enzimáticas é a Enzimologia.
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Hermann Joseph Muller (Nova Iorque, 21 de Dezembro de 1890 — Indianápolis, 5 de Abril de 1967) foi um geneticista estadunidense.
Foi agraciado com o Nobel de Fisiologia/Medicina de 1946, por demonstrar que os raios X aceleram ou mesmo desencadeiam mutações genéticas.
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Baixe grátis:

Livros de genética, Anatomia do Fattini, Tratado de Fisiolofgia Médica do Guyton, Citogenética do Guerra, Livro de Botãnica, Ecologia.

Hugo De Vries

(nascido em 16 de fevereiro de 1848, Haarlem, Neth. - morreu 21 de maio de 1935, perto de Amsterdam) botânico holandês e geneticista. He taught at the University of Amsterdam (1878 – 1918), onde introduziu o estudo experimental da evolução orgânica. Sua redescoberta em 1900 (em simultâneo com Carl Erich Correns e Erich von Tschermak Seysenegg) de Gregor Mendel 's princípios de hereditariedade e de sua própria teoria da mutação biológica explicou conceitos sobre a natureza da variação das espécies que tornou possível a aceitação universal e busca ativa de Charles Darwin é a teoria da evolução orgânica. De Vries descobriu e batizou o fenômeno conhecido como mutação, e ele também contribuiu para o conhecimento do papel da osmose em fisiologia vegetal. Ver também William Bateson.
Conheça mais este cientista...

Wilhelm Johannsen

(nascido em 3 de fevereiro de 1857, Copenhagen, Den. - morreu 11 de novembro de 1927, Copenhaga) foi um botânico dinamarquês e geneticista.. Ele apoiou Hugo de Vries (descoberta de que a variação no genótipo pode ocorrer por mutação), o novo personagem, embora independentes da seleção natural na sua ocorrência inicial, é então sujeita à seleção natural. Os Elementos Johannsen da hereditariedade (1909) tornou-se um texto influente, e seus termos como fenótipo e genótipo são agora uma parte da linguagem da genética.
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John Cowdery Kendrew

John Cowdery Kendrew nasceu em 24 de março de 1917, em Oxford.Seu pai, George Wilfrid Kendrew, foi leitor de Climatologia da Universidade de Oxford, sua mãe, Evelyn Maio Graham (Sandberg) Kendrew, foi um historiador de arte, por muitos anos, residente em Florença, na Itália, onde publicou obras sobre os primitivos Italianos sob o nome de Evelyn Sandberg Vavals.
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A História das proteínas

O primeiro trabalho elucidando a estrutura dimensional de uma proteína, a mioglobina, foi publicado por John Kenderw, no final da década de 40. Depois, o australiano Max Perutz, trabalhando na Inglaterra, ganhou, na década de 60, o prêmio Nobel por descobrir a estrutura da hemoglobina. A técnica usada para descobrir a estrutura da proteína é a cristalografia.

Obtém-se uma solução pura de proteína e tenta-se a cristalização. Até hoje a cristalização é vista como uma arte. Os cientistas brincam que quando há amor pelo cristal ele cresce melhor. A dificuldade é que trata-se de grande quantidade de moléculas de proteínas organizadas numa estrutura cristalina complexa.

Por outro lado, a espectroscopia de ressonância nuclear magnética é um outro método de estudo de proteínas que não requer a cristalização. Vantajoso por possibilitar o estudo em soluções, este método entretanto ainda é limitado pelo tamanho das proteínas que estão ao seu alcance.
Leia também: Proteínas não codificadas pelo DNA.

Theodor Heinrich Boveri

Theodor Heinrich Boveri (12 de outubro de 1862 - 15 de Outubro de 1915) foi um biólogo alemão.. Seu trabalho com ouriços do mar mostraram que era necessário para que todos os cromossomos presentes para o desenvolvimento embrionário adequado a ter lugar. This discovery was an important part of the Boveri-Sutton chromosome theory . Esta descoberta foi uma parte importante da teoria de Sutton-Boveri chromosome.Sua outra descoberta importante foi o centrossoma (1888), que ele descreveu como o órgão especial da divisão celular. Boveri também descobriu o fenômeno da diminuição da cromatina durante o desenvolvimento embrionário do Parascaris nematóid Ele também argumentou que um tumor canceroso começa com uma célula única em que o compõem de seus cromossomos se mexidos, fazendo com que as células se dividir descontroladamente. Foi só depois que pesquisadores como Thomas Hunt Morgan demonstrou que Boveri foi correta.
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Walter Sutton

Walter Stanborough Sutton (5 de abril de 1877 - 10 de novembro de 1916) foi um geneticista americano e médico cuja contribuição mais significativa para -biologia foi a sua teoria de que as leis mendelianas de herança poderia ser aplicado aos cromossomos, em nível celular dos organismos vivos (teoria de Sutton-Boveri dos cromosomos). No entanto, suas contribuições não termina aí. Saiba mais...