Lista de Exercícios - membranas

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Lista de Exercícios #1 - Membranas Biológicas
1. Analise a energética da hidratação de solutos polares e apolares.
Analisando a hidratação de solutos apolares, nota-se que não há
significativa mudança no valor da entalpia, já que o soluto interage por ligações de
van der Waals e o número de pontes de hidrogênio entre o solvente não é
alterado consideravelmente. Desse modo, ΔH ~ 0. Em seguida, entende-se que
há uma diminuição da entropia. Isso ocorre porque, apesar da entropia do soluto
aumentar uma vez que ele fica disperso, a entropia do solvente diminui. Como a
água não é capaz de interagir com o soluto apolar, suas moléculas interagem
entre si ao redor do soluto, diminuindo assim suas possibilidades de organização,
já que só consegue se ligar às moléculas vizinhas. Portanto, verifica-se que ΔSágua
< 0. Como a reação é dirigida pela entropia e definida pela equação ΔG = ΔH -
TΔS, percebe-se que o ΔG será positivo por conta do valor negativo da variação
de entropia. Assim, conclui-se que a hidratação de solutos apolares é uma reação
endergônica, ou seja, não espontânea.
Já na hidratação de solutos polares, observa-se uma diminuição na
entalpia, já que ao interagir com a água há a formação de ligações mais fortes,
tornando a entalpia final maior que a inicial. Assim, ΔH < 0. Verifica-se também a
diminuição da entropia, uma vez que durante a reação a água se estrutura de
determinada forma ao redor do soluto, formando uma camada de solvatação,
diminuindo suas possibilidades de organização. Assim, ΔSágua < 0. Como a
entalpia é responsável por dirigir essa reação, a qual é definida pela equação ΔG
= ΔH - TΔS, conclui-se que ΔG < 0 tornando a reação exergônica.
2. Qual a composição química de uma membrana celular?
Uma membrana celular é formada predominantemente por lipídeos, que
formam a bicamada lipídica, proteínas e oligossacarídeos.
3. Explique o efeito hidrofóbico.
Ocorre quando há associação entre grupos apolares de modo a evitar o
contato com a água, que se organiza ao redor desses grupos, podendo formar
micelas e lipossomos.
4. Qual o efeito da saturação dos ácidos graxos dos lipídeos da membrana?
O grau de insaturação dos ácidos graxos pode influenciar o grau de fluidez
da membrana. Ácidos graxos saturados possuem cadeias mais rígidas e de
comprimento maior, diminuindo assim a fluidez da membrana, enquanto ácidos
graxos insaturados possuem cadeias mais flexíveis e menores por conta das
ligações duplas, conferindo mais fluidez à membrana.
5. Qual o efeito do colesterol na membrana?
O colesterol é responsável por modular a fluidez da membrana,
preenchendo espaços e aumentando as interações entre os lípideos, conferindo
rigidez.
6. Pesquise a estrutura e composição geral das membranas de bactérias Gram
positivas e Gram-negativas, de células vegetais e de células animais.
As membranas de bactérias gram-positivas são compostas por uma parede
externa mais grossa e rígida de peptideoglicano, seguido por uma membrana
celular com menor conteúdo de lipídios. Já as bactérias gram-negativas são
formadas por uma parede mais fina de peptideoglicano envolvida por uma
membrana externa e uma membrana interna, sendo que a externa contém
lipopolissacarídeos e proteínas porinas que fornecem canais transmembrana e a
interna fosfolipídeos e lipoproteínas. As membranas de células animais são
formadas por uma bicamada lipídica, contendo proteínas e oligossacarídeos. Da
mesma forma, as membranas das células vegetais possuem os mesmos
componentes, porém com a diferença de conter uma parede celular externa rígida
formada por celulose.