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5.2:

Fluidez da Membrana

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Membrane Fluidity

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– A diversidade dos componentes associados com a membrana plasmática, juntamente com sua habilidade de se adaptar às mudanças, ajuda a mantem a fluidez dinâmica da membrana. Por exemplo, um dos maiores componentes, fosfolipídios, podem existir tanto em formas saturadas, contendo o número máximo de hidrógenos e sem ligações duplas, ou formas não saturadas, o que tem pelo menos uma ligação dupla. Quando a temperatura cai, fosfolipídios saturados, com suas correntes de ácido graxos retas e lisas podem se comprimirem em formas mais saturadas, o que tem uma torção em suas correntes pela ligação dupla. Esse espaço extra preserva um pouco da fluidez da membrana. Mais um componente, colesterol, podem entrar em meio aos fosfolipídios, também criando um espaço que aumenta a fluidez durante temperaturas frias. Em temperaturas mais quentes, quando a membrana está fluída, os anéis esteróides em colesterol fornecem apoio estrutural para os fosfolipídios, evitando que a membrada se torne muito fluída. Logo, regular a fluidez da membrana é uma resposta celular importante às mudanças em temperatura, tais como mudanças da estação induzem modificações na composição de ácidos graxos em peixes.

5.2:

Fluidez da Membrana

As membranas celulares são compostas por fosfolípidos, proteínas e carboidratos levemente ligados uns aos outros através de interações químicas. Moléculas são geralmente capazes de se moverem no plano da membrana, dando à membrana sua natureza flexível chamada fluidez. Duas outras características da membrana contribuem para a fluidez da membrana: a estrutura química dos fosfolípidos e a presença de colesterol na membrana.

Os ácidos gordos das caudas dos fosfolípidos podem ser saturados ou insaturados. Os ácidos gordos saturados têm ligações simples entre o esqueleto de hidrocarboneto e estão saturados com o número máximo de hidrogénios. Estas caudas saturadas são retas e podem, portanto, compactar-se firmemente. Em contraste, caudas com ácidos gordos insaturados contêm ligações duplas entre átomos de carbono, dando-lhes uma forma torcida e impedindo a compactação apertada. Aumentar a proporção relativa de fosfolípidos com caudas insaturadas resulta em uma membrana mais fluida. Organismos como bactérias e leveduras que experienciam flutuações de temperatura ambiental são capazes de ajustar o teor de ácidos gordos das suas membranas para manter uma fluidez relativamente constante.

Nas membranas celulares, o colesterol é capaz de interagir com cabeças de fosfolípidos, imobilizando parcialmente a parte proximal da cadeia de hidrocarbonetos. Essa interação diminui a capacidade das moléculas polares de atravessarem a membrana. O colesterol também impede que os fosfolípidos se compactem firmemente, evitando assim a probabilidade de congelamento da membrana. Da mesma forma, o colesterol age como um tampão estrutural quando a temperatura aquece, limitando a fluidez excessiva.

Também é proposto que o colesterol tenha um papel na organização de lípidos e proteínas membranares em grupos funcionais chamados jangadas lipídicas. Pensa-se que esses grupos de proteínas, fosfolípidos e colesterol compartimentalizem regiões da membrana, posicionando moléculas com papéis semelhantes próximas umas das outras. No entanto, a estrutura e a função específicas dessas porções de membrana não são claras e são uma área ativa de investigação.

Suggested Reading

Renne, Mike F., and Anton IPM de Kroon. "The role of phospholipid molecular species in determining the physical properties of yeast membranes." FEBS Letters 592, no. 8 (2018): 1330-1345. [Source]

Steck, Theodore L., and Yvonne Lange. "Cell cholesterol homeostasis: mediation by active cholesterol." Trends in Cell Biology 20, no. 11 (2010): 680-687. [Source]