994110 Aula 6 Transporte de solutos

Prévia do material em texto

Fisiologia Vegetal 
Profa. Keline Albuquerque 
Transporte de Solutos 
na Célula Vegetal 
Movimento dos nutrientes ao longo da raiz 
Transporte de solutos no 
interior da célula vegetal 
A água é absorvida por pelos radiculares, 
com ela entram os minerais 
• A água passa por entre as células, 
arrastando os minerais do solo que 
são selecionados pela endoderme 
Transporte dos solutos no interior da célula 
A raiz além de se desenvolver no solo, deve ter 
mecanismos que permitam selecionar os nutrientes que a 
planta necessita para o seu desenvolvimento 
Membrana plasmática 
O transporte entre células e no interior das 
células é controlado por membranas 
Membranas Plásmática 
 
• Separa o interior da célula do ambiente externo 
• Regula continuamente o trânsito de íons e moléculas 
para dentro e para fora a medida que a célula absorve 
nutrientes, exporta resíduos e regula pressão de turgor 
• Detecta informações sobre o ambiente físico 
 Tonoplasto: membrana que envolve o vacúolo 
 Carioteca ou envoltório nuclear: envolve o núcleo 
 Membranas do RE e mitocôndrias 
Fosfolipídeo 
Bicamada lipídicas, contendo proteínas, 
formando a estrutura de “mosaico fluido” 
Barreira estrutural e funcional das células 
TRANSPORTE DE ÍONS ATRAVÉS DE MEMBRANAS 
1. Difusão pela membrana 
2. Mediado por proteínas 
Bicamada fosfolipídica 
Membrana semipermeável 
Difusão de moléculas através da membrana é baixa 
O2, CO2 e NH3: atravessam a membrana por difusão 
Moléculas polares e iônicas – proteínas 
Transporte passivo e ativo 
Movimento de solutos através de membranas é controlado 
por um gradiente de energia livre ou potencial químico 
• Transporte passivo (difusão): 
Ocorre a favor do gradiente de potencial químico 
• Transporte ativo: 
Ocorre contra o gradiente de potencial químico 
Transporte Passivo X Transporte Ativo 
• Rápido 
• Sem gasto energético 
(ATP) 
• A favor de gradiente de [ ] 
• Mais lento 
• Com gasto energético 
(ATP) 
• Contra um gradiente de [ ] 
Condições iniciais: 
[KClA] > [KClB] 
Compartimento A Compartimento B 
Transporte de solutos em sistemas biológicos 
Transporte 
Concentração 
 Pressão Hidrostática 
Cargas elétricas 
POTENCIAL 
ELETROQUÍMICO 
Permeabilidade da membrana varia de acordo 
com as cargas elétricas 
Transporte mediado por proteínas 
• Proteínas transportadoras facilitam a passagem de íons 
e outras moléculas que não atravessam a membrana 
• Tipos: canais, carregadoras e bombas 
• Proteínas que funcionam como poro seletivo 
• Transporte sempre passivo 
• Especificidade tamanho do poro e cargas elétricas 
PROTEÍNAS CANAIS 
 Transporte limita-se principalmente a 
íons e água 
 Velocidade rápida: 108 íons/segundo 
 Estruturas denominadas portões, 
controlados por sinais externos, 
regulam a abertura e fechamento 
Os canais podem ser controlados por vários sinais: 
concentração íons, pH, hormônios e luz 
Canais variam quanto à liberação de solutos para dentro e fora da célula 
• Canais aniônicos: permite que ânions difundam-se para fora da célula 
• Canais catiónicos: variável (K+: entrada e saída; Ca2+ : entrada na célula 
) 
• Substância transportada é inicialmente ligada a um sítio 
específico na proteína carregadora 
• A ligação gera mudança na conformação da proteína, a 
qual expõe a substância no outro lado da membrana 
• Transporte mais lento: 100 a 1000 íons moléculas/s 
• Transporte passivo e ativo (secundário) 
PROTEÍNAS CARREGADORAS 
Carregadores são altamente 
seletivos para um substrato: 
Íons e moléculas orgânicas 
A: Ligação da molécula com a proteína carregadora 
B: Modificação da conformação da proteína – facilita transporte 
C: Liberação e retorno à conformação original 
Transporte passivo pelas proteínas carregadoras 
BOMBAS (H+ - ATPase) 
Geração de força que impulsiona 
o movimento (ativo primário) 
Íons ou substâncias orgânicas são 
transportados contra seu gradiente 
de potencial químico 
Membrana plasmática vegetal  H+ e Ca2+ são 
as principais bombas (íons bombeados) 
Transporte ativo  Fonte de energia 
Hidrólise de ATP 
Fosforilação da bomba 
Geração de uma força motriz que ativa o transporte 
Transporte Ativo Primário (bombas) 
Transporte ativado pela hidrólise de ATP 
• Bombas de H+ geram um potencial na membrana e um 
gradiente de pH  importante para transporte de outros 
íons e ativação de funções da planta 
Transporte ativo secundário (proteínas carregadoras) 
• Transporte ativado pela força motriz dos prótons e não pela 
hidrólise de ATP 
• Acopla o transporte contra um gradiente de um soluto ao 
transporte a favor do gradiente de outro soluto 
Proteína 
canal 
Proteína 
carregadora 
Bomba 
Gradiente (∆) 
de potencial 
eletroquímico 
Transporte ativo primário 
(contra a direção do ∆ 
eletroquímico) 
Transporte passivo 
(na direção do ∆ eletroquímico) 
Difusão simples 
As proteínas de transporte exibem especificidade 
para os solutos que transportam, por isso existe 
grande diversidade das mesmas nas células 
Característica do transporte proteico 
Proteínas Canal Carregador Bomba 
Especificidade 
• Cargas 
• Tamanho 
do poro 
Por um soluto 
ou grupo de 
solutos 
relacionados 
Por um soluto 
ou grupo de 
solutos 
relacionados 
• Transporte através 
de membranas é 
energizado por um 
sistema de 
transporte ativo 
primário (aumento 
de H+ extracelular) 
 
• Outros íons e 
solutos orgânicos 
podem então ser 
transportados de 
forma ativa 
secundária 
Carregamento 
do xilema 
• Íons no parênquima xilema (células vivas) saem do simplasto, 
sendo liberados no apoplasto e difundem-se para dentro dos 
elementos traqueais - carregamento do xilema 
• Mediado por proteínas transportadoras 
Endoderme  parênquima 
xilema: Simplasto 
Epiderme  parênquima 
cortical: Simplasto e apoplasto 
Os nutrientes 
absorvidos 
pelas raízes são 
carregados para 
a parte aérea 
pela corrente 
transpiratória Seiva bruta 
(água e minerais) 
C
o
rr
e
n
te
 t
ra
n
s
p
ir
a
tó
ri
a