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Transporte pela membrana (bases moleculares) Resumo da aula 1: - modelo de mosaico fluido (modelo mais aceito que explica a membrana - representação de moléculas - aminoácidos - anemia falciforme - buscas no Pubmed Mosaico fluido: Tenta explicar a estrutura da membrana celular "fronteira" da célula Tamanho da célula : 1 micrômetro= 10 na -6 m= 0,000001 m Proteínas/ organelas = nanômetro 10 na –9 m 1 angstrom = 10 na –10 m Espessura média da membrana = 60 angstrons Bicamada fosfolipídica/lipoproteica, com proteínas e açúcares ( quando os dois tão juntos = glicoproteínas ) dispostos pela membrana Proteínas que atravessam toda a membrana, comprimento maior que 60 a -> chamada de intrínseca ou transmembranar Proteínas que ficam boiando extrínseca Adições ao modelo mosaico fluido deixando-o mais atualizado: presença de colesterol, glicanos (açúcares), lipídeos (glicolipídios) as proteínas intrínsecas que permitem a abertura da fronteira que é a membrana, deixando outras substâncias entrar ● Lipoproteica e fosfolipídica são a mesma coisa -> dúvida Representação de moléculas: Ligações covalentes, compartilhamento de elétrons,... o básico da química Aminoácidos: Proteínas -> "operárias das células", 1/3 das células é proteína Estrutura: carbono alfa + grupo amina + grupo R (ou cadeia lateral) + hidrogênio + carboxila Cisteina e metionina: únicos aminoácidos com enxofre na cadeia lateral Classificação dos aminoácidos: ● Alifáticos: cadeia lateral pequena e relativamente hidrofóbica ● Hidrofóbicos ● Aromáticos ● Hidrofílicos ● Ácidos ● Básicos Obs.: cada aminoácido pode apresentar mais de uma classificação Ligação de hidrogênio: N--------------H-------------O interação eletrostática entre o H e O (doador) (aceitador) Quando a distância entre o N e o O não estiver muito distante/ é próximo é uma interação relevante chamada de ligação de hidrogênio que é em média 10x mais fraca que a ligação covalente Distância entre o N e o O é no máximo 3,4 angstrom (mais distante não existe ligação de hidrogênio) Ligação peptídica: quando dois aminoácidos se unem, acabam liberando uma molécula de água, dois aminoácidos -> dipeptídeo (não é proteína ainda), próximo de 100 juntos já pode chamar de proteína o que tem o nitrogênio sobrando conta-se como primeiro aminoácido (terminal N) e o último vai ter um grupo carboxílico vazio (terminal C) Estruturas primarias até quartenárias da proteína Resumo da aula 3: - fosfolipídios - Modelo computacional da membrana - interações intermoleculares - proteínas intrínsecas - Canais iônicos -Pressão osmótica - Fosfolipídios: todos compartilham a "arquitetura molecular", mas há vários tipos Modelo computacional da membrana: Superfície da proteína tende a gostar de agua Resumo da aula 4: - estrutura básica do neurônio - bomba de sódio e potássio - protein data bank -uso do programa VMD - potencial de repouso - programa HHsim Bomba de sódio e potássio: Proteína que mantém a eletricidade na célula Usa a energia do ATP (quebrando a ligação covalente do último fosfato) para jogar Na para fora e K para dentro -> fica negativa pois joga mais + pra fora do que recebe Proteína transmembranar / intrínseca na parte hidrofóbica contém um feixe de hélice Estrutura básica do neurônio: Neurônio: processador de informação Dendritos: recebem os estímulos / sinais elétricos Axônio: transfere os estímulos (impulso nervoso) à outros neurônios Potencial de repouso: Paralelo ao funcionamento da bomba de sódio e potássio temos o canal de potássio Canal de K : canudinho joga K pra fora deixando a célula ainda mais negativa (não há gasto de energia nesse processo ) Resumo: célula em repouso tem um potencial elétrico negativo devido a ação conjunta da bomba de Na e K e do canal de K Resumo da aula 5: - potencial de repouso -potencial de ação -modelo de hodgkin-huxley -simulação computacional -TTx Potencial de repouso: Atp – reserva energética da célula Capacitor – acumulador de carga elétrica a membrana oferece uma resist~encia a passagem dos ions = resist~encia eletrica Entao podemos pensar na membrana quando esta em repouso como um circuito eletrico onde temos um capacitor (que acumula cargas eletricas) e um resistor (que se opoe à passagem dos ions) Potencial de ação: Dois canais dependentes do estímulo elétrico: Canal de sódio e de potássio o canal de sodio quando o neuronio esta em repouso tem o portão de ativação fechado e o de inativação aberto. Quando recebe um estímulo eletrico o portão de ativação se abre Quando o canal de sódio dependente de voltagem fecha, ele fecha pelo portão de inativação (razão pra isso será explicada) TTx Toxina do peixe baiacu que é uma espécie de "rolha" que fecha o canal de sódio dependente de voltagem, portanto tóxico pra vítima Resumo da aula 6: -potencial de ação -canal de sódio dependente de voltagem -lidocaína -propagação do potencial de ação -cérebro humano -transmissão sináptica -mal de Alzheimer potencial de ação canal de sódio dependente de voltagem Uma parte dela é sensível a eletricidade (pois abre o canal na presença de um sinal elétrico) A parte sensível a eletricidade é rica em aminoácidos com cargas positivas – lisina e aginina (resíduos carregados positivamente), com a estrutura pouco comum chamada hélice 310 (mais esticada) Toxina da aranha- Inibe o disparo do potencial de ação do canal, atuando na hélice 310, assim compromete a abertura do canal Lidocaína Anestésico local que atua no canal de sódio dependente de voltagem, não é uma ação tóxica mas também funciona como uma rolha (não tão forte, uma "rolha folgada") propagação do potencial de ação Estrutura do neurônio - contém o cone de implantação (pega os impulsos que estão chegando e soma eles) Quando essa soma chega no valor do potencial limiar o potencial de ação é disparado No axônio é onde acontece a transmissão do impulso nervoso 2 formas diferentes que o potencial de ação pode se propagar 1) célula de vertebrado- em volta do axônio há fitas de ácidos graxos que atuam como isolantes (bainha de mielina) entre as bainhas há pequenas partes descobertas chamadas de nodos de ranvier aí o potencial de ação se propaga pelo axônio, porém com uma ação saltatória (pula de um nodo de ranvier para outro) Assim, a bainha de mielina aumenta a velocidade de propagação do potencial de ação pois propicia um trecho livre de obstaculos pro sódio passar já que o potencial de ação não dispara na região com bainha 2) célula de invertebrado – sem bainha de mielina os invertebrados aumentam a velocidade da propagação do potencial de ação fazendo um axônio com diâmetro maior para os íons passarem com mais facilidade (maior condutância) transmissão sináptica Sinapses- conexões neuronio-neuronio Cada sinapse pode fazer até 10.000 conexões O comum é fazer 1.000 conexões Resumo da aula 7: -transmissão sináptica -canal iônio dependente de ligante -receptores ionotrópicos -receptores metabotrópicos -excitotoxicidade -neurotransmissores -ação de drogas -novo modelo para o potencial de ação transmissão sináptica Transmissão sinaptica química: envolve liberação de molécula da célula présinaptica para a pós sinaptica Quando o potencial de ação chega no terminal axonal, o canal de cálcio dependente de voltagem abre O cálcio promove a interação de vesículas de neurotransmissores dentro O cálcio faz com que a vesicula se encaixe na parte interna da membrana no fim da célula pre sinaptica e libere o seu conteudo na fenda pre sinaptica (area entre as duas células: pre e pos sinaptica), se difundindo O conteudo da vesícula se encaixa entao no respectivo receptor membranar presente na célula pos sinaptica e abre-o, quando o receptor se abre entra sódio na célula pós sinaptica e despolariza-a (potencial de ação é disparado) Na fenda tambem está presente uma enzima (funciona como uma tesoura molecular ) que corta o neurotransmissor (conteúdo da vesícula) e os faz serem reabsorvidos para a célula pré sinaptica Segundo o modelo de hodgkin-huxley, o potencial de açãose propaga como uma onda elétrica Sinapse excitatória: entra íons positivos Sinapse inibitória: entra Cl (íon negativo) canal iônio dependente de ligante / receptores ionotrópicos O receptor da célula pós sináptica (receptor de neurotransmissor) é chamado de canal iônico dependente de ligante, só deixa o conteudo entrar mediante a ligação por isso o nome, também chamado de receptor ionotrópico pois permite a passagem de ions Ajuste induzido: a forma do encaixe no receptor de neurotransmissor é diferente da forma da molecula que vai encaixar, ai quando a molécula vai encaixar ela se induz a esse ajuste e ao formato do receptor Ação à distância / ação halostérica: a molécula que se encaixa muda algo no receptor que está relativamente longe dela e do encaixe receptores metabotrópicos Ao contrario dos ionotrópicos, por eles não passam ions diretamente, assim eles fazem uma ação halostérica que aciona o encaixe para a proteína g e essa vai acionar a proteína efetora que por sua vez formará a molécula que vai os canais de íons e abri-los Excitotoxicidade Nova estrutura: célula glial, nela há dois canais – um para transporte de glutamato e outro para transporte de glutamina O objetivo principal dessa célula é absorver o excesso de glutamato da fenda sináptica, se não a célula pós sináptica vai ser super excitada Neurotransmissores: Todos compartilham essas características 1) A molécula tem que estar presente no neurônio pré-sináptico; 2) A liberação da molécula tem que estar vinculada à despolarização do terminal axonal; (sofrer o potencial de ação) 3) A liberação tem que ser dependente de cálcio; 4) Devem existir receptores específicos na célula pós-sináptica para o neurotransmissor Alguns exs de neurotransmissores.: aspartato, gaba, glicina, glutamato O afirma que o potencial de ação não se propaga como uma onda elétrica e sim como uma onda mecânica Quando o potencial de ação é propagado não gera eletricidade mas sim uma pequena pressão na base do axônio A propagação do potencial seria um aumento da espessura da bicamada que ocorreria ao longo do axônio, pois quando há essa pequena pressão ela contrai por um tempinho e depois se alonga na fase cristalina, propagando essa fase até o terminal axonial AULA 8 ● Singularidade tecnológica: ("computador" capaz de simular a consciência humana) RESUMO DA AULA 9 ● Sinapse química ● Contração do músculo esquelético ● Bases moleculares envolvidas na contração esquelética Sinapse química com foco nas junções neuromusculares Potencial de ação despolariza, então o aumento do potencial elétrico sinaliza para o canal de cálcio dependente de voltagem abrir (o canal permite a fusão das vesículas que carregam neurotransmissores saírem do neurônio pré-sináptico e irem para fenda sináptica) Por ser uma junção neuromuscular as vesículas contém acetilcolina que vai ser liberada na fenda sináptica e se encaixar em um receptor na superfície da FIBRA MUSCULAR (ao invés do neurônio pós sináptico) Quem entra pelo receptor não é a acetilcolina e sim o sódio. Como a fibra está em repouso, quando o sódio entra dispara o potencial e ela CONTRAI (famosa contraçao muscular) para a fibra relaxar de novo há uma enzima na fenda sináptica que "corta" a acetilcolina e a mesma é reabsorvida no neurônio pré-sináptico onde vai se juntar e dar origem a novas acetilcolins, e por isso não entra mais sódio e não há mais a contração (enzima = acetilcolinacerase) Estrutura das fibras musculares: Obs.: miofibrilas (junções proteicas) Retículo sarcoplasmático - cheio de cálcio, libera Ca na hora da contração Estrutura da miofibrila Bases moleculares Actina- forma filamento fino Miosina – forma filamento grosso Obs.: na contração há o encaixe da cabeça da miosina com uma parte do filamento de actina Tropomiosina e troponina - também presentes no filamento fino Acontecimento que da início à contração RESUMO DA AULA 10 ● Contração do músculo cardíaco Contração no músculo cardíaco O potencial de ação cardíaco apresenta um terceiro canal, o canal de Ca+2. Assim quando o potencial é disparado, além da entrada de Na entra Ca também, tendo assim muita carga positiva. Logo, quando começa a repolarização com a saída de K, ela é mais demorada e por haver muita carga + acaba nunca chegando no valor de potencial limiar de novo. Ou seja, fica sempre acionando novos potenciais, já que não fica abaixo do limiar. O nó sinoatrial (ou marcapasso) permite que ocorra a onda de despolarização, para que todas as células não contraiam ao mesmo tempo e ocorra de forma coordenada, ou seja ele dita o ritmo das contrações para uma maior eficiência de bombeamento sanguíneo RESUMO DA AULA 12 ● Fluorescência ● Fosforescência Fluorescência: é quando o átomo ou molécula absorve energia, e, emite de forma luminosa uma energia menor. A parte que não foi convertida em energia luminosa foi convertida em calor. O tempo desse fenômeno é extremamente rápido Fosforescência: também é um processo de absorção de energia, a diferença é que o tempo de duração do fenômeno pode ser maior Ex.: as estrelinhas no teto que emitem fosforescência quando apaga a luz do quarto Como descobrir a concentração através da absorção de radiação por uma amostra diluída: RESUMO DA AULA 13 •Radiação e Radioatividade •Efeitos Biológicos da Radiação •Interação da Radiação com a Matéria •Produção de Raios X •Radiação Síncrotron Radiação e Radioatividade Radiação: energia liberada dos núcleos que emitem radiação Radioatividade: é o processo todo, espontâneo, de liberação de radiação 3 tipos: Alfa- envolve próton, pouco poder de penetração Beta – envolve elétron, penetração um pouco maior Obs.: ambas são radiações corpusculares (com massa) Gama- não é de partículas, é eletromagnética O poder de emissão vai diminuindo com o tempo -> meia vida do elemento (característica que os diferencia) Modelo da gota líquida: Força que atrai elementos dentro do núcleo dos átomos: força nuclear forte a força nuclear forte é a que vai manter os prótons bem unidos ao núcleo e a outros prótons Fissão nuclear: quando um nêutron perturba esse sistema da força nuclear forte, os prótons perdem a sua ligação pela presença do nêutron e o núcleo sofre uma fissura com o rompimento dessa conexão Quanto maior o rompimento dessa força, mais energia / radiação é liberada Efeitos biológicos da radiação RESUMO DA AULA 14 •Interação da Radiação com a Matéria •Produção de Raios X •Radiação Síncrotron Interação da Radiação com a Matéria Há tres maneiras que a radiação interage ccom a matéria 1) ionização: partícula incide sobre o átomo e um elétron é ejetado, vira um cátion e o elétron fica livre e com energia cinética 2) capturação: quando o átomo perde esse elétron fica uma lacuna no lugar e pode então capturar um elétron livre para preencher essa lacuna, o excesso de energia é emitido em forma de fóton 3) excitação: um elétron do átomo salta para um nível mais energético e libera o excesso de enegia em forma de fóton Tipos de radiação: • Eletromagnética: 1) Ultravioleta 2) Raios X e 3) gama • Corpuscular: 1) Alfa, 2) Beta e 3) Nêutrons Produção de Raios X OBS.: TODA VEZ QUE UMA PARTÍCULA CARREGADA É ACELERADA ELA EMITE RADIAÇÃO -> RAIOS X
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