Membrana celular

definição

As células são as unidades menores e coerentes que constituem os órgãos e tecidos. Cada célula é circundada por uma membrana celular, uma barreira que consiste em uma dupla camada especial de partículas de gordura, a chamada dupla camada lipídica. As bicamadas lipídicas podem ser imaginadas como dois filmes de gordura empilhados um sobre o outro, que devido às suas propriedades químicas não podem se separar e, portanto, formam uma unidade muito estável. As membranas celulares cumprem muitas funções diferentes: são usadas para comunicação, proteção e como uma estação de controle para células.

Quais diferentes membranas celulares existem?

Não apenas a própria célula é envolvida por uma membrana, mas também as organelas celulares. Organelas celulares são pequenas áreas delimitadas por membrana dentro da célula, cada uma com sua própria tarefa. Eles diferem em suas proteínas, que estão embutidas nas membranas e agem como transportadores de substâncias que devem ser transportadas através da membrana.

A membrana mitocondrial interna é uma forma especial da membrana celular. As mitocôndrias são organelas importantes para a geração de energia pela célula. Eles só foram absorvidos pela célula humana mais tarde no curso da evolução. Portanto, eles têm duas membranas de bicamada lipídica. O externo é o humano clássico, o interno a membrana específica para a mitocôndria. Ele contém cardiolipina, um ácido graxo que está embutido no filme graxo e só pode ser encontrado na membrana interna e em nenhum outro.

O corpo humano contém apenas células circundadas por uma membrana celular. No entanto, também existem células, como bactérias, que também são circundadas por uma parede celular. Os termos parede celular e membrana celular não podem, portanto, ser usados ​​como sinônimos. As paredes celulares são significativamente mais espessas e também estabilizam a membrana celular. As paredes celulares não são necessárias no corpo humano, pois muitas células individuais podem se juntar para formar fortes associações. As bactérias, por outro lado, são células unicelulares, ou seja, consistem apenas em uma única célula, que seria significativamente mais fraca sem a parede celular.

Leia mais sobre o assunto em: bactérias

Estrutura da membrana celular

As membranas celulares separam áreas diferentes umas das outras. Para fazer isso, eles precisam atender a muitos requisitos diferentes: Em primeiro lugar, as membranas celulares são compostas por uma camada dupla de dois filmes de gordura, que por sua vez são compostos de ácidos graxos individuais. Os ácidos graxos consistem em um solúvel em água, hidrofílico Cabeça e de um insolúvel em água, hidrofóbico Rabo. As cabeças se ligam umas às outras em um plano, de modo que toda a massa das caudas aponta em uma direção. Por outro lado, outra série de ácidos graxos se acumula no mesmo padrão. Isso cria a camada dupla, que é delimitada externamente pelas cabeças e, desta forma, uma interna hidrofóbico A área, ou seja, uma área em que nenhuma água pode penetrar, cria.

Dependendo de quais moléculas a cabeça de um ácido graxo é composta, elas têm nomes e propriedades diferentes, mas desempenham apenas um papel secundário. Os ácidos graxos podem ser insaturados ou saturados, dependendo da cauda e de sua estrutura química. Os ácidos graxos insaturados são significativamente mais rígidos e causam uma diminuição na fluidez da membrana, enquanto os ácidos graxos saturados aumentam a fluidez. A fluidez é uma medida da mobilidade e deformabilidade da bicamada lipídica. Dependendo da tarefa e condição da célula, são necessários diferentes graus de mobilidade e rigidez, que podem ser alcançados por meio da incorporação adicional de um ou outro tipo de ácido graxo.

Além disso, o colesterol pode ser incorporado à membrana, o que reduz enormemente a fluidez e, assim, estabiliza a membrana. Por causa dessa estrutura, apenas substâncias muito pequenas e insolúveis em água podem facilmente ultrapassar a membrana.

No entanto, uma vez que substâncias significativamente maiores e insolúveis em água também têm que atravessar a membrana para serem transportadas para dentro ou para fora da célula, proteínas e canais de transporte são necessários. Estes são armazenados na membrana entre os ácidos graxos. Uma vez que esses canais são transitáveis ​​para algumas moléculas e não para outras, fala-se de um Semi-permeabilidade a membrana celular, ou seja, uma permeabilidade parcial.

O último bloco de construção da membrana celular são os receptores. Os receptores também são proteínas grandes que são produzidas principalmente na própria célula e, em seguida, construídas na membrana. Você pode abrangê-los completamente ou ter suporte apenas na parte externa. Devido à sua estrutura química, os transportadores, canais e receptores permanecem firmemente dentro e sobre a membrana e não podem ser facilmente separados dela. No entanto, eles podem ser movidos lateralmente para diferentes locais dentro da membrana, dependendo de onde são necessários.

Por fim, pode ainda haver cadeias de açúcar do lado de fora da membrana celular, em termos técnicos Glicocálix chamado. Por exemplo, eles são a base do sistema de tipo sanguíneo. Como a membrana celular consiste em tantos blocos de construção diferentes que também podem variar sua localização exata, ela também é conhecida como o modelo de mosaico líquido.

Leia mais sobre o assunto em: Tipos de sangue

Espessura da membrana celular

As membranas celulares têm cerca de 7 nm de espessura, ou seja, extremamente finas, mas ainda robustas e intransponíveis para a maioria das substâncias. As áreas da cabeça são cada uma com cerca de 2 nm de espessura, durante o hidrofóbico A área da cauda mede 3 nm de largura. Este valor dificilmente varia entre os diferentes tipos de células do corpo humano.

Quais são os componentes da membrana celular?

Basicamente, a membrana celular é composta por uma dupla camada de fosfolipídios. Os fosfolipídios são blocos de construção que consistem em uma cabeça e uma cauda que amam a água, isto é, hidrofílicas, formadas por dois ácidos graxos. A parte que é composta de ácidos graxos é hidrofóbica, o que significa que repele a água.
Na camada dupla de fosfolipídios, os componentes hidrofóbicos apontam um para o outro. As partes hidrofílicas apontam para o exterior e o interior da célula. Esta estrutura da membrana permite que dois ambientes aquosos sejam separados um do outro.

A membrana celular também contém esfingolipídios e colesterol. Essas substâncias regulam a estrutura e a fluidez da membrana celular. A fluidez é uma medida de quão bem as proteínas podem se mover na membrana celular. Quanto maior a fluidez de uma membrana celular, mais fácil será para as proteínas se moverem nela.

Além disso, existem muitas proteínas diferentes na membrana celular. Essas proteínas são utilizadas para transportar substâncias através da membrana ou interagir com o meio ambiente. Essa interação pode ser obtida por meio de uma ligação direta entre células vizinhas ou por meio de substâncias mensageiras que se ligam às proteínas da membrana.

O tópico a seguir também pode ser do seu interesse: Plasma celular no corpo humano

Fosfolipídios na membrana celular

Os fosfolipídios são o principal componente da membrana celular. Os fosfolipídios são anfifílicos. Isso significa que eles consistem em uma parte hidrofílica e uma hidrofóbica. Esta propriedade dos fosfolipídios permite que o interior da célula seja separado do ambiente.

Existem diferentes formas de fosfolipídios. A estrutura hidrofílica dos fosfolipídeos consiste em glicerina ou esfingosina. Ambas as formas têm em comum que duas cadeias de hidrocarbonetos hidrofóbicos estão ligadas à estrutura básica.

Colesterol na membrana celular

O colesterol está contido na membrana celular para ajudar a regular a fluidez. Uma fluidez constante é muito importante para manter os processos de transporte da membrana celular. Em altas temperaturas, a membrana celular tende a se tornar muito fluida. As ligações entre os fosfolipídios, que já são fracas em circunstâncias normais, são ainda mais fracas em altas temperaturas. Devido à sua estrutura rígida, o colesterol ajuda a manter uma certa resistência.

Parece diferente em baixas temperaturas. Aqui, a membrana pode ficar muito apertada. Os fosfolipídios, que possuem ácidos graxos saturados como componente hidrofóbico, tornam-se particularmente sólidos. Isso significa que os fosfolipídios podem ficar muito próximos uns dos outros. Nesse caso, o colesterol armazenado na membrana celular provoca aumento da fluidez, pois o colesterol possui uma estrutura rígida em anel e, portanto, atua como espaçador.

Você pode encontrar informações detalhadas sobre o assunto "colesterol" em:

• LDL - "lipoproteína de baixa densidade"
• HDL - "lipoproteína de alta densidade"
• Colesterol Esterase - É para isso que é importante

Funções da membrana celular

Como sugere a estrutura complexa das membranas celulares, elas têm que cumprir muitas funções diferentes, que podem variar muito dependendo do tipo e da localização da célula. Por outro lado, as membranas geralmente representam uma barreira, função que não deve ser subestimada. Inúmeras reações ocorrem em paralelo em nosso corpo a qualquer momento. Se todos acontecessem na mesma sala, eles se influenciariam fortemente e até se anulariam. Um processo regulado de metabolismo não seria possível e os seres humanos como existem e funcionam como um todo seriam inconcebíveis.

Eles também servem como meio de transporte para uma ampla variedade de substâncias que são transportadas através da membrana por meio de transportadores. Para serem capazes de trabalhar juntas como um órgão, as células individuais devem estar em contato por meio de suas membranas. Isso é conseguido por meio de várias proteínas e receptores de conexão. As células podem usar os receptores para se identificar, se comunicar e trocar informações. Por exemplo. o glicocálice como uma das muitas características distintivas entre as células do próprio corpo e as células estranhas. Receptores são proteínas que captam sinais de fora da célula e os passam para o núcleo da célula e, portanto, para o “cérebro” da célula. Dependendo das propriedades químicas da partícula química que se ancorou no receptor, ela está localizada na parte externa da célula, na célula ou na membrana celular.

Mas as próprias células também podem transmitir informações. O mais famoso de nossos corpos são as células nervosas. Para que possam desempenhar sua função, suas membranas devem ser capazes de conduzir sinais elétricos. Os sinais elétricos surgem devido a diferentes cargas dentro e fora das células. Essa diferença de carga, também conhecida como gradiente, deve ser mantida. Nesse contexto, fala-se de potencial de membrana. As membranas celulares separam as áreas com cargas diferentes umas das outras, mas ao mesmo tempo contêm canais que permitem uma breve reversão das relações de carga de modo que a corrente real e, portanto, a informação que deve ser transmitida possam fluir. Este fenômeno também é denominado potencial de ação.

Leia mais sobre o assunto em: Célula nervosa

Processos de transporte na membrana celular

A membrana celular, como tal, é impermeável a moléculas e íons maiores. Para que uma troca entre o interior da célula e o ambiente possa ocorrer, existem proteínas na membrana celular que transportam várias moléculas para dentro e para fora da célula.

Com essas proteínas, é feita uma distinção entre os canais através dos quais uma substância passa passivamente para dentro ou para fora da célula ao longo da diferença de concentração. Outras proteínas precisam gerar energia para transportar ativamente as substâncias através da membrana celular.

Outra forma importante de transporte são as vesículas. As vesículas são pequenas bolhas que são eliminadas da membrana celular. As substâncias que são produzidas na célula podem ser liberadas no meio ambiente por meio dessas vesículas. Além disso, as substâncias também podem ser removidas do ambiente celular.

Diferenças na membrana celular das bactérias - penicilina

A membrana celular de bactérias dificilmente difere daquele do corpo humano. A grande diferença entre as células está no parede celular adicional da bactéria. A parede celular se fixa ao exterior da membrana celular e, dessa forma, estabiliza e protege a bactéria, que sem ela seria vulnerável. ela está desligada Murein, uma partícula de açúcar especial, na qual outras proteínas podem ser incorporadas, como o Locomoção e reprodução servir. penicilina pode interromper a síntese da parede celular e, portanto, funciona bactericida, ou seja, ele mata a bactéria. Desta forma, uma ação direcionada contra bactérias causadoras de doenças é possível sem destruir as próprias células do corpo ao mesmo tempo.