Membrana celular: estrutura, função, composição

As membranas celulares são cruciais para a célula. A membrana plasmática define os limites da célula e mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o ambiente extracelular.
No interior das células eucarióticas, as membranas do núcleo, do retículo endoplasmático (RE), do aparelho de Golgi, da mitocôndria e de outras organelas circundadas por membranas mantêm as diferenças características entre o conteúdo interno de cada organela e o citosol. Além disso, as membranas mantêm uma diferença de concentração de íons entre o citosol e o meio extracelular (o chamado potencial de membrana).

Estrutura da membrana celular

A membrana celular é formada por uma bicamada lipídica, composta principalmente por fosfolipídios, esfingolipídios e esteróis. Todas as moléculas lipídicas da bicamada tem natureza anfipática (anfifílica), isto é, tem uma extremidade hidrofílica (tem muita afinidade com a água) ou polar e uma extremidade hidrofóbica (baixa afinidade pela água) ou apolar. É o modelo mosaico fluido, proposto por Singer e Nicholson na década de 1970.
Os lipídios mais abundantes são os fosfolipídios. Eles possuem um grupamento polar na região da cabeça composto por um grupo fosfato e duas caudas de hidrocarbonetos, onde uma delas têm uma insaturação cis.

A fluidez da membrana celular depende da sua composição

A fluidez da membrana celular precisa ser controlada. A presença de colesterol reduz essa fluidez, tornando a membrana menos deformável. Outro fator importante é a presença de insaturações nos fosfolipídios. Elas dificultam a interação espacial entre os hidrocarbonetos, impedindo assim que estes se agrupem, deixando a membrana mais fluida.
O tipo de hidrocarboneto presente na membrana depende basicamente da síntese de lipídios que a célula promove bem como da dieta alimentar.

Os tipos de lipídeos de membrana mais comuns são:

Colesterol
Fosfatidiletanolamina
Fosfatidilserina
Fosfatidilcolina
Esfingomielina
Glicolipídios
Outros

As bicamadas podem formar domínios de composição distintas

Apesar de se esperar que as moléculas lipídicas sejam distribuídas ao acaso na membrana celular, elas acabam sendo segregadas de acordo com a sua composição, a partir das interações dos seus grupamentos químicos. O resultado é a formação das balsas lipídicas (raft lipídicas), cuja localização acaba criando um espaço especializado na célula com a presença de algumas proteínas importantes.

Gotas lipídicas são secretadas a partir da membrana celular

A maioria das células armazena o excesso de lipídios através de gotas que ficam armazenadas no citoplasma das células, a exemplo de um adipócito. Quando necessário, uma célula exporta esses lipídios através de gotas que partem da membrana celular, como ocorre no transporte de vesículas através do retículo endoplasmático (RE), onde ela são secretadas acompanhadas de proteínas com destino à membrana.

A assimetria entre os dois lados da membrana é importante

A bicamada lipídica não apresenta simetria de composição no lado do citosol e no lado extracelular. Esta assimetria tem uma importância biológica pois é funcionalmente importante na conversão de sinais extracelulares em sinais intracelulares, e são melhor estudados nas vias de sinalização celular, com grande proveito para a aplicação da farmacologia.

A diferença de composição entre o meio extracelular e o meio intracelular ajuda a explicar características imunológicas da célula, vias de sinalização e até mesmo as propriedades elétricas da membrana.

Agora que já iniciamos o estudo das composição das membranas, vamos resolver questões que já cairam em provas de concurso público:

(Prefeitura de Nova Mutum – MT – SELCON – 2023) As moléculas lipídicas que contêm açúcar são denominadas:

(A) Fosfolipídeos

(B) Glicolipídeos

(D) Fosfoglicerídeos

(Prefeitura de Fortaleza – CE – 2022) O arranjo da membrana foi denominado modelo:

(A) Epiderme

(B) Plasmalema

(D) Parede celular

(SME – SP – FGV – 2023) Todas as células são envolvidas por uma membrana. A membrana plasmática circunda a célula, define seus limites e mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o meio extracelular. Já no interior das células eucarióticas, as membranas das organelas mantêm as diferenças características entre os conteúdo característico de cada organela e o citosol. Em relação a composição, estrutura e funcionamento das membranas biológicas, é correto afirmar que:

(A)Os fosfolipídios componentes da membrana plasmática são hidrofóbicos.

(B) O colesterol está presente em todas as membranas plasmática e participa do reconhecimento entre células.

(D) Moléculas polares, como a glicose, atravessam livremente a bicamada lipídica da membrana.
(E) As membrana plasmáticas de todos os tipos celulares de um organismo apresentam composição lipídica e proteica idênticas.

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