Francisco Hevilásio F. Pereira Fisiologia Vegetal

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1 FISIOLOGIA VEGETAL Nutrição Mineral de plantas Parte II Pombal PB Transporte de íons na planta Transporte passivo e ativo Transporte passivo É aquele que ocorre a favor do gradiente de potencial químico ou eletroquímico até que o equilíbrio seja atingido O movimento de solutos ocorre por difusão e é sempre de forma espontânea Se o soluto estiver em equilíbrio nenhum movimento adicional pode ocorrer sem a ação de força propulsora Transporte ativo É aquele que ocorre contra um gradiente de potencial químico, ou seja, em direção a sua maior concentração Esse tipo de transporte não é espontâneo e requer a ação de uma força propulsora A força propulsora é introduzida pela hidrólise de ATP Síntese de ATP: Mitocôndria: durante o processo de respiração Cloroplasto: durante a fase fotoquímica da Fotossíntese Transporte biológico A favor de gradiente de potencial químico: Concentração Pressão hidrostática Gravidade (desconsiderada) Campos elétricos (valência do íon)

2 Transporte de íons através da membrana Difusão em solução aberta Transporte de íons através da membrana Difusão através da membrana Depende: permeabilidade da membrana Composição da membrana Natureza química do soluto KCl K + (MP mais permeável) Cl - (MP menos permeável) Processos de transporte em membranas Membranas artificiais: mais permeáveis a moléculas nãopolares e polares pequenas Membranas biológicas: mais permeáveis a íons e algumas moléculas polares grandes Qual o motivo dessa diferença? Presença de proteínas de transporte Características das proteínas de transporte Exibem alta especificidade para o soluto que transportam A especificidade não é absoluta: transportam substâncias relacionadas Ex: K + Na + K + é ineficaz para o transporte do Cl - Grande diversidade de proteínas de transporte na membrana

3 Tipos de proteínas de transporte Existem três classes: Proteínas de canal Proteínas carregadoras São proteínas transmembrana que funcionam como poros seletivos pelos quais solutos podem se difundir pelas membranas Apresentam seletividade de transporte Dimensão do poro Quantidade de cargas presentes no seu revestimento interno O transporte ao longo de canais é sempre passivo Transporte por canais limita-se a água e íons Difusão de água e íons por canais é extremamente rápida: entre 10 6 a 10 8 íons por segundo Os canais não estão abertos o tempo todo: existem portões que abrem e fecham o poro em resposta a sinais externos Mudanças no potencial elétrico Luz Canais de K + : transportam o K tanto para dentro como p/ fora da citosol Canais de Ca 2+ : transportam o Ca 2+ apenas p/ dentro do citosol

4 Transporte de Ca 2+ para fora do citosol é de forma ativa Canais de ânions: transportam esses íons apenas para fora da célula Transporte de ânions p/ dentro da célula são necessários outros mecanismos Proteínas carregadoras As proteínas carregadoras não apresentam poros de um lado a outro da membrana Proteínas carregadoras Proteínas carregadoras A substância a ser transportada é ligada a um sítio específico da proteína Transportam um maior número de substâncias que as proteínas de canal A ligação gera mudanças na conformação da proteína expondo a substância ao outro lado da membrana O transporte por carregadores é muito mais lento que por canal: entre 100 e 1000 íons por segundo São proteínas altamente seletivas p/ um substrato particular a ser transportado O transporte mediado por carregadores é passivo A favor de um gradiente eletroquímico Processo denominado de difusão facilitada Transportam solutos contra um gradiente de concentração acoplado com outro evento que libere energia Esse tipo de transporte é chamado de transporte ativo Existem dois tipos de transporte ativo Transporte ativo primário Transporte ativo secundário

5 Transporte ativo primário Eletrogênico: transporte de íons envolvendo o movimento líquido de cargas pela membrana Ex: Na + /K + - ATPase 3 Na + (p/ fora) 2 K + (p/ dentro) 1 carga positiva p/ fora Eletroneutro: não envolve nenhum movimento líquido de cargas Ex: H + /K + - ATPase 1 H + (p/ fora) 1 K + (p/ dentro) 0 de carga Bombas mais comuns: H + - ATPase (p/ fora) Ca 2+ - ATPase (p/ fora) Transporte ativo secundário Acopla o transporte contra um gradiente de um soluto com o transporte a favor do gradiente do outro Governado indiretamente por bombas de prótons que o exclui do citosol por H + - ATPase eletrogênica Há a geração de um potencial de membrana e um gradiente de ph as custas da hidrólise do ATP (força motriz de prótons FMP) FMP governa o transporte contra um gradiente de potencial eletroquímico Existe dois tipos de transporte ativo secundário Simporte Antiporte Simporte: as duas substâncias estão se movendo na mesma direção através da membrana Antiporte: o movimento a favor do gradiente de prótons impulsiona o transporte ativo de um soluto na direção oposta

6 S Movimento de íons na raiz Três rotas: epiderme até endoderme Apoplástica Transmembrana Simplástica Simplástica: movimenta-se de uma célula a outra através de plasmodesmas Plasmodesmas: estruturas que conectam uma célula a outra Apoplástica: move-se exclusivamente pelas paredes celu lares e espaços intercelulares sem passar MP Transmembrana: move-se de célula a célula atravessando a membrana plasmática Carregamento no Xilema Íons adentram as células da endoderme Células parenquimáticas do Xilema (plasmodesmas) Atravessam a membrana plasmática mais uma vez Entram nas células condutoras do Xilema Existe duas teorias: Passiva Ativa

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