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5.2: Fluidez de Membrana
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Membrane Fluidity
 
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5.2: Membrane Fluidity

5.2: Fluidez de Membrana

Cell membranes are composed of phospholipids, proteins, and carbohydrates loosely attached to one another through chemical interactions. Molecules are generally able to move about in the plane of the membrane, giving the membrane its flexible nature called fluidity. Two other features of the membrane contribute to membrane fluidity: the chemical structure of the phospholipids and the presence of cholesterol in the membrane.

Fatty acids tails of phospholipids can be either saturated or unsaturated. Saturated fatty acids have single bonds between the hydrocarbon backbone and are saturated with the maximum number of hydrogens. These saturated tails are straight and can, therefore, pack together tightly. In contrast, unsaturated fatty acid tails contain double bonds between carbon atoms, giving them a kinked shape and preventing tight packing. Increasing the relative proportion of phospholipids with unsaturated tails results in a more fluid membrane. Organisms like bacteria and yeasts that experience environmental temperature fluctuations are able to adjust the fatty acid content of their membranes to maintain a relatively constant fluidity.

In cell membranes, cholesterol is able to interact with heads of phospholipids, partly immobilizing the proximal part of the hydrocarbon chain. This interaction decreases the ability of polar molecules to cross the membrane. Cholesterol also prevents the phospholipids from packing together tightly, thereby preventing the likelihood of membrane freezing. Likewise, cholesterol acts as a structural buffer when temperatures get to warm, limiting excessive fluidity.

Cholesterol is also proposed to have a role in the organization of membrane lipids and proteins into functional groups called lipid rafts. These groups of proteins, phospholipids, and cholesterol are thought to compartmentalize regions of the membrane, positioning molecules with similar roles in close proximity to one another. However, the specific structure and function of these membrane patches are unclear and an active area of research.

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.


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