GRADIENTE ELETROQUÍMICO

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GRADIENTE ELETROQUÍMICO 4/9
Osmose = passagem de um solvente (água), de uma região hipotônica para uma hipertônica, através de uma membrana semipermeável. Tentativa de igualar as concentrações. Importante para manter o tamanho das células do nosso corpo, estão constantemente sobre pressão osmótica. 
Gradiente Eletroquímico = Vai reger os movimentos dos solutos/moléculas dissolvidas na água. Todas as moléculas individualmente devem entrar em equilíbrio. Gradiente elétrico (cargas) e químico (“igualdade de elementos em cada ambiente”/número de moléculas individuais) 
*Carga negativa atrai positiva, gradiente tipo imã 
Tenta equilibrar um sistema tanto quimicamente, em número de moléculas individuais, quanto eletricamente. Membrana é quase impermeável a íons. Todas as moléculas carregadas ou grandes passam pelas proteínas. 
Como as células mantém o gradiente eletroquímico e sua osmolaridade? Transportadores e canais proteicos, proteínas que selecionam o que vai entrar na célula.
Canais= Proteínas transmembranares que formam polos hidrofílicos na membrana por onde passam ions. Facilitam a difusão (difusão facilitada) Moléculas que atravessam interagem fracamente com as proteínas dos canais isso permite uma passagem de grande velocidade Fazem transporte passivo, sem gasto de energia na forma de ATP Ion com carga positiva consegue passar através da proteína mas não através da membrana pois o interior da proteína é hidrofílica fazendo com que ela interaja com os ions. Além disso os canais são específicos (um canal para cálcio, potássio e etc) Célula consegue controlar (por voltagem/diferença de carga, mudança de estrutura que ele ta presente) a abertura e fechamento de canal. São seletivos
Transportadores/Carreadores = Também facilitam a difusão de moléculas pela membrana Podem ser a favor ou contra o gradiente eletroquímico. Ativos(contra)/passivos (a favor) Interagem mais fortemente com a molécula que vai atravessar, passagem será com menor velocidade Proteínas sofrem mudanças conformacionais, não são estáticas. É essa mudança que permite a proteína exercer suas funções. Quando uma molécula se liga em um carreador as proteínas mudam de conformação, abrem de um lado e fecham do outro, isso permite então que a molécula se ligue nelas e sejam jogadas dentro da célula. Ou seja a molécula tem que interagir mais fortemente com os carreadores para que a conformação da proteína seja mudada. “Catraca” Transporte passivo pelos transportadores: (???) *Energia para transporte ativo: ATP, luz solar e energia do próprio gradiente eletroquímico 
Transportadores uniporta: só transportam um tipo de molécula Transportadores acoplados: transportam mais de um tipo de molécula Transporte Simporta: Quando as duas moléculas a serem transportadas, são transportadas na mesma direção ex: sódio e glicose Transporte Antiporta (trocadores): Quando as moléculas são transportadas em direções opostas 
Transportadores ativos movidos por ATP (bombas): Bombas do tipo P e F: só bombeiam íons Bombas A, B e C: íons e pequenas moléculas 
Bombas do tipo P: São fosforiladas no processo Responsáveis pela formação dos gradientes iônicos, vão manter a osmolaridade da célula animal Tem duas regiões/domínios, onde interage o ATP que será hidrolisado em ADP e o fosfato que saiu se liga a proteína que muda de conformação e joga o íon contra o gradiente. *Proteína transportadora antiporta. Ex- bomba de sódio e potássio 
Bombas do tipo F: Proteínas não são fosforiladas no processo Tipo turbina com múltiplas passagem ATP sintase (produz ATP) Encontradas na membrana interna da mitocôndria e em bactérias O ATP é hidrolisado em determinada região em ADP+P, quando isso acontece a proteína muda de conformação e gira, o girar funciona como uma turbina, o próton vai girando sendo jogado contra o gradiente. *Usa a energia do gradiente para produzir ATP, funciona no sentido inverso, proteína girando ao contrário aproxima o ADP do P
