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UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES Aline Zanfrilli Bruna Oliveira Kathleen Souza Kauane Carolina Mariana Rodrigues RELATÓRIO: Efeito da temperatura sobre a membrana celular Mogi das Cruzes, SP 2018 UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES Aline Zanfrilli Bruna Oliveira Kathleen Souza Kauane Carolina Mariana Rodrigues RELATÓRIO: Efeito da temperatura sobre a membrana celular PROFESSOR ORIENTADOR: Douglas Mascara Mogi das Cruzes, SP 2018 Relatório de Experimento do curso de Enfermagem apresentado à matéria de Biologia da Universidade de Mogi das Cruzes. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO............................................................................... 04 1.1. ESTRUTURA DAS MEMBRANAS....................................... 04 1.1.1. MEMBRANAS DA BETERRABA.................................. 05 2. OBJETIVO..................................................................................... 07 2.1. OBJETIVO GERAL.............................................................. 07 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................ 07 3. MATERIAIS E MÉTODOS............................................................. 08 3.1. MATERIAIS.......................................................................... 08 3.2. MÉTODOS............................................................................ 08 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO..................................................... 10 5. CONCLUSÃO................................................................................ 13 REFERÊNCIAS................................................................................. ......... 14 4 1. INTRODUÇÃO Ao observarmos um fato e não nos aprofundarmos no mesmo estamos nos baseando em hipóteses, para que nós possamos nos aprofundar é necessário um experimento controlado. No caso de suspeitas sobre um fato devemos sanar nossas duvidas analisando um objeto base e outro estimulado de alguma forma dependendo do objetivo que queremos alcançar. O experimento é algo planejado previamente com princípios básicos usados para testar algo desconhecido ou até mesmo conhecido só que cercado por incertezas, como dito anteriormente, baseado em hipóteses. “A objetividade deve oferecer ao sujeito a oportunidade de desvencilhar-se da convicção individual expondo-a à crítica interpessoal em busca de um acordo consensual” (POPPER, 1975). Alguns aparelhos são importantes para obtenção de um controle experimental, um de suma importância é o espectrofotômetro que mede a absorção de luz visível e ultravioleta. Essa absorção pode estar definida em forma de absorbância, transmitância ou concentração. “O valor e a utilidade de qualquer experimento é determinado pelo encaixe entre o material e a finalidade para a qual ele é usado e, assim, no caso diante de nós não podemos desconsiderar que as plantas quando objetos de experiência, estão sujeitas à maneira como tal experimento é conduzido” (GREGOR JOHANN MENDEL). A maneira que o experimento será conduzido interfere nos resultados, por isso é necessário: • Verificar se a temperatura está no nível determinado; • Analisar se quantidade de água destilada está igual em todos os compartimentos; • Verificar se o tempo em repouso se adiantou ou se excedeu; • Analisar se os objetos de estudos são idênticos; • E, principalmente, se o cientista está depositando toda sua atenção ao experimento. A observação desses fatores antecipadamente elimina existência de erros. 1.1. ESTRUTURA DAS MEMBRANAS 5 As membranas celulares apresentam uma função ímpar na manutenção da integridade celular, como também na regulação da permeabilidade das membranas. As membranas são constituídas de proteínas e lipídios, organizados em bicamadas assimétricas, conforme modelo proposto em 1972 por Singer & Nicolson (Figura 1). FIGURA 1: Modelo de mosaico fluído para membranas biológicas. Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-lmbjktj0au4/thc01dakpzi/aaaaaaaaaqk/dknjfu- x0hs/s1600/mosaico+fluido.jpg Uma das principais funções das membranas é regular a permeabilidade diferencial, isto é, todas elas são capazes de controlar o fluxo de nutrientes e de água para dentro ou para fora dos compartimentos que estão delimitando. Ao serem expostas a fatores físicos (calor, etc.) e químicos (detergentes, etc.) têm suas permeabilidades alteradas. 1.2. MEMBRANAS DA BETERRABA Nas raízes de beterraba (Beta vulgaris), são encontrados pigmentos vermelhos e púrpuras da classe das betacianinas, pigmentos estes que caracterizam o gênero Beta sp. Estes pigmentos são estocados nos vacúolos pulsáteis e a membrana tonoplastídica os protege do meio externo. