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 utilizadas para comunicação, proteção e como estação de controle de células.

Quais são as diferentes membranas celulares?

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

A membrana mitocondrial interna é uma forma especial de membrana celular. As mitocôndrias são organelas importantes para a geração de energia pela célula. Eles só foram posteriormente absorvidos pela célula humana 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 de gordura e só pode ser encontrado na membrana interna e em nenhuma outra.

O corpo humano contém apenas células que estão rodeadas 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, além disso, estabilizam a membrana celular. As paredes celulares não são necessárias no corpo humano, pois muitas células individuais podem se unir 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.

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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 Cauda. 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 das moléculas que constituem a cabeça de um ácido graxo, elas têm nomes e propriedades diferentes, mas desempenham apenas um papel subordinado. 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 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 das membranas celulares 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.

Finalmente, ainda pode haver cadeias de açúcar do lado de fora das membranas celulares, na terminologia técnica Glicocálice chamado. Por exemplo, eles são a base do sistema de tipo sanguíneo. Uma vez que 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, hidrofílica, que é formada por dois ácidos graxos. A parte composta por 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 usadas para transportar substâncias através da membrana ou interagir com o meio ambiente. Essa interação pode ser alcançada por meio de uma ligação direta entre células vizinhas ou por meio de substâncias mensageiras que se ligam às proteínas da membrana.

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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 meio ambiente.

Existem diferentes formas de fosfolipídios. A estrutura hidrofílica dos fosfolipídios 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 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 um componente hidrofóbico, tornam-se particularmente sólidos. Isso significa que os fosfolipídios podem ser armazenados 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 complexa estrutura das membranas celulares, elas têm de 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 em qualquer ponto do tempo. Se todos acontecessem na mesma sala, eles se influenciam fortemente e até se anulam mutuamente. Um metabolismo regulado não seria possível e os humanos como existem e funcionam como um todo seriam inconcebíveis.

Ao mesmo tempo, eles servem como meio de transporte para uma grande 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 identificarem, se comunicarem e trocarem informações. O glicocálice, por exemplo, serve 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 um 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 ocorra uma troca entre o interior da célula e o ambiente, 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 produzidas na célula podem ser liberadas no meio ambiente por meio dessas vesículas. Além disso, as substâncias do ambiente da célula também podem ser removidas dessa forma.

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 liga 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. Isso permite uma ação direcionada contra bactérias causadoras de doenças, sem destruir as próprias células do corpo ao mesmo tempo.