Fisiologia Vegetal Curso de Zootecnia Prof. Etiane Skrebsky Quadros
Transporte e translocação de solutos
Transporte de solutos O movimento de moléculas ou íons de um local para outro é conhecido como TRANSPORTE O TRANSPORTE DE SOLUTOS para dentro das células é regulado principalmente por MEMBRANAS Restrição ao movimento de substâncias Somente O 2, CO 2, N 2 atravessam a membrana livremente Demais precisam transporte específico???
Transporte de solutos
Transporte de solutos
Transporte de solutos TRANSPORTE ATIVO X PASSIVO
Transporte de solutos A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar: TRASPORTE PASSIVO: Transporte de membrana onde não há gasto de energia (ATP) A favor de um gradiente de potencial químico ou eletroquímico EX: osmose (movimento da água), difusão simples e difusão facilitada (movimento do soluto)
Transporte de solutos PASSIVO Difusão simples partículas pequenas (baixo peso molecular e lipossolúveis) Se difundem pela membrana em função de um gradiente de concentração Difusão facilitada partículas grandes (alto peso molecular e hidrossolúveis)
Transporte de solutos A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar: TRANSPORTE ATIVO: Transporte de membrana onde há gasto de energia (ATP) Síntese de ATP: Mitocôndria: durante o processo de respiração Cloroplasto: durante a fase fotoquímica da Fotossíntese Geração de potencial eletroquímico Ex: transporte secundário ou primário
Transporte de solutos ATIVO Ex: Sacarose: Considera a concentração do íon (potencial químico) Ex: Íons: Considera a concentração (potencial químico) e o potencial elétrico
Transporte de solutos PROTEÍNAS DE TRANSPORTE # Tem especificidade para os solutos # Existem 3 tipos de proteínas transportadoras 1. CANAIS 2. CARREGADORES 3. BOMBAS
Transporte de solutos CANAIS: São proteínas que funcionam como poros seletivos, pelos quais íons podem se difundir É sempre PASSIVO (o íon a ser transportado não se liga a proteína para ser transportada) A difusão pela proteína canal é extremamente rápida (10 8 íons/segundo) Os canais não estão abertos todo o tempo (eles tem estruturas denominadas portões)
Transporte de solutos CANAIS:
Transporte de solutos CARREGADORES: São proteínas que não tem poros. A substância transportada é inicialmente ligada a um sítio específico na proteína carregadora Assim carregadores são altamente seletivos (específicos no transporte) A ligação gera uma mudança na conformação da proteína Transporte + lento (10 6 x + lento que o canal) O transporte é ATIVO
Transporte de solutos S = substrato H + = próton
Transporte de solutos CARREGADORES: Chamado de transporte ativo secundário. É governado indiretamente por bombas Transporta o H + junto com outra substância O transporte ativo secundário pode ser do tipo SIMPORTE ANTIPORTE
Transporte de solutos SIMPORTE (quando substância e H + são transportados no mesmo sentido) ANTIPORTE (quando substância e H + são transportados em sentidos opostos)
Transporte de solutos Açúcares e aminoácidos são absorvidos por simporte junto com o H +
Transporte de solutos BOMBAS: Também são proteínas integrais de membrana e são ativadas por energia química (ATP) As principais bombas em vegetais são: # H + -ATPases # Ca 2+ -ATPases Na membrana plasmática de plantas o H + é o principal íon que é bombeado É devido a atividade e direcionamento das H + -ATP ases que o ph do vacúolo é 5,5 e o do citoplasma é 7,0-7,5. O transporte por bombas é chamado de transporte ativo primário.
Transporte de solutos Quem gera o gradiente de H +? Transporte ativo (bombas) de H + - ATPases
Transporte de solutos Importância das Ca 2+ -ATPases: A concentração do Ca deve ser fortemente regulada A concentração extracelular esta na faixa milimolar e a concentração intracelular na faixa micromolar Assim pequenas flutuações na [Ca] dentro da células alteram drasticamente a atividade de muitas enzimas, fazendo do Ca um importante mensageira secundário das plantas. Geralmente o Ca é estocado no vacúolo, mitocôndria e reticulo endoplasmático
Transporte de solutos
Transporte de solutos Todas as células vivas exibem um potencial de membrana que é gerado devido a distribuição desigual de íons dentro e fora da célula Grande parte do potencial de membrana ou eletroquímico depende das H + -ATPases Há dois tipos de H + -ATPases: -H + -ATPases da membrana plasmática: Sentido do bombeamento de H + é para fora da células, por isso o ph é entre 7,0-7,5. Para cada ATP gasto bombeia 1H + -H + ATPases da membrana do vacúolo (tonoplasto): Sentido do bombeamento de H + é para dentro da célula, por isso o ph é 5,5. Para cada ATP gasto bombeia 2H + Obs:Embora o ph dos vacúolos vegetais seja moderadamente ácido (5,5) o ph de algumas sp é muito menor (hiperacidificação). Ex: lima, ph=1,7; limão, ph=2,5; pomelo=3,0.
Translocação de solutos Transporte de água: Processo passivo (sem gasto de energia) Transporte de solutos: Processo passivo ou ativo (com gasto de energia) XILEMA: Condução de água e sais minerais FLOEMA: Condução de água, ACÚCARES (Sacarose, principalmente) e alguns sais minerais
Translocação de solutos A seiva elaborada (conduz água e solutos orgânicos) desloca-se através do FLOEMA para todos os órgãos da planta, predominantemente das folhas para regiões de consumo e reserva.
Translocação de solutos
Translocação de solutos Em 1697, Malpighi demonstrou que a seiva bruta originada da solução do solo era modificada nas folhas através da ação da luz solar, sendo convertida em seiva elaborada.
Translocação de solutos Experimento de Malpighi: -Remoção completa do anel da casca do tronco de árvores (ANELAMENTO) -Bloqueio do movimento descendente da seiva -Dilatação dos tecidos acima do anel
Translocação de solutos -Morte das raízes depois de um certo tempo -Dilatação não ocorre em sp caducifóleas (perdem as folhas) no inverno
Translocação de solutos
Translocação de solutos Estudos iniciais foram realizados com o auxílio de pequenos afídeos (Ex: pulgões que se alimentam da seiva). Enquanto sugam a seiva os pulgões eliminam gotículas açucaradas (+90% do exsudado é sacarose)
Seiva elaborada Afídeo(pulgão)
Translocação de solutos Hipótese de Munch (1930) Explica a translocação da seiva elaborada por fluxo de massa (a velocidade de transporte da seiva é rápida: 1m/h Considera que os movimentos se devem a existência de um gradiente de concentração de sacarose que se estabelece entre um órgão produtor de açúcar e um local de consumo desse mesmo açúcar.
Translocação de solutos Modelo de Münch Funcionamento: o osmômetro A, mais concentrado, absorve mais água do que o osmômetro B. A água passa a circular de A para B, arrastando o açúcar. Isto ocorre até se atingir o equilíbrio final.
Translocação de solutos
Translocação de solutos CARREGAMENTO DO FLEMA: FONTE - Produção de açúcar Acúmulo de açúcar = ψos, ψw A água entra na célula e causa um aumento da pressão de turgor (ψp) DESCARREGAMENTO DO FLOEMA: DRENO Consumo de açúcar Redução do acúmulo de açúcar = ψos, ψw A água tende a deixar o floema em resposta ao gradiente de potencial hídrico, causando um decréscimo na pressão de turgor (ψp)
Translocação de solutos Padrões de translocação: FONTE-DRENO
Translocação de solutos 1. Proximidade Normalmente as fontes translocam nutrientes para os drenos que estão mais próximos delas. Como critério geral, as folhas da porção superior da planta costumam translocar nutrientes para as folhas novas e caules em crescimento e as folhas da porção basal tendem a exportar para o sistema radicular.
Translocação de solutos 1. Proximidade Exemplo: Folhas que sombreiam outras folhas mais próximas dos drenos de interesse devem ser eliminadas. Isso ocorre em videira, onde as folhas próximas aos cachos são as responsáveis pela qualidade dos frutos.
Translocação de solutos 2. Desenvolvimento Durante a fase vegetativa os maiores drenos são raízes e ápices caulinares. Na fase reprodutiva os frutos se tornam dominantes.
Translocação de solutos 3. Conexão vascular Fontes translocam assimilados preferencialmente para drenos com os quais elas têm conexão vascular direta. Aplicação prática Manejo correto das culturas a fim de se aumentar a força dos drenos desejáveis e conseqüentemente a produtividade!
Translocação de solutos Alteram os padrões estabelecidos por proximidade, causada por uma interferência na rota provocada por Ferimento ou Poda. Ex: remoção de folhas fonte de um lado da planta causam uma transferência transversal para as folhas jovens no lado desbastado. Ex: remoção das folhas fonte inferiores, força folhas fonte superiores a translocar para as raízes. Ex: remoção das folhas fonte superiores, força folhas fonte inferiores a translocar para a parte superior da planta.
Translocação de solutos Prática do anelamento na produção de uva. O anelamento provoca a retenção de assimilados no ramo aumentando a quantidade que é translocada para o dreno de interesse (frutos).
Translocação de solutos Papéis na produtividade de plantas cultivadas # Alocação e Partição dos Assimilados Alocação: É a regulação da quantidade de carbono fixado. -Carbono armazenado (amido) -Carbono metabolizado (utilizado) -Carbono transportado (sacarose) Repartição: É a distribuição preferencial (direção) de fotossintatos na planta como um todo. Determina os padrões de crescimento entre PA (parte aérea) e raiz (R).
Translocação de solutos Papéis na produtividade de plantas cultivadas
Translocação de solutos