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Bicamada lipídica

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de bicamada lipídica

Uma bicamada lipídica é uma membrana biológica que consiste em duas camadas de moléculas lipídicas. Cada molécula lipídica, ou fosfolipídeo, contém uma cabeça hidrofílica e uma cauda hidrofóbica. As regiões da cauda, sendo repelidas pela água e ligeiramente atraídas uma pela outra, se reúnem. Isso expõe as regiões principais para o exterior, criando uma barreira entre dois corpos de água. Uma bicamada lipídica é a parte fundamental de todas as membranas celulares, normalmente concluídas com proteínas integrais específicas da espécie e outros aspectos funcionais.

Uma bicamada lipídica funciona através das ações da polaridade. O interior da bicamada lipídica não é polar, enquanto as cabeças são moléculas polares e criam ligações de hidrogênio com outras moléculas polares. Isso também significa que moléculas polares como água e íons não podem facilmente atravessar a região da cauda não polar da bicamada lipídica. As membranas celulares da maioria dos organismos são criadas com bicamada lipídica, bem como a membrana nuclear e várias membranas de organelas. As várias funções dessa membrana são então especificadas com uma variedade de proteínas que permitem ou não permitirem que certas substâncias cruzem a membrana. Ao fazer isso, células e organelas individuais podem criar um ambiente ideal para que ocorram reações bioquímicas, permitindo que elas permaneçam na homeostase.

Estrutura da bicamada lipídica

Uma bicamada lipídica consiste em duas folhas de fosfolipídios anfifílicos, como visto na imagem abaixo. O anfifílico descreve uma molécula que é parte hidrofóbica, parte hidrofílica. Muitas vezes, existem átomos de fósforo nas cabeças das moléculas, dando polaridade das cabeças. As caudas das moléculas são não polares e hidrofóbicas. Na imagem abaixo, as partes polares das moléculas são marcadas em vermelho.

Como visto na animação, as moléculas não estão presas rigidamente no lugar. Em uma única folha, as moléculas estão se movendo ativamente e passando uma para a outra. De fato, uma melhor analogia é a das pessoas amontoadas em um elevador. Eles ficam parados, mas podem passar um pelo outro se alguém precisar sair do elevador e estiver de pé nas costas. Junte duas dessas camadas e você terá uma bicamada lipídica.

Nos sistemas vivos, uma bicamada lipídica nunca é por si só. Está associado a várias proteínas de superfície e integrante, bem como a elementos extracelulares e intracelulares que têm funções específicas na célula. Um modelo abrangente de toda a membrana celular é o modelo de mosaico fluido, que assume que as proteínas dentro da bicamada lipídica atuam como icebergs dentro do mar, flutuando ao redor, mas não ligadas a nada. As propriedades específicas da proteína e da bicamada lipídica os mantêm vinculados dentro das camadas, mas não estacionários. Isso pode ser visto na imagem abaixo.

Função da bicamada lipídica

Uma bicamada lipídica serve muitas funções dentro do organismo unicelular e organismos multicelulares. Independentemente de uma célula estar vivendo livremente em água da lagoa ou confinada em seu corpo que atende a uma função, ela precisa manter diferentes condições para as várias reações necessárias para sobreviver. Em todas as aplicações, a bicamada lipídica atua como o filtro entre o interior e o exterior. No entanto, dependendo das condições, as funções exatas da bicamada lipídica podem mudar.

Imagine duas células, uma no oceano e uma em um lago. A água da lagoa é fresca, enquanto a água do oceano contém muitos sais dissolvidos. Na lagoa, a água vai querer se mover para a célula mais hipertônica ou mais salgada. No oceano, os sais na água tiram água da célula. Essas duas situações diferentes mostram a importância das proteínas em uma bicamada lipídica. Enquanto cada bicamada interrompe os íons e diminui o movimento da água, ela só pode reter uma certa pressão. A água se solta continuamente dentro ou fora da célula. Diferentes tipos de organismos têm estratégias diferentes para lidar com a perda de água, a maioria dependendo das proteínas dentro da bicamada lipídica ou estruturas de suporte extracelular (paredes celulares) para ajudar a mitigar a água e os íons adequadamente.

Destas bombas de íons proteínas da membrana, canais de íons e aquaporinas. As bombas de íons dependem de fontes de energia celular (por exemplo, ATP) para mover ativamente íons indesejados através de uma bicamada lipídica. Os canais de íons, por outro lado, respondem a um sinal (elétrico ou químico) e abrem de acordo. Os aquaporinas são um tipo de canal de íons, permitindo que grandes quantidades de água passem pela membrana no momento apropriado.

A bicamada lipídica e suas proteínas associadas fornecem outra função para as células, no caminho da sinalização celular. Eles podem estar envolvidos de várias maneiras. Na transdução de sinal, um sinal é passado através da bicamada lipídica usando uma série de proteínas integrais e de superfície, criando uma reação internamente. As bicamadas lipídicas também estão diretamente envolvidas na transmissão de impulsos nervosos. Quando um impulso nervoso atinge o final de um nervo, chamado sinapse, ele envia um sinal para vesículas especiais se fundirem com a bicamada lipídica da membrana celular. As vesículas, preenchidas com moléculas de neurotransmissores, liberam seu conteúdo após a função. Isso envia o neurotransmissor através da fenda sináptica, onde a próxima célula nervosa pode recebê -la. Nesta célula nervosa, a ligação do neurotransmissor a proteínas especiais causa a formação de um potencial de ação elétrica, que se move como uma onda elétrica pela bicamada lipídica.

Uma função adicional da bicamada lipídica é de rigidez e suporte celular. A composição da bicamada lipídica é tal que, em diferentes temperaturas e composições, ela age diferente. De acordo com a espécie e o ambiente em que vive (quente, frio, etc.), a bicamada lipídica será feita de diferentes tipos e tipos de lipídios. Por exemplo, os seres humanos produzem um lipídio chamado colesterol, que influencia a rigidez da membrana celular. Com mais colesterol entre as outras moléculas lipídicas na bicamada, toda a estrutura se torna mais rígida. Isso se torna um problema quando há muito colesterol, pois as células não podem mais dobrar e flexionar como devem. Em humanos e outros animais, isso leva a lágrimas nas paredes das artérias, que estão sob imensa pressão do coração. Se essas artérias rasgarem, você pode sangrar internamente.

Finalmente, em várias espécies, a bicamada lipídica está envolvida nos processos de endocitose e exocitose. Assumir alimentos e substâncias excretantes, respectivamente, são as definições simples desses termos. Durante esses eventos, a bicamada lipídica é dobrada (ou desdobrada) para absorver substâncias (ou excretas). Embora existam vários tipos de endocitose, a fagocitose é o ato de envolver uma presa ou item alimentar dobrando a bicamada lipídica ao redor e formando uma vesícula interna na qual o item pode ser digerido. Este método é praticado por várias espécies unicelulares na alimentação.

Questionário

1. Qual das alternativas a seguir não é uma função da bicamada lipídica?

2. Ao pesquisar pequenas organelas como mitocôndrias e cloroplastos, os cientistas geralmente descobriram que estavam contêm em 2 (ou mais) membranas de bicamada lipídica. Qual das seguintes hipóteses é resultado dessa descoberta?

3. Uma micela é formada quando os fosfolipídios criam uma pequena bola. Na bola, não há cabeças no meio nem água, apenas uma área hidrofóbica criada por caudas. Esta é uma bicamada lipídica?

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Referências

  • Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologia celular molecular (6ª ed.). Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • Nelson, D.L. & Cox, M.M. (2008). Princípios de bioquímica. Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • Widmaier, E.P., Raff, H., & Strang, K. T. (2008). Fisiologia humana de Vander: os mecanismos da função corporal (11ª ed.). Boston: McGraw-Hill Ensino Superior.

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