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16.2: Estrutura da membrana plasmática - Biologia

16.2: Estrutura da membrana plasmática - Biologia


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Em células eucarióticas, o membrana de plasma circunda um citoplasma cheio de ribossomos e organelas. Algumas organelas (núcleos, mitocôndrias, cloroplastos) são até circundadas por membranas duplas. Todas as membranas celulares são compostas por duas camadas de fosfolipídios incorporados com proteínas. Todos são seletivamente permeáveis ​​(semipermeáveis), permitindo que apenas certas substâncias atravessem a membrana. As funções únicas das membranas celulares são devidas às suas diferentes composições de fosfolipídios e proteínas. Décadas de pesquisa revelaram essas funções (ver discussões anteriores sobre a função mitocondrial e do cloroplasto, por exemplo). Aqui, descreveremos as características gerais das membranas, usando a membrana plasmática como nosso exemplo.

A. A Bicamada Fosfolipídica

Gorter e Grendel previram a estrutura da membrana em bicamada já em 1925. Eles sabiam que os glóbulos vermelhos (eritrócitos) não têm núcleo ou outras organelas e, portanto, têm apenas uma membrana plasmática. Eles também sabiam que o principal componente químico dessas membranas eram fosfolipídios. O modelo molecular de preenchimento de espaço abaixo mostra a estrutura básica dos fosfolipídios, destacando sua hidrofílico cabeças (polares) e hidrofóbico caudas.

Moléculas com domínios hidrofílicos e hidrofóbicos são anfipático moléculas. Gorter e Grendel mediram a área de superfície dos glóbulos vermelhos. Eles então fizeram uma 'contagem de sangue' e, em seguida, interromperam um número conhecido de glóbulos vermelhos. Eles então mediram a quantidade de fosfolipídios nos extratos de membrana. A partir disso, eles calcularam que havia moléculas de lipídios suficientes por célula para envolver cada célula duas vezes. A partir dessas observações, eles previram o bicamada fosfolipídica com ácidos graxos interagindo dentro da bicamada. Curiosamente, Gorter e Grendel cometeram dois erros de cálculo ao determinar a quantidade de fosfolipídios por células. No entanto, seus erros compensaram-se mutuamente, de modo que, embora não fossem estritamente corretos, sua conclusão permaneceu profética! Fosfolipídios de membrana comuns são mostrados abaixo.

Moléculas anfipáticas misturadas com água agregam-se espontaneamente para "esconder" suas regiões hidrofóbicas da água. Na água, essas estruturas reais formadas chamadas lipossomas que sedimentam quando centrifugadas!

A estrutura da membrana do lipossoma é consistente com a bicamada fosfolipídica prevista, com as caudas hidrofóbicas interagindo umas com as outras e as cabeças polares voltadas uma para a outra, formando um bicamada fosfolipídica. Isso levou a uma imagem da arquitetura da membrana com base nas interações de fosfolipídios. Uma ilustração icônica da bicamada fosfolipídica, com seu interior de ácido graxo hidrofóbico e superfícies externas hidrofílicas, é desenhada abaixo.

A estrutura da membrana do lipossoma é consistente com a bicamada fosfolipídica prevista, com as caudas hidrofóbicas interagindo entre si e as cabeças polares voltadas uma para a outra, formando uma bicamada fosfolipídica. Uma ilustração icônica da bicamada fosfolipídica, com seu interior de ácido graxo hidrofóbico e superfícies externas hidrofílicas, é desenhada abaixo.

B. Modelos de Estrutura da Membrana

Em 1935, Davson e Danielli sugeriram que as proteínas poderiam ser ligadas às cabeças polares dos fosfolipídios na membrana plasmática, criando um sanduíche de proteína / lipídio / proteína. Décadas depois, J.D. Robertson observou membranas no microscópio eletrônico de transmissão em alta potência, revelando que todas as membranas celulares tinham um trilamelar estrutura. O clássico trilamelar o aparecimento de uma membrana celular no microscópio eletrônico é ilustrado abaixo

o trilamelar estrutura é consistente com as superfícies hidrofílicas revestidas de proteína de uma bicamada fosfolipídica no sanduíche proteína-lipídio-proteína de Davson e Danielli. Observando isso tudo membranas celulares tinham essa estrutura trilamelar, Robertson ele propôs ainda seu Membrana da Unidade modelo: todas as membranas consistem em uma bicamada fosfolipídica transparente revestida com proteínas elétron-densas.

A visão estática dos modelos trilamelares da estrutura da membrana implícita nos modelos Davson-Danielli ou Robertson foi substituída em 1972 por Singer e Nicolson's Mosaico Fluido modelo (ver O modelo de mosaico fluido de membranas. Science 175: 720-731). Eles sugeriram que, além de proteínas periféricas naquela Faz ligam-se às superfícies das membranas, muitas proteínas integrais da membrana, na verdade, atravessam a membrana. Proteínas integrais de membrana foram imaginados como um mosaico de 'telhas' de proteínas incorporadas em um meio fosfolipídico. Mas, ao contrário de um mosaico de ladrilhos vitrificados colocados em uma estrutura firme de cimento, os 'ladrilhos' de proteína foram previstos para serem móveis (fluido) em um mar de fosfolipídio. Neste modelo, as proteínas de membrana são ancoradas nas membranas por um ou mais hidrofóbico domínios; seus hidrofílico domínios enfrentariam ambientes aquosos externos e citosólicos. Assim, como os próprios fosfolipídios, as proteínas de membrana são anfipático. Sabemos que as células expõem diferentes características estruturais (e funcionais) da superfície ao ambiente aquoso em lados opostos de uma membrana. Portanto, também dizemos que as membranas celulares são assimétrico. Um modelo típico da membrana plasmática de uma célula é ilustrado abaixo.

Nesse modelo, as proteínas periféricas têm um domínio hidrofóbico que não atravessa a membrana, mas que o ancora em um lado da membrana. Outro periférico (ou denominado “superfície”) As proteínas são ligadas à membrana por meio de interações com os grupos fosfato polares dos fosfolipídios ou com os domínios polares das proteínas integrais da membrana.

Por causa de seus próprios domínios hidrofílicos aquosos, as proteínas de membrana são uma barreira natural para a passagem livre de moléculas carregadas através da membrana. Por outro lado, as proteínas de membrana são responsáveis ​​pela permeabilidade seletiva das membranas, facilitando o movimento de moléculas específicas para dentro e para fora das células. As proteínas de membrana também são responsáveis ​​por interações específicas e seletivas com seu ambiente extracelular. Essas interações incluem a adesão das células umas às outras, seu apego às superfícies, comunicação entre as células (tanto direta quanto via hormônios e neurônios), etc. O "revestimento de açúcar" das superfícies extracelulares das membranas plasmáticas vem de oligossacarídeos covalentemente ligada a proteínas de membrana (como glicoproteínas) ou para fosfolipídios (como glicolipídios) Componentes de carboidratos de glicosilado proteínas de membrana informam sua função. Assim, as glicoproteínas permitem interações específicas das células entre si para formar tecidos. Eles também permitem a interação com superfícies extracelulares às quais devem aderir. Além disso, eles figuram com destaque como parte de receptores para muitos hormônios e outras biomoléculas de comunicação química. Os domínios da proteína expostos ao citoplasma, embora não glicosilados, frequentemente se articulam aos componentes do citoesqueleto, dando às células sua forma e permitindo que as células mudem de forma quando necessário. Muitas proteínas de membrana têm características enzimáticas essenciais, como veremos. Dado o papel crucial das proteínas e glicoproteínas na função da membrana, não deve ser surpresa que as proteínas constituam uma média de 40-50% da massa de uma membrana. Em alguns casos, as proteínas chegam a 70% da massa da membrana (pense nas membranas de cristal nas mitocôndrias!).

C. Evidência para a estrutura da membrana

Assimetria de membrana refere-se às diferentes características da membrana voltadas para os lados opostos da membrana. Isso foi demonstrado diretamente pela técnica de microscópio eletrônico de varredura de fratura congelada. A técnica envolve o congelamento de membranas isoladas em água e a quebra do gelo. Quando o gelo quebra, as membranas encerradas se dividem ao longo de um linha de menor resistência... que acaba sendo entre as caudas opostas do ácido graxo hidrofóbico no interior da membrana. A microscopia eletrônica de varredura então revela as características das superfícies interna e externa da membrana. Entre as características proeminentes em uma micrografia de varredura de membranas plasmáticas fraturadas por congelamento estão os poços e os opostos montes frente a frente nas abas opostas da membrana, conforme ilustrado abaixo.

Outras características mostradas aqui são consistentes com a estrutura da membrana fosfolipídica.

A citoquímica confirmou a assimetria da membrana plasmática, mostrando que apenas as superfícies externas das membranas plasmáticas são revestidas de açúcar. Verifique o link abaixo para descrições mais detalhadas dos experimentos.

Finalmente, a assimetria das membranas também foi demonstrada bioquimicamente. Em um experimento, células inteiras foram tratadas com enzimas proteolíticas, seguido pela extração das membranas e, em seguida, isolamento das proteínas da membrana. Em um segundo experimento, as membranas plasmáticas foram isoladas de células não tratadas primeiro, e então tratado com as enzimas. Em um terceiro experimento, as proteínas foram extraídas de membranas plasmáticas isoladas de células não tratadas. A separação eletroforética dos três extratos protéicos por tamanho demonstrou que diferentes componentes das proteínas integrais da membrana estavam presentes nos dois experimentos de digestão, confirmando a assimetria da membrana plasmática. Novamente, para mais detalhes, verifique o link abaixo.

A ideia de que as membranas são fluido também foi testado. Em outro experimento elegante, anticorpos foram feitos para proteínas de membrana de células de camundongos e humanas. As membranas foram isoladas e injetadas em um terceiro animal (provavelmente um coelho). O coelho viu as membranas e suas proteínas associadas como estranhas e respondeu criando moléculas específicas de anticorpos antimembranas. Os anticorpos contra cada fonte de membrana foram isolados e marcados separadamente com rótulos fluorescentes de cores diferentes para que brilhassem em uma cor diferente quando submetidos à luz ultravioleta. Depois, as células de camundongo e humanas foram misturadas em condições que fizeram com que se fundissem, formando células híbridas humano-camundongo. Quando adicionados às células fundidas, os anticorpos marcados ligam-se às proteínas da superfície celular. Após um curto período de tempo, os diferentes anticorpos fluorescentes foram vistos se misturando em um microscópio de fluorescência sob luz ultravioleta. As etiquetas fluorescentes pareciam se mover de sua localização original nas membranas fundidas. Claramente, as proteínas embutidas na membrana não são estáticas, mas são capazes de se mover lateralmente na membrana, flutuando e se difundindo em um “mar de fosfolipídios”. Os anticorpos de camundongo vistos na célula híbrida logo após a fusão estão representados abaixo.

D. A Fluidez da Membrana é Regulada

1. Fatores químicos que afetam a fluidez da membrana

Como você pode imaginar, a fluidez de uma membrana depende de sua composição química e das condições físicas que envolvem a célula, por exemplo, a temperatura externa. Os fatores que afetam a fluidez da membrana estão resumidos abaixo.

Assim como o aquecimento de uma solução faz com que as moléculas dissolvidas e as partículas se movam mais rapidamente, os componentes de fosfolipídios e proteínas das membranas também são mais fluidos em temperaturas mais altas. Se os ácidos graxos dos fosfolipídios tiverem mais insaturado (C = C) ligações de carbono, essas caudas hidrofóbicas terão mais dobras ou curvas. As dobras tendem a separar as caudas de fosfolipídios. Com mais espaço entre as caudas de ácidos graxos, os componentes da membrana podem se mover mais livremente. Assim, mais poliinsaturado os ácidos graxos em uma membrana a tornam mais fluida. Por outro lado, as moléculas de colesterol tendem a preencher o espaço entre os ácidos graxos no interior hidrofóbico da membrana. Isso reduz a mobilidade lateral dos componentes fosfolipídios e proteínas na membrana. Ao reduzir a fluidez, o colesterol reduz a permeabilidade da membrana a alguns íons.

2. Fatores funcionais que afetam a fluidez da membrana

A evolução adaptou as membranas celulares a ambientes diferentes e mutáveis ​​para manter a fluidez necessária para o funcionamento adequado das células. Poiquilotérmico, ou organismos de sangue frio, de procariontes a peixes e répteis, não regulam a temperatura de seus corpos. Assim, quando exposto a temperaturas mais baixas, poiquilotérmicos responder aumentando o insaturado conteúdo de ácidos graxos de suas membranas celulares. Em temperaturas mais altas, eles aumentam a membrana saturado teor de ácidos graxos. Assim, as membranas celulares dos peixes que vivem sob o gelo ártico mantêm a fluidez por terem altos níveis de ácidos graxos monoinsaturados e poliinsaturados. E quanto às espécies de peixes que faixa em ambientes mais quentes e mais frios (ou que vivem em climas com mudanças de estação). Para esses peixes, a composição da membrana pode mudar para ajustar a fluidez ao ambiente.

O de sangue quente (homeotérmico) mamíferos e pássaros mantêm uma temperatura corporal mais ou menos constante. Como resultado, sua composição de membrana também é relativamente constante. Mas existe um paradoxo! Suas membranas celulares são muito fluidas, com uma proporção maior de poliinsaturado gordura para monoinsaturado gorduras do que dizer, répteis. O aparente paradoxo é resolvido, no entanto, quando entendemos que esta maior fluidez suporta o maior taxa metabólica das espécies de sangue quente em comparação com os poiquilotérmicos. Basta comparar o estilo de vida de quase qualquer mamífero com um crocodilo flutuante preguiçoso ou uma cobra se aquecendo à sombra de uma rocha!

E. Fabricação e Experimentação com Membranas Artificiais

Estruturas semelhantes a membranas podem se formar espontaneamente. Quando os fosfolipídios interagem em um ambiente aquoso, eles se agregam para excluir suas caudas gordurosas hidrofóbicas da água, formando micelas. Micelas são vesículas esféricas de monocamada de fosfolipídios que se auto-organizam, uma agregação natural dos domínios de ácidos graxos hidrofóbicos dessas moléculas anfipáticas.

Uma micela é desenhada abaixo.

As micelas podem ainda se auto-montar em bicamadas fosfolipídicas esféricas chamadas lipossomas (abaixo).

Quando formadas em laboratório, essas estruturas se comportam um pouco como células, por exemplo, formando um pellet no fundo de um tubo quando centrifugadas. Os lipossomas podem ser personalizados a partir de diferentes tipos de fosfolipídeos e proteínas anfipáticas que se tornam parte integrante das membranas dos lipossomas. Quando os lipossomas podem ser preparados na presença de proteínas específicas ou outras moléculas que não podem atravessar a membrana. As moléculas presas não podem sair desta "organela" sintética. Tais foram os estudos que permitiram a identificação dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial. A capacidade de manipular o conteúdo dos lipossomas e a composição da membrana também os torna candidatos para a administração de drogas a células e tecidos específicos (google lipossoma para mais informações).

F. A membrana de plasma é fragmentada em regiões com diferentes propriedades de fluidez e permeabilidade seletiva

Como veremos em breve, fluidez não resultar em uma difusão igual de todos os componentes da membrana em torno da superfície da membrana celular. Em vez disso, as conexões extracelulares entre as células, bem como as conexões intracelulares da membrana a regiões diferenciadas do citoesqueleto, compartimentalizam efetivamente a membrana em sub-regiões. Para entender isso, imagine uma folha de epitelial como as do desenho abaixo.

A camada de células expõe uma superfície com funções exclusivas para o interior do órgão que revestem. Ele expõe a superfície oposta, uma com uma função bem diferente, para o outro lado da folha. As superfícies laterais das células são mais um compartimento de membrana, que funciona para conectar e se comunicar entre as células da folha. Componentes, isto é, proteínas de membrana ilustradas com diferentes formas e cores simbólicas, podem permanecer fluidos dentro de um compartimento. Claro, isso macrodiferenciação de membranas celulares para permitir interações célula-célula e célula-ambiente faz sentido intuitivamente.

A observação recente de que as membranas celulares são ainda mais compartimentadas talvez tenha sido menos antecipada. Na verdade, as membranas são divididas em microcompartimentos. Dentro desses compartimentos, os componentes são fluidos, mas raramente se movem entre os compartimentos. Estudos indicam que os elementos do citoesqueleto criam e mantêm essas microdescontinuidades. Por exemplo, proteínas de membrana integral são imobilizadas em membranas se estiverem ligadas a fibras do citoesqueleto (por exemplo, actina) no citoplasma. Além disso, quando agregados dessas proteínas se alinham devido a interações semelhantes, eles formam uma espécie de cerca, inibindo o cruzamento de outros componentes da membrana. Por analogia, este mecanismo de microcartimentação é chamado de Cercas e Piquetes modelo; proteínas anexadas ao citoesqueleto servem como piquetes. O movimento através das cercas (ou seja, de um compartimento de membrana para outro) é raro. A energia cinética extra é presumivelmente necessária para uma molécula "pular" uma cerca entre os compartimentos. Portanto, este tipo de movimento, ou difusão de lúpulo o distingue do movimento browniano implícito no modelo original de mosaico fluido.


Estrutura da membrana plasmática (com diagrama) | Botânica

1. A membrana que delimita o protoplasma (Fig. 292) da célula de todos os organismos vivos, incluindo plantas e animais, é conhecida como membrana plasmática ou membrana celular ou plasmalema.

2. As membranas plasmáticas variam de 7,5 nm a 10 nm de espessura.

3. Estes são compostos por aproximadamente 60% de proteínas e 40% de fosfoglicerídeos.

4. Segundo Davson e Danielli (1935), as membranas plasmáticas são constituídas por uma região central composta por fosfoglicerídeos e uma região externa mais densa composta por proteínas.

5. Acredita-se que as moléculas de fosfoglicerídeo estejam dispostas em duas fileiras com suas cabeças polares hidrofílicas voltadas para as bordas externas e suas caudas de hidrocarbonetos hidrofóbicos no centro.

6. As membranas plasmáticas são seletivamente permeáveis, controlando a passagem de materiais para dentro e para fora das células.

7. As proteínas da membrana incluem enzimas e compostos do sistema de transporte ativo.

8. A membrana é relativamente impermeável aos íons carregados, que entram na célula por meio do sistema de transporte ativo.


