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1 Permeabilidade e Transporte através da Membrana Plasmática PERMEABILIDADE DA MEMBRANA � A membrana plasmática seleciona as moléculas que podem atravessá-la. � O critério de seleção das moléculas está baseado no tamanho das moléculas e na carga elétrica. � Moléculas menores atravessam a membrana com mais facilidade. � Moléculas apolares atravessam a porção lipídica da membrana e as polares pelas proteínas, exceto as muito pequenas e fracamente polares. Permeabilidade da Bicamada Lipídica Cooper (2000) Alberts (1994) PERMEABILIDADE PASSIVA E ATIVA � Duas soluções de diferentes concentrações tendem a igualar suas concentrações. � PASSIVA: as moléculas movimentam-se do mais para o menos concentrado, devido a diferença das concentrações, não havendo consumo de energia (ATP). � ATIVA: é a movimentação de moléculas do menos para o mais concentrado, com gato de energia (|ATP). 2 TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA � SEM GASTO DE ENERGIA PASSIVO ATIVO 1. Osmose 2. Difusão Simples 3. Difusão Facilitada COM GASTO DE ENERGIA TRANSPORTES PASSIVOS � OSMOSE: deslocamento do solvente (água) do meio menos concentrado para o mais concentrado, através de uma membrana semipermeável. � DIFUSÃO SIMPLES: espalhamento do soluto no solvente, do mais para o menos concentrado. Ocorre pela porção lipídica. � DIFUSÃO FACILITADA: É a difusão do soluto através da membrana com auxílio da PERMEASE, Cada Permease transporta só um tipo de molécula. OSMOSE: É um transporte passivo que ocorre contra o gradiente de concentração É um caso particular de difusão através de membranas semipermeáveis, onde há passagem apenas de solvente da solução menos concentrada (maior número de moléculas de água) para a mais concentrada (menor número de moléculas de água). A substância transportada na osmose é o solvente (água). - Nos glóbulos vermelhos 3 TIPOS DE SOLUÇÕES (meios): � S. HIPERTÔNICA: A concentração do soluto é maior que a concentração de solvente. glóbulos vermelhos sofrem crenação porque perdem água por osmose � S. ISOTÔNICA: A concentração do soluto é igual que a concentração de solvente. glóbulos vermelhos com formato de disco achatado. � S. HIPOTÔNICA: A concentração do soluto é menor que a concentração de solvente. glóbulos vermelhos incham porque recebem água por osmose . Osmose EXEMPLOS PRÁTICOS: � Quando uma célula animal é mergulhada numa solução hipertônica, perde água. Esse processo se chama PLASMÓLISE ( murcha ). � Quando a célula é retirada desta solução e colocada numa solução HIPOTÔNICA, num primeiro instante volta a sua condição original. Continuação: DEPLASMÓLISE. A célula então é mantida nesta solução e ganha aumento de volume, num processo chamado TURGÊNCIA (incha ), caso continue nesta solução a membrana plasmática irá se romper por excesso de água, num processo que se chama PLASMOPTISE. 4 � Quando uma célula vegetal é mergulhada numa solução hipertônica, perde água. Esse processo se chama PLASMÓLISE ( murcha ). � Quando a célula é retirada desta solução e colocada numa solução HIPOTÔNICA, num primeiro instante volta a sua condição original, continuação Continuação: num processo chamado DEPLASMÓLISE. A célula é mantida nesta solução e ganha aumento de volume, num processo chamado TURGÊNCIA (incha ), caso continue nesta solução a membrana plasmática NÃO irá se romper devido a presença da PAREDE CELULAR, que é rígida e impermeável. Portanto na célula vegetal NÃO OCORRE PLASMOPTISE. Continuação: � Vejamos agora o que acontece com uma célula em especial, as hemácias ou eritrócitos ou glóbulos vermelhos. Estes quando mergulhados em solução HIPERTÔNICA perdem água para o meio, esse processo se chama CRENAÇÃO ( murcha ). Continuação: � Caso, seja retirada desta solução e mergulhada numa solução HIPOTÔNICA, ocorrerá o acúmulo de água em seu interior provocando o rompimento da membrana plasmática, esse processo se chama HEMÓLISE. 5 Obs.: A plasmólise de hemácias recebe o nome especial de crenação. Hiper-perde águaIso- equilíbrio Hemólise Difusão simples � - substâncias comumente transportadadas: gás oxigênio, gás carbônico. � - transporte sem gasto de energia (passivo) e a favor do gradiente de concentração; � transporte de solutos através dos fosfolipídios; 6 DIFUSÃO SIMPLES FONTE: http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp O2 Co2 + + Difusão facilitada � transporte onde uma proteína carrega um soluto através da membrana; � transporte sem gasto de energia (passivo) e a favor do gradiente de concentração; � substâncias comumente transportadas: monossacarídeos (glicose), aminoácidos. PASSIVO Mudança Conformacional e Difusão Facilitada Transição → aleatória e reversível Alberts (1994) 7 TRANSPORTE ATIVO - bomba de sódio e potássio Íon sódio: mais abundante fora da célula; Íon potássio: mais abundante dentro da célula bolão laranja como sendo a bomba sódio potássio Cada vez que gasta 1 ATP (conversão da bola verde em duas bolas ciano) ela transporta 3 sódios para fora da célula e 2 potássios para dentro da célula BOMBA DE Na++ e K+ Mobilidade das Proteínas de Membrana � Difusão rotacional � Difusão lateral � Flip-flop → não ocorre Cooper (2000) 8 TRANSPORTE ATIVO � Ocorre contra o gradiente de concentração. � É feito por proteínas transmembrana chamadas ATPases ou BOMBAS. Quebram ATP e liberam energia. � Transporta sempre íons e moléculas polares. � ATPaes são específicas. Ex. Bomba de Na+; bomba de Ca++... Modelo do Mosaico Fluido 50% lipídeos - 50% proteínas 50 lipídeos : 1 proteína Cooper (2000) COTRANSPORTE � É o transporte conjunto de duas moléculas ou íons ou íon e molécula através da membrana. � Se ambos são transportados no mesmo sentido é chamado SIMPORTE. � Se os dois vão em sentido oposto é chamado de ANTIPORTE. Ex. Bomba de Sódio e Potássio. COTRANSPORTE - SIMPORTE Células do intestino tem alta concentração de glicose em seu interior e pequena concentração na luz do intestino. Mesmo assim a célula absorve glicose passivamente, usando as altas concentrações do sódio na luz intestinal que passam para o interior da célula e arrastam a glicose Cotransportes 9 Transporte Transcelular da Glicose e Assimetria de Proteínas de Membrana Alberts (1994) TRANSPORTE EM QUANTIDADE � Os processos citados anteriormente só transportam moléculas pequenas ou quantidade pequenas de substâncias. � Macromoléculas ou células inteiras são transportadas através da membrana pelos processos de ENDOCITOSE (entrada) E EXOCITOSE (saída). Na prática são os processos de FAGOCITOSE, PINOCITOSE E EXOCITOSE TRANSPORTE EM BLOCO � ENDOCITOSE � EXOCITOSE Fagocitose Pinocitose Clasmocitose Vesícula de secreção É a passagem de macromoléculas através da membrana com gasto de energia. FAGOCITOSE A esquerda fagocitose de duas bactérias por um leucócito. A direita fagocitose de dois leucócitos velhos por um macrófago. Repare que pseudópodos são lâminas de citoplasma que são “vestidas” sobre as células fagocitadas. 10 FAGOCITOSE � Após a endocitose do material o mesmo fica em um vacúolo alimentar ou fagossomo a quem se funde o lisossomo formando o vacúolo digestivo. • FAGOCITOSE FAGOCITOSE PINOCITOSE � É o englobamento de substâncias líquidas (soluções ou suspensões) por invaginação. � Formam-se canais de pinocitose que são cortados formando vesículas de pinocitose que vão aos endossomos e posteriormente são parte dos lisossomos.11 EXOCITOSE � Consiste na eliminação de certas quantidades de material pela célula, como corpos residuais (material não digerido) ou vacúolos excretores ou vesículas de secreção (materiais produzidos pelas células, principalmente glandulares). EXOCITOSE EXOCITOSE •Vesículas exocíticas contendo macromoléculas movem-se até à membrana, onde se efetua a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular. • Em seguida, o conteúdo da vesícula liberta- se para o meio extracelular. 12 Funções das Proteínas de Membrana Alberts (2000) Classes de Proteínas Transportadoras Alberts (1994) Tipos de Transporte Alberts (1994) Tipos de Transporte Mediado por Carreador Alberts (1994) 13 Ionóforos Alberts (1994) Classes de Proteínas-canal Canais de cátions controlados por voltagens Canais iônicos controlados por transmissor junções comunicantes Alberts (1994)
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