Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos transportes transmembranares

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1 Obtenção de matéria pelos seres heterotróficos transportes transmembranares 1 Processos de transporte A membrana plasmática pode facilitar, dificultar ou impedir a passagem de substâncias, uma propriedade designada por permeabilidade seletiva. O movimento de substâncias através da membrana pode ocorrer sem intervenção de moléculas transportadoras, transporte não mediado, ou com intervenção dessas moléculas, transporte mediado. Transporte passivo o transporte de substâncias através da membrana ocorre na zona de maior concentração para a de menor concentração, ou seja, a favor do gradiente de concentração. Neste caso, o sentido da deslocação das substâncias não obriga a célula a gastar energia (ATP). Transporte ativo o transporte de substâncias através da membrana ocorre contra o gradiente de concentração, o que implica gasto e energia (ATP). 2 Transporte da água através da membrana plasmática A água é movimentada através da membrana plasmática por 2 mecanismos principais de transporte. 2.1 Osmose Transporte passivo não mediado. É a difusão da água. Como se sabe, a água é uma molécula polar e a bicamada fosfolipídica é apolar. A ideia de que água e óleo não se misturam pode ser quantificada pelo coeficiente de partição (k) que mede a afinidade relativa de uma substância para os lípidos versus água. É o movimento de água, por difusão, dos meios menos concentrados (hipotónicos) para os meios mais concentrados (hipertónicos). Num meio hipertónico, a água sai da célula por osmose, diminuindo o volume celular a célula fica no estado de plasmólise. Gabriela Gonçalves 1

2 Num meio hipotónico, a água entra por osmose, levando a um aumento do volume celular a célula fica no estado de turgescência. Numa célula animal túrgida, quando a entrada de água ultrapassa a capacidade elástica da membrana, ocorre a lise (destruição) celular. Isto não sucede nas células vegetais devido à existência de parede celular. Comportamento de células eucarióticas em meios de diferentes concentrações Meio isotónico Meio hipotónico Meio hipertónico -Aumento do volume da célula: turgescência Células Manutenção do -Diminuição do volume da célula -Pode ocorrer animais volume celular por retração celular: plasmólise rebentamento da célula: lise celular Células vegetais Manutenção do volume celular e do tamanho dos vacúolos -Aumento do tamanho dos vacúolos e do volume citoplasmático: turgescência -A parede celular impede a lise celular -Diminuição do tamanho dos vacúolos sem alteração do volume da célula -Retração do citoplasma que apenas se liga à parede celular pelos plasmodesmos: plasmólise Plasmodesmos São interrupções da parede celular, locais por onde ocorrem transporte de iões/moléculas mas também vírus. Só estão presentes nas células vegetais. 2.1 Aquaporinas Proteínas transportadoras (que formam canais) presentes na membrana. Esta investigação surgiu porque se verificou que o fluxo de água através das membranas de algumas células era muito elevado (não podia ser por osmose). 2

3 As Aquaporinas são uma classe de proteínas integrais da membrana que formam poros na membrana celular das células. As Aquaporinas conduzem selectivamente as molécula de água, para dentro e fora da célula, ao mesmo tempo que impedem a passagem de solutos. 2.2 Difusão simples Na difusão simples as moléculas movimentam-se do meio onde a sua concentração é mais elevada para o meio onde a sua concentração é mais baixa, logo é um transporte passivo. Transporte não mediado. Moléculas transportadas na difusão simples: gases (CO 2 e O 2 ), moléculas sem carga elétrica (etanol, glicerol) 2.3 Difusão facilitada Muitas moléculas polares de dimensões consideráveis atravessam a membrana celular a favor do gradiente de concentração, mediante a intervenção de proteínas transportadoras, denominadas permeases, logo é um transporte mediado. Não exige gastos de energia, logo é um transporte passivo. Moléculas que podem ser transportadas por difusão facilitada: moléculas com carga elétrica, moléculas de grandes dimensões sem carga elétrica, moléculas pequenas sem carga elétrica, glicose, aminoácidos, algumas vitaminas. O processo de difusão facilitada efetua-se em 3 etapas: Ligação da molécula a transportar à permease; Alteração conformacional da permease (ping), que permite a passagem da molécula através da membrana e a sua separação da permease; Regresso da permease à sua forma inicial (pong). A velocidade de transporte de uma substância aumenta com a concentração dessa substância, mas, quanto todos os locais de ligação das permeases estão ocupados (saturação), a velocidade de transporte mantém-se constante, mesmo que a concentração da substância aumente. Gabriela Gonçalves 3

4 2.4 - Transporte ativo O movimento de substâncias através da membrana contra um gradiente de concentração, mediante a intervenção de proteínas transportadoras específicas, designa-se transporte ativo e requer gasto de energia por parte da célula. No transporte ativo, ao contrário do que acontece na difusão facilitada, as mudanças de forma na proteína transportadora ocorrem graças à energia resultante da hidrólise de ATP. É a própria proteína transportadora que hidrolisa o ATP. Nesta situação, as proteínas transportadoras comportam-se como enzimas, sendo designadas por ATPases. A bomba de Na + /K + é um tipo de transporte ativo, um dos mais bem estudados. Na bomba de Na + /K +, há saída de 3 iões de Na + da célula e entrada de 2 iões de K + para a célula Transporte de partículas (transporte em quantidade) Endocitose O transporte, para o interior da célula, de macromoléculas, de partículas com maiores dimensões ou mesmo de pequenas células, por invaginação da membrana plasmática, chamase endocitose. Existem três tipos de endocitose: a pinocitose, a fagocitose e a endocitose mediada por recetor. Na fagocitose, a membrana plasmática engloba partículas de grandes dimensões ou mesmo células inteiras, através da emissão de prolongamentos da membrana, denominados pseudópodes. A pinocitose constitui um processo semelhante à fagocitose, no qual as substâncias que entram na célula são dissolvidas ou fluidos, sendo as vesículas de menores dimensões. Na endocitose mediada por recetor as macromoléculas entram na célula ligadas à membrana das vesículas de endocitose. 4

5 Fagocitose Este mecanismo está associado ao processo de digestão de diversos organismos unicelulares como a amiba e à atividade de células do sistema imunitário animal, como os macrófagos. A célula emite prolongamentos da membrana plasmática, os pseudópodes, que envolvem a partícula a transportar e formam uma vesícula fagocítica ou fagossomas, que se vai destacar da membrana para o interior da célula. Estas vesículas, geralmente, fundem-se com lisossomas (vesículas que contêm enzimas digestivas), originando vacúolos digestivos onde ocorrerá a digestão das partículas. Adesão interação da membrana com o corpo estranho; Ingestão formação de uma vesícula fagocítica; Digestão fusão do fagossoma com um lisossoma que contém enzimas digestivas Pinocitose Mecanismo associado à endocitose de substâncias dissolvidas em fluidos, por exemplo, a absorção de lípidos ao nível do epitélio intestino delgado. É no essencial semelhante à fagocitose, no entanto, as vesículas formadas são de menor dimensão e ocorre de forma quase contínua na maioria das células eucarióticas Endocitose mediada por recetores Há seleção do tipo de macromoléculas/partículas que são transportadas; estas ligam-se aos recetores específicos (proteínas localizadas na membrana) e, em seguida, formam-se invaginações da membrana, formando-se vesículas. Gabriela Gonçalves 5

6 Resumo: Exocitose É um processo inverso à endocitose, no qual as células libertam para o meio extracelular substâncias armazenadas em vesículas. Ex: eliminação de resíduos da digestão intracelular; secreção de hormonas e enzimas digestivas. 6