Bomba do Tipo A, B e C: Bombeia pequenas moléculas Em bactérias principalmente aminoácidos, açúcares e peptídeos. Em células de mamíferos fosfolípideos, colesterol e pequenos compostos lipofílicos. Podem bombear também íons Podem bombear também toxinas das células Bactérias e fungos no corpo que liberam toxinas, essas tem que entrar na célula para ter suas funções na célula. Essas bombas A, B C na superfície bombeia as toxinas para fora da célula. Toxinas geralmente são hidrofóbicas para conseguir atravessar a membrana, famílias diferentes de proteínas A, B, C exportadoras importadoras.Problema elas geram resistência a quimioterápicos/ múltiplas drogas- tumores são causados por mutações cumulativas na célula, é heterogêneo (células com diferentes mutações) 
CITOESQUELETO
Funções: Confere as diversas formas das células, mobilidade, estrutura interna 
Caraterísticas: É uma estrutura altamente dinâmica, sofre instabilidade dinâmica Proteico e possui subunidades feitas de pequenas proteínas solúveis que podem se polimerizar formando um filamento, esse processo é dinâmico, ou seja, subunidades podem se polimerizar ou dispolimerizar com a mesma facilidade. *Célula vai reutilizar o tempo todo as subunidades Somente células eucarióticas possuem citoesqueleto Filamentos intermediários (formam uma teia na célula), microtúbulos (vão de próximo ao núcleo em direção a mebrana) e microfilamentos de actina. Cada um exerce uma função diferente na célula 
Microfilamento de actina: Sua subunidade são proteínas globulares, actina Estrutura flexível Diâmetro pequeno Funções: Mobilidade celular, contração muscular e o processo de divisão celular 
Microtúbulos: Subunidade globular proteica, tubulinas Formam uma estrutura tubular “canudo” Diâmetro mais espesso do que o do microfilamentos Funções: Formar cílios e flagelos, executar segregação do DNA formando fusos mitóticos, transporte de organelas e vesículas através da célula. Funciona como organizador da célula 
Filamentos intermediários: Espessura intermediária entre os dois outros Subunidades são fibrilares (proteínas distendidas), sua polimerização ficará em formato de cordas Se distribui na célula como se fosse tecido/teia de aranha Ex- queratina Funções: ancorar núcleos e organelas, formar envelope nuclear e conferir força mecânica pra célula 
Polimerização dos microfilamentos actina e dos microtúbulos: São próximas pois ambas tem como subunidade proteínas globulares 1)Polimerização da actina: Actina em seu interior se liga a uma molécula de ATP. Liga-se um ATP a cada subunidade do filamento de actina, esse ATP altera a dinâmica de polimerização do filamento de actina. A proteína actina é polarizada pois tem diferença entre a região mais e menos. Região mais é côncava e região menos é convexa. Uma vai encaixar na outra e a fibra no final também será polarizada, extremidade menos e uma mais na fibra. Importante para a função da actina. *Filamento polarizado o que está relacionado a conformação da proteína no final e no começo da fibra 
2)Polimerização dos microtúbulos: Suas subunidades são alfa e beta tubulina, elas se juntam. Dentro de cada uma dessas subunidades se liga uma molécula de GTP (instável). Essa subunidade também é polarizada *senso de direção da célula, extremidade mais e menos. Microtúbulos também são citoesqueleto polarizados. Conforme as subunidades vão se juntando forma uma protofibra, que se associa lateralmente até formar um canudo, microtúbulo completo 
A extremidade mais de ambos tendem a crescer mais rapidamente do que a extremidade menos. Vários eventos podem alterar a polimerização dessas fibras. 
Polimerizando(crescimento, entram em catástrofe) e entram em catástrofe= fibras instáveis. *Existem proteínas que conseguem estabiliza-las, célula controla isso 
Polimerização dos filamentos intermediários: Subunidades fibrilares/filamentar (como se fosse uma linha), o que permite a geração de múltiplos contatos laterais, estrutura em forma de corda o que tem como consequência uma grande resistência mecânica contra estiramento. 
Estudo do gráfico: Microtúbulo: não resiste força mecânica Filamentos de actina: é possível aplicar força mas não deforma, “elástico”, cabo de aço, transmissão de energia mecânica ex- contração muscular Filamento intermediário: “elástico” 
CONTINUAÇÃO DE CITOESQUELETO 11/9
Microfilamentos de actina e microtúbulos: Como o citoesqueleto consegue executar suas funções na célula? Proteínas acessórias e proteínas motoras
Essas proteínas se associam ao citoesqueleto dando função a ele.
Proteínas acessórias: Proteínas de nucleação = Aceleram o processo de polimerização 
a)PA dos microfilamentos de actina: Proteína ARP= Complexo inativo que quando é ativado por outra proteína, fator de ativação, leva a polimerização do microfilamento de actina. Esse fator de ativação pode ser ativado por receptores de membrana. Estabiliza a extremidade menos (cresce mais devagar) do microfilamento de actina. Forma uma estrutura em forma de gel embaixo da membrana pois se liga a outros filamentos de actina. Proteína fimbrina= Fazem interligação entre os filamentos. Feixes paralelos próximos um ao outro e não contráteis. Alfa actinina = Faz feixes paralelos contráteis Filanina = Faz feixes perpendiculares *Microfilamentos podem se organizar em fibras de estresse, migração de células.Células na forma de filopóide, aumentam a sua superfície de contato
b)PA dos microtúbulos: Todos os microtúbulos da célula começam no centrossomo. E cada célula possui apenas um centrossomo. Centrossomo geralmente fica próximo ao núcleo, é uma estrutura proteica e possui em sua superfície proteínas nucleadoras chamadas de gama-tubulina que fazem a nucleação do microtúbulo. A extremidade menos do microtúbulo fica ligada na gama-tubulina (centrossomo), e as extremidades mais ficam próximas da membrana. Isso da uma organização para célula *orientação para moléculas *Centrossoma, centro de organização da célula, dentro fica a gama-tubulina e um par de centríolos. Durante a divisão celular a célula terá 2 centrossomos que permitem a segregação do DNA MAP2 e TAU= Organizam os microtúbulos pareando-os. MAP2 faz microtúbulos mais distantes paralelamente, TAU faz microtúbulos mais próximos paralelamente *Alzheimer TAU é fosforilada em excesso (43:30)
Proteínas motoras: Conseguem se locomover usando os microfilamentos de actina e microtúbulos Funções= Contração muscular, transporte de moléculas na célula Se ligam aos filamentos polarizados, usam a energia da hidrólise de ATP para se moverem ao longo do filamento Fazem um ciclo estado fortemente ligado ao filamento e outro desligado ao filamento. Ciclo mecânico químico, ligação ao filamento, alteração de conformação, desligamento, relaxamento e re-ligação ao filamento. Com esse ciclo elas vão caminhando. 
Proteína miosina: Se liga a microfilamentos de actina, caminha em direção a extremidade mais. Miosina 2- presente nas células musculares esqueléticas, possui duas cabeças globulares (motoras)que caminham sobre o microfilamento de actina e uma cauda filamentar onde se liga o que será carregado por elas. Miosinas tem família, cada uma com uma função diferente. Todas elas possuem o domínio motor (globular) e o domínio filamentar onde vai se ligar a carga (varia) para ser transportada. Miosina 1= forma microvilosidades Miosina 2= contração muscular Miosina 5 = transporte de vesículas nas membranas Funcionamento da miosina 2 na contração do músculo estriado esquelético= Passo da miosina em cima do microfilamento de actina - 1)Estado ligado (rigor mortis *quando morre o ATP acaba todos os músculos ficam na parte ligada fortemente, músculo fica duro), estado ligado da miosina com actina 2)O ATP se liga ao domínio motor da miosina levando a uma mudança conformacional e ao seu desligamento da actina *miosina se solta da actina 3) O ATP é hidrolisado em ADP+P inorgânico, levando a uma nova mudança conformacional deslocando o domínio 5 nanômetros para frente 4)Fosfato inorgânico é liberado e a miosina se liga fracamente á actina (na actina adiante, da extremidade mais) 5) Saída do ADP e retorno a conformação original da miosina. Nesse passo ocorre a força de tração. Retorno para o estado inicial No músculo estriado esquelético: 
 Estrutura central da fibra muscular são filamentos bipolares de miosina *Miosina tipo 2, umas ligadas as outras, cabeças caminhando em direção contrária. Músculo esquelético, estrutura altamente organizada de proteínas motoras, miosina, com actina, que é o microfilamento de actina. As unidades dos músculos esqueléticos são denominadas sarcômeros. Como os sarcômeros funcionam= O sarcômero é limitado por duas bandas/linhas Z. No meio do sarcômero se tem as fibras bipolares de miosina banda escura. A partir do disco Z partem microfilamentos de actina, os microfilamentos de actina formam as bandas claras. Miosina caminha de menos para mais, domínio motor andara nessa direção, puxa a banda Z em direção a ela. Bandas Z reduzem de tamanho, contração muscular 
*microtúbulo é o centro organizador da célula, uma proteína leva em direção ao núcleo e a outra na direção da membrana.
Proteína dineina: Se liga a tubulina (microtúbulo), caminha em direção da extremidade menos. Envolvidas na contração dos cílios e dos flagelos.
Proteína cinesina: Se liga a tubulina (microtúbulo), caminha em direção a extremidade mais.