Características lipídicas de Bilapa, estrutura, funções

O Bicamada lipídica É uma membrana laminar fina, bimolecular, de lipídios anfipáticos, ou seja, eles contêm uma porção hidrofóbica e outra porção hidrofílica. Tem uma permeabilidade muito baixa para íons, bem como para a maioria das moléculas solúveis em água, no entanto, é muito permeável a água.

Em soluções aquosas, lipídios polares, como fosfoglicerídeos. Nessas estruturas, as cabeças de lipídios polares, que são hidrofílicos, são direcionados externamente para entrar em contato com a água, enquanto as caudas (hidrofóbicas) estão todas dispostas na extremidade oposta.

Diagrama de possíveis arranjos lipídicos na borda de um poro através de uma bicamada lipídica. Tomado e editado de: mdougm [domínio público].

Os seres vivos têm membranas celulares constituídas principalmente por fosfolipídios e glicolipídios formando uma bicamada lipídica. Esta bicamada constitui uma barreira de permeabilidade que permite regular o conteúdo interno de sais e eletrólitos celulares. Para conseguir isso, eles têm estruturas chamadas bombas de íons.

Os primeiros cientistas a propor o modelo de bilap lipídico para as membranas celulares foram os médicos Evert Gorter e F. Grendel (1925), da Universidade de Leiden, Holanda, um modelo que foi confirmado em 1950 por meio de estudos de microscopia eletrônica.

Existem vários usos atuais e potenciais de bicapas lipídicas, mas até o momento, o mais bem -sucedido comercialmente fala tem sido o uso de vesículas artificiais (lipossomas) na medicina, para a administração de medicamentos a pacientes com câncer em pacientes.

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Caracteristicas

As bicamadas lipídicas são estruturas laminar, muito finas e frágeis, que apresentam algumas características biologicamente importantes, como:

Permeabilidade

Uma das principais características da bicamada lipídica é sua permeabilidade seletiva. De fato, essas membranas são muito impermeáveis ​​a íons e a maioria das moléculas polares, sendo a água uma exceção importante, pois pode atravessar facilmente a membrana.

Um exemplo dessa permeabilidade seletiva é o sódio e o potássio, cujos íons passam pela membrana mais de um milhão de vezes mais lenta que a água. Por outro lado, o indol, um composto orgânico heterocíclico, atravessa a membrana a uma velocidade mil vezes maior que o triptofano, outra molécula semelhante a esta estrutura.

Mesmo antes que a natureza dupla da membrana seja conhecida, o cientista Charles Overton disse (1901) que os coeficientes de permeabilidade das moléculas de tamanho estão diretamente relacionados à solubilidade relativa que eles apresentam em solventes orgânicos e na água.

Assimetria

Cada uma das camadas que constitui a membrana é estrutural e funcionalmente diferente da outra. Um exemplo funcional dessa assimetria é a bomba de sódio - potássio. Esta bomba está presente na membrana plasmática da grande maioria das células do organismo superior.

NA bomba⁺ - K⁺ É orientado de tal maneira que expulsa na na⁺ Dentro da célula, enquanto introduz os íons k⁺. Além disso, esse meio de transporte precisa de energia na forma de ATP para ativação e só pode ser usado se estiver dentro da célula.

Os componentes de cada camada também são diferentes, as proteínas da membrana são sintetizadas e inseridas assimetricamente na bilay de glucolipídios.

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No caso de eritrócitos, por exemplo, a esfidelomia e as fosfatidilcolinas estão localizadas na camada externa da membrana, enquanto a fosfatidialletoamina e a fosfatidilserina são internas. O colesterol é constituinte, no entanto, ambas as camadas.

Uma das causas da assimetria na distribuição de fosfolipídios é que a maioria desses constituintes é sintetizada dentro da célula e, portanto, é inicialmente incluída na camada interna e, portanto, alguns deles migrarão para a camada externa com a ajuda de algumas enzimas chamadas Flipasas.

Fluência

Bilays lipídicos não são estruturas rígidas, mas, pelo contrário, são estruturas fluidas e dinâmicas, onde lipídios e muitas proteínas são moralmente moralmente moralmente moralmente.