INTRODUÇÃO

Levedura de brotamento Saccharomyces cerevisiae desenvolveram sistemas eficientes de resposta ao estresse que permitem a adaptação desse organismo unicelular a condições ambientais que mudam rapidamente. Estudos recentes identificaram eisossomos como partes integrantes das principais vias de resposta ao estresse. Eisossomos são sulcos na membrana plasmática de leveduras e outros fungos que representam domínios de membrana estáveis ​​com composições únicas de lipídios e proteínas. A membrana dos eisossomos é mais espessa do que a membrana circundante (Bharat et al., 2018) e é enriquecido em esfingolipídios e ergosterol (Grossmann et al., 2007 Stradalova et al., 2009). Portanto, os eisossomos têm as características de jangadas lipídicas e outros domínios lipídicos relacionados, como caveolae. Foram identificadas várias proteínas transmembrana e associadas à membrana que desempenham papéis importantes na formação e função dos eisossomos. Entre elas estão Pil1 e Lsp1, duas proteínas de domínio BAR homólogas que formam um polímero em forma de half-pipe associado com a base curva do eisossomo e proteínas tetraspan incluindo Nce102 que podem agrupar lipídios e proteínas transmembrana para formar o domínio de membrana do eisossomo (para uma revisão, ver Douglas e Konopka, 2014).

Duas funções foram atribuídas aos eisossomos: regulação dos transportadores de aminoácido-poliamina-organocação (APC) (Bianchi et al., 2018 Gournas et al., 2018 Moharir et al., 2018) e detecção de estresse de membrana (Athanasopoulos et al., 2015 Kabeche et al., 2015). Os transportadores APC são transportadores evolutivamente conservados de nutrientes que importam pequenas moléculas, como aminoácidos e nucleobases. Com base em estudos detalhados de alguns desses transportadores, foi previsto que os 26 transportadores APC de levedura usam o gradiente de prótons através da membrana plasmática para conduzir a importação de nutrientes. A atividade dos transportadores de APC e, portanto, a importação dos nutrientes que eles bombeiam, é principalmente regulada pela endocitose e degradação dessas proteínas. A etapa reguladora determinante da taxa e chave desta regulação negativa é a ubiquitinação dos transportadores pela ubiquitina ligase Rsp5, que marca os transportadores APC para endocitose e degradação lisossomal através da via multivesicular do corpo. A eficiência da ubiquitinação é afetada tanto pela atividade do transportador (transportadores de bombeamento expõem sequências semelhantes ao degron Keener e Babst, 2013) quanto pela regulação das proteínas adaptadoras Rsp5, chamadas ARTs (Lin et al., 2008 Nikko et al., 2008). Além disso, os eisossomos funcionam como compartimentos de armazenamento dos transportadores APC que protegem os transportadores inativos da ubiquitinação (Grossmann et al., 2008 Spira et al., 2012 Gournas et al., 2018 Moharir et al., 2018). Isto é conseguido possivelmente pelo ambiente lipídico especial dos eisossomos que se prevê estabilizar o estado fundamental dos transportadores e / ou bloqueando o acesso da ubiquitina ligase Rsp5 ao transportador localizado no eisossomo.

A função de detecção de estresse de membrana dos eisossomos está ligada às duas proteínas homólogas Slm1 e Slm2 que se localizam nos eisossomos (Kamble et al., 2011 Olivera-Couto et al., 2011). Estas proteínas contêm domínios BAR e domínios PH de ligação a PIP2 (fosfoinositídeo-4,5 bifosfato). O estresse ou tensão da membrana causa a liberação de Slm1 / 2 dos eisossomos e a associação dessas proteínas com o complexo de sinalização do complexo Tor 2 (TORC2), que ativa a quinase TORC2 e desencadeia uma resposta ao estresse da membrana (Berchtold et al., 2012 Niles et al., 2012). Uma consequência dessa resposta ao estresse é a fosforilação e inativação de Orm1 e Orm2, duas proteínas ER que inibem a síntese de esfingolipídios. Orm1 / 2 são fosforilados por Ypk1 / 2, as principais quinases efetoras que operam diretamente a jusante de TORC2 (Roelants et al., 2011). A inativação de Orm1 / 2 mediada por TORC2-Ypk1 / 2 causa a regulação positiva da síntese de esfingolipídios, o que, em última análise, ajuda a aliviar a tensão da membrana. Além disso, foi sugerido que, durante a tensão aguda da membrana, os eisossomos se achatam, fornecendo assim uma membrana adicional à superfície da célula (Kabeche et al., 2015). No entanto, este modelo foi baseado em dados obtidos de esferoplastos osmoticamente estressados ​​(levedura sem parede celular), resultando em inchaço não fisiológico das células.

Em nosso estudo, revisitamos a resposta dos eisossomos a diferentes condições de estresse e encontramos uma ligação entre a tensão da membrana e a regulação do transportador APC, explicando por que esses dois tipos de regulação se localizam na mesma estrutura. Além disso, encontramos um atraso inesperado na desrepressão da síntese de esfingolipídeos no estresse da membrana, sugerindo que outras fontes contribuem com a membrana para a superfície celular durante a expansão celular aguda.


Membrana de plasma NEET Notes | EduRev

  • Lignificação: A lignina (álcool coniferílico) é um carboidrato derivado da celulose que se deposita nas paredes do esclerênquima, vasos e traqueídeos.
  • O excesso de lignina diminui a importância econômica da celulose.
  • PITS
    Os poços são formados na parede celular lignificada. A deposição de lignina ocorre em toda a parede celular, deixando algumas pequenas áreas de paredes finas chamadas de caroços. Os poços são geralmente formados em pares na parede das células adjacentes. Duas fossetas de um par são separadas por uma membrana fina chamada membrana de fosseta (completamente permeável) (primeira forma de lamela média e parede primária). Mas, depois de algum tempo, a parede primária pode ser dissolvida. Existem dois tipos de pares de cova
    (eu) Poços simples - Quando o diâmetro da cavidade de uma fossa é uniforme em todo o seu comprimento, esse tipo de fossa é denominado de fossa simples.
    (ii) Poços delimitados - Quando o diâmetro da cavidade do fosso aumenta de dentro para fora, esses buracos são chamados Com bordas poços. Em tais poços, a membrana da fossa tem um espessamento, composto de suberina chamada Toro. O toro funciona como uma válvula para regular o fluxo de materiais.
  • Pits ocorrem em esclerênquima, embarcações e traqueídeos. As traqueídeos nas gimnospermas têm um número máximo de fossas delimitadas.
  • Suberização : A suberização ocorre em cortiça e Casparian tiras de células endodérmicas. Suberin é um material altamente impermeável. É um material impermeável à água e ao ar. Então suberização também leva à morte celular. A suberização máxima ocorre na lamela intermediária. Reduz a taxa de transpiração nas plantas.
  • Cutinização: Cutin - também é uma substância cerosa hidrofóbica. Cutinização é a deposição de cutina nas paredes celulares da epiderme foliar. Reduz a taxa de transpiração nas plantas.
  • Cuticularização: Deposição de cutina na superfície foliar. Isso leva à formação da cutícula.
  • Deposição de mucilagem: Depósitos de mucilagem na superfície de hidrófitas.
  • Deposição de sílica: Ocorre nas folhas das gramíneas, Equisetum, Atropa, Diatomáceas, arroz.

A membrana celular também é conhecida como membrana plasmática. É a cobertura mais externa das células animais. É uma membrana semipermeável composta por lipídios e proteínas. As principais funções da membrana celular incluem:

Protegendo a integridade da célula interna.

Fornecendo suporte e mantendo a forma da célula.

Ajuda na regulação do crescimento celular através do equilíbrio da endocitose e exocitose.

A membrana celular também desempenha um papel importante na sinalização e comunicação celular.

Ele atua como uma membrana seletivamente permeável, permitindo a entrada de apenas substâncias selecionadas na célula.

O que é membrana de plasma?

Uma membrana externa semelhante a um envelope ou uma estrutura, que envolve a célula e suas organelas, é chamada de membrana plasmática. É uma organela de células de membrana dupla, também chamada de bicamada fosfolipídica, e está presente em células procarióticas e eucarióticas.
Em todas as células vivas, a membrana plasmática funciona como limite e é seletivamente permeável, permitindo a entrada e a saída de certas substâncias seletivas. Junto com isso, a membrana plasmática também atua como um sistema de conexão, fornecendo uma conexão entre a célula e seu ambiente.

Estrutura da Membrana de Plasma

Uma membrana plasmática é composta principalmente de carboidratos, fosfolipídios, proteínas, moléculas conjugadas, que tem cerca de 5 a 8 nm de espessura.
A membrana plasmática é uma bicamada flexível e lipídica que envolve e contém o citoplasma da célula. Com base em seu arranjo de moléculas e na presença de certos componentes especializados, ele também é descrito como o modelo de mosaico fluido.
O modelo de mosaico fluido foi proposto pela primeira vez no ano de 1972 pelo biólogo americano Garth L. Nicolson e Seymour Jonathan Singer. O modelo de mosaico fluido descreve em detalhes sobre a estrutura da membrana plasmática nas células eucarióticas, como ela está organizada junto com seus componentes - fosfolipídios, proteínas, carboidratos e colesterol. Esses componentes dão uma aparência fluida à membrana plasmática.

Funções da membrana plasmática

  • A membrana plasmática funciona como uma barreira física entre o ambiente externo e as organelas celulares internas.
  • A membrana plasmática é uma membrana seletivamente permeável, que permite o movimento de apenas algumas moléculas para dentro e para fora da célula.
  • As membranas plasmáticas desempenham um papel importante no processo de endocitose e exocitose.
  • A membrana plasmática também funciona facilitando a comunicação e a sinalização entre as células.
  • A membrana plasmática desempenha um papel vital na ancoragem do citoesqueleto para dar forma à célula e também mantém o potencial celular.

Fatos sobre a membrana de plasma

Tanto a membrana celular quanto a membrana plasmática são freqüentemente confundidas por causa da semelhança nas palavras. Mas essas duas são as organelas protetoras da célula e são muito diferentes em sua estrutura, composição e funções. A membrana celular é um tipo de membrana plasmática e nem sempre é a camada mais externa da célula.

Estrutura da membrana plasmática

Também conhecida como membrana celular, a membrana plasmática é a membrana encontrada em todas as células, que separa a parte interna da célula do exterior. Uma parede celular é encontrada ligada à membrana plasmática em seu exterior nas células vegetais e bacterianas. A membrana plasmática é composta por uma camada lipídica semipermeável. É responsável por regular o transporte de materiais e o movimento de substâncias para dentro e para fora da célula.
Além de conter uma camada lipídica situada entre os fosfolipídeos, mantendo a fluidez em uma faixa de temperaturas, a membrana plasmática também possui proteínas de membrana. Isso também inclui proteínas integrais que passam através da membrana que atuam como transportadores de membrana e proteínas periféricas que se ligam às laterais da membrana celular. Ele serve vagamente como enzimas que dão forma à célula. A membrana plasmática é seletivamente permeável a moléculas orgânicas e íons, ela regula o movimento de partículas para dentro e para fora de organelas e células.

Função de membrana plasmática

Essa membrana é composta por uma bicamada fosfolipídica implantada com proteínas. Ele forma uma barreira estável entre dois compartimentos aquosos, que estão voltados para o exterior e para o interior de uma célula na membrana plasmática. As proteínas incorporadas desempenham funções especializadas que incluem o reconhecimento célula-célula e o transporte seletivo de moléculas. A membrana plasmática oferece proteção à célula, além de fornecer um ambiente fixo dentro da célula. É responsável por desempenhar diferentes funções. Para permitir o movimento de substâncias como as células brancas e vermelhas do sangue, deve ser flexível de forma que possam alterar a forma e passar pelos capilares sanguíneos.
Além disso, também ancora o citoesqueleto para dar forma a uma célula e ao se associar com a matriz extracelular e outras células para auxiliar as células na formação de um tecido. Ele também mantém o potencial da célula. A membrana plasmática é responsável pela interação com outras células adjacentes que podem ser glicoproteínas ou proteínas lipídicas. A membrana também auxilia as proteínas a monitorar e manter o clima químico da célula, junto com a assistência no deslocamento das moléculas através da membrana.

Membrana de plasma - componentes

É composto pelos seguintes constituintes:

  • Fosfolipídios - forma o tecido final da membrana
  • Proteínas periféricas - presentes na superfície externa ou interna da bicamada fosfolipídica, mas não são implantadas no núcleo hidrofóbico
  • Colesterol - dobrado entre as caudas hidrofóbicas da membrana fosfolipídica
  • Carboidratos - encontrados ligados aos lipídios ou proteínas no lado extracelular da membrana, levando à formação de glicolipídios e glicoproteínas
  • Proteínas integrais - encontradas implantadas na bicamada fosfolipídica

Estrutura da Membrana de Plasma

A membrana plasmática é um mosaico fluido de proteínas, lipídios e carboidratos. É impermeável a íons e moléculas solúveis em água que cruzam as membranas apenas por meio de portadores, canais transmembrana e bombas. As proteínas transmembrana nutrem a célula com nutrientes, regulam a concentração interna de íons e configuram um potencial elétrico transmembrana. A alteração de um único aminoácido em um canal de Cl e na bomba de membrana plasmática pode causar fibrose cística em humanos. Com base na localização da membrana no corpo, os lipídios podem constituir de 20 a 80% da membrana, sendo o restante proteínas.
É composto por uma bicamada de fosfolipídios, que é duas camadas de fosfolipídios consecutivas. Fosfolipídios são lipídios com um grupo fosfato associado a eles. Os fosfolipídios têm uma cabeça e duas caudas, onde a cabeça é polar e hidrófila ou hidrofílica. As caudas, por outro lado, são apolares e temem a água ou são hidrofóbicas.

Modelo de mosaico fluido

A descrição da estrutura da membrana plasmática pode ser realizada através do modelo de mosaico fluido como um mosaico de colesterol, carboidratos, proteínas e fosfolipídios.
Proposto pela primeira vez em 1972 por Garth L. Nicolson e S.J. Singer, o modelo explicou a estrutura das membranas plasmáticas. O modelo evoluiu com o tempo, porém, ainda dá conta das funções e da estrutura das membranas plasmáticas da melhor maneira. The model describes plasma membrane structure as a mosaic of components which includes proteins, cholesterol, phospholipids, and carbohydrates it imparts a fluid character on the membrane.
Thickness of the membrane is in the range 5-10nm. The proportion of constituency of plasma membrane i.e., the carbohydrates, lipids and proteins vary from cell to cell. For instance, the inner membrane of the mitochondria comprises 24% lipid and 76% protein, in myelin, 76% lipid is found and 18% protein.
Chief fabric of this membrane comprises phospholipid molecules that are amphiphilic. The hydrophilic regions of such molecules are in touch with the aqueous fluid outside and inside the cell. The hydrophobic or the water hating molecules on the other hand are non-polar in nature. One phospholipid molecule comprises a three-carbon glycerol backbone along with 2 fatty acid molecules associated to carbons 1 and 2, and one phosphate-containing group connected to the third carbon.
This organisation provides a region known as head to the molecule on the whole. The head, which is a phosphate-containing group possesses a polar character or a negative charge while the tail, another region containing fatty acids, does not have any charge. They tend to interact with the non-polar molecules in a chemical reaction however, do not typically interact with the polar molecules.
The hydrophobic molecules when introduced to water, have the tendency to form a cluster. On the other hand, hydrophilic areas of the phospholipids have the tendency to form hydrogen bonds with water along with other polar molecules within and outside the cell. Therefore, the membrane surface interacting with the exterior and interior of cells are said to be hydrophilic. On the contrary, the middle of the cell membrane is hydrophobic and does not have any interaction with water. Hence, phospholipids go on to form a great lipid bilayer cell membrane separating fluid inside the cell from the fluid to the exterior of the cell.
The second major component is formed by the proteins of the plasma membrane. Integrins or integral proteins integrate fully into the structure of the membrane, along with their hydrophobic membrane, ranging from regions interacting with hydrophobic regions of phospholipid bilayer. Typically, single pass integral membrane proteins possess a hydrophobic transmembrane segment consisting of 20-25 amino acids. Few of these traverse only a portion of the membrane linking with one layer whereas others span from one to another side of the membrane, thereby exposing to the flip side.
Few complex proteins consist of 12 segments of a one protein, highly convoluted to be implanted in the membrane. Such a type of protein has a hydrophilic region/s along with one or more mildly hydrophobic areas. This organisation of areas of the proteins has the tendency to align the protein along with phospholipids where the hydrophobic area of the protein next to the tails of the phospholipids and hydrophilic areas of protein protrudes through the membrane is in touch with the extracellular fluid or cytosol. The third most important component of the plasma membrane are carbohydrates.
They are generally found on the outside of the cells and linked either to lipids to form glycolipids or proteins to form glycoproteins. The chain of this carbohydrate can comprise two to sixty monosaccharide units which could be branched or straight. Carbohydrates alongside peripheral proteins lead to the formation of concentrated sites on the surface of the cell which identify each other.
This identification is crucial to cells as they permit the immune system to distinguish between the cells of the body and the foreign cells/tissues. Such glycoproteins and glycoproteins are also observed on the surface of viruses, which can vary thereby preventing the immune cells to identify them and attract them.
On the exterior surface of cells, these carbohydrates, their components of both glycolipids and glycoproteins are together known as glycocalyx, which is extremely hydrophilic in nature attracting huge quantities of water on the cell surface. This helps the cell to interact with its fluid like environment and also in the ability of the cell to acquire substance dissolved in water.

Difference between Cell Membrane and Plasma Membrane

Plasma membrane and cell membrane are often confused to be similar terms. However, they are quite different from each other. The plasma membrane encloses the organelles of the cell, whereas, the cell membrane encloses the entire cell components.
Read on to know what is cell membrane and plasma membrane, cell membrane and plasma membrane function and the difference between the cell membrane and the plasma membrane.

Difference Between Cell Membrane and Plasma Membrane

Following are the important difference between cell membrane and plasma membrane:


DISEASE | Bactericides and Fungicides

M. Kilian , U. Steiner , in Encyclopedia of Rose Science , 2003

Compounds Interfering with Cell Membrane Structure

Cell membranes are bilayers containing phospholipids, sterols and globular proteins. The structure is an essential requirement for stability. The guanidines have long-chain alkyl groups and act as nonspecific detergents. They belong to the multisite-acting fungicides. The alteration of permeability of cell membranes and interaction with mitochondrial membranes are considered to be primary actions. The lipophilic alkyl chain attaches to the lipid fraction of membranes whilst the polar guanidino portion remains in the aqueous phase. Dodine is used as a protectant fungicide in roses, although curative and eradicant actions are described. Among the side-effects of dodine, the bactericidal action of the fungicide may be mentioned.


CELL (PLASMA) MEMBRANE - PowerPoint PPT Presentation

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