Lipídios se espalharam lateralmente na membrana a uma velocidade média de 2 µm por segundo. Enquanto isso, o deslocamento lateral de proteínas em bicamadas pode variar dependendo do tipo de proteína; Enquanto alguns são tão rápidos quanto os lipídios, outros praticamente permanecem imóveis.

A difusão transversal, também chamada de flip-flop, por outro lado, é muito mais lenta para lipídios e nunca foi observada em proteínas.

Por outro lado, a fluidez da membrana pode variar dependendo da ordem relativa dos ácidos graxos lipídicos. Quando todos os ácidos graxos são ordenados, bilay.

Essas mudanças podem ser devidas a variações de temperatura; A transição do estado sólido para o fluido ocorre abruptamente quando a temperatura excede um limiar conhecido como temperatura de fusão, que depende do comprimento das cadeias de ácidos graxos, bem como seu grau de insaturação.

Lipídios constituintes da membrana são de natureza diferente e, portanto, eles podem apresentar diferentes temperaturas de fusão. Por causa disso, em diferentes temperaturas, eles podem coexistir fases sólidas e fluidas na mesma bicamada.

Outras características

As bicamadas lipídicas, graças a interações covalentes e forças atraentes de van der Waals, tendem a ser extensas, bem como de fechar em si mesmas, para que não haja extremos extremos expostos. Sua capacidade de auto -recuperação também é característica, porque a falta de continuidade não é energeticamente favorável à sua estrutura.

Estrutura

Existem diferentes modelos para explicar a estrutura da bicamada lipídica:

Modelo Davson e Danielli

Foi proposto em 1935 e argumenta que as membranas contêm uma fase de hidrocarbonetos contínuos, fornecida pelos lipídios constituintes da membrana.

Modelo de membrana celular Davson e Danielli. Tomado e editado de: Miguelferig [Domínio Público].

Modelo de membrana unitária

Erguido por j.D. Robertson, esta hipótese é uma modificação do modelo Davson e Danielli. Ele postulou que a membrana unitária era composta por uma camada dupla de lipídios polares mistos.

Esses lipídios foram orientados com as cadeias de hidrocarbonetos para dentro, formando uma camada contínua de hidrocarbonetos, enquanto as cabeças hidrofílicas apontadas na direção oposta.

Além disso, esta membrana unitária foi coberta por ambos os lados por uma camada simples de moléculas de proteína organizadas estendidas.

Modelo globular

Também conhecido como modelo de subunidades. De acordo com esse modelo, as membranas seriam constituídas por um mosaico de subunidades repetitivas de lipoproteínas entre 4,0 e 9,0 nm.

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Modelo de mosaico fluido

Foi proposto por s.J. Singer e G.eu. Nicholson em 1972 e é o modelo mais aceito. De acordo com ele, os fosfolipídios da membrana são ordenados em camadas duplas, formando uma matriz de cristais líquidos.

Moléculas lipídicas individuais, de acordo com este modelo, podem ser viajar livremente.

As proteínas que fazem parte da bicamada, de acordo com o modelo, devem ser globulares. Além disso, algumas proteínas seriam parcialmente incorporadas na bicamada, enquanto outras estariam totalmente imersas neste.

O grau de penetração de proteínas globulares em bilay.

Composição

As bicamadas naturais são compostas principalmente de fosfolipídios. Estes são compostos derivados de glicerol que são caracterizados por ter uma cabeça hidrofílica e duas caudas hidrofóbicas.

Quando os fosfolipídios entram em contato com a água podem ser organizados de maneiras diferentes. A maneira mais estável é como bicamada com caudas orientadas para o interior e sai para fora da bicamada.

Os glicolipídios também fazem parte da bicamada lipídica. Esses compostos, como o nome indica, são lipídios associados a açúcares, derivados no caso de animais de um composto conhecido como esfingocina.

Outro constituinte importante da membrana é o colesterol, um lipídio indescritível. Está presente tanto na camada interna quanto externa da bicamada. É mais abundante na membrana plasmática do que na membrana das organelas.

As membranas também têm muitos tipos de proteína, que podem ser de dois tipos, extrínsecos ou intrínsecos. As proteínas extrínsecas ou periféricas estão associadas a sindicatos negligentes à membrana e podem facilmente separá -las.

Proteínas intrínsecas ou integrais estão fortemente associadas à bilay. Eles representam cerca de 70% das proteínas da membrana. Alguns deles têm uma função dos sinais do exterior da célula e de sua transmissão dentro.

Outras proteínas estão associadas à fusão de duas bicamadas diferentes. Entre eles estão aqueles que permitem a união do esperma com o óvulo durante a fertilização; também aqueles que permitem que os vírus penetrem nas células hospedeiras.

Além disso, as bombas de íons são proteínas abrangentes que cruzam a bilay.

Funções

A principal função biológica da bilay lipídica. Sem essa delimitação física entre compartimentos, a vida seria impossível como a conhecemos.

Esta função é tão importante que praticamente todos os seres vivos têm uma membrana constituída por uma bicamada lipídica. A exceção é representada por algumas espécies de arcos, nas quais a membrana é uma monocamada lipídica.

As bicamadas lipídicas participam da transmissão de impulso do nervo interneural. Os neurônios não estão fisicamente ligados um ao outro, mas separados por um espaço curto chamado sinapsis. Para salvar este espaço interneuronal, as vesículas carregadas com neurotransmissores estão envolvidas.

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Outra função de bicamada é servir como uma base estrutural ou de apoio ao esqueleto, ao qual alguns sistemas de transporte foram fortemente unidos, bem como algumas enzimas.

Organelas com bicamada lipídica

Nos procariontes, a bilay lipídica.

-Organelas com duas bicamadas lipídicas

Essencial

Organelas celulares presentes nas células eucarióticas e que contém a maioria dos materiais genéticos organizados em cromossomos.

A membrana nuclear é formada por dois lipídios separados por um espaço chamado perinuclear. Ambas as camadas são chamadas de membrana nuclear externa e interna e são diferenciadas por sua composição de proteínas.

Mitocôndria

Organo responsável pela respiração celular, que é fornecida pela energia necessária para a atividade celular. Apresenta uma membrana dupla, a laminar externa e dobrada de formação interna ou crista digitiforme.

A função de tais dobras é aumentar a área da superfície interna, que é o local onde ocorrem reações metabólicas.

Mitocôndria. Tomado e editado de: ladyofhats [cc0].

Cloroplasto

Organelas presentes nas plantas superiores e outros organismos eucarióticos fotoautotróficos. Apresenta dois bilays lipídicos concêntricos separados por um espaço intermembranosas. A camada externa é mais porosa que a interna devido à presença de proteínas chamadas Porinas.

-Organelas com uma bicamada lipídica

Além da membrana plasmática, que foi falada amplamente neste artigo, outras organelas, como o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi e os lisossomos têm uma única bicamada lipídica.

Retículo endoplasmático (re)

Membranas de citoplasma associadas complexos (regredidos) ou não (re) para ribossomos e que participam da síntese de lipídios e fosfolipídios (Re) ou peptídeos e proteínas (regosos), graças aos ribossomos presos às suas paredes.

Aparelho de Golgi

Complexo de membranas de parede lisa que participam do armazenamento, modificação e embalagem de substâncias proteicas.

Lisossomas

Organelas vesiculares contendo enzimas envolvidas na degradação de materiais estrangeiros. Eles também degradam componentes celulares não necessários e até células mortas danificadas ou danificadas.

Formulários

A principal aplicação de lipídios bicapas está localizada no campo da medicina. Liposomas são estruturas vesiculares delimitadas por bicamadas lipídicas. Eles são formados artificialmente pela oscilação sônica de suspensões aquosas de fosfoglicerídeos.

Se íons ou moléculas estiverem incluídos na suspensão aquosa, alguns desses elementos serão contidos dentro dos lipossomas. Com base nesses princípios, os medicamentos foram encapsulados em solução dentro dos lipossomas.

Os lipossomas contábeis dos medicamentos são fornecidos injetados ao paciente. Uma vez em seu interior, eles viajam pelo sistema sanguíneo, até você alcançar o local -alvo. No destino, seu conteúdo está quebrado e liberado.

O uso de bilapas lipídicos, como biossensores para diagnóstico de doenças, também foi testado; bem como para a possível detecção de armas biológicas. Finalmente, foi testado com sucesso para determinar a permeabilidade ao medicamento.

Referências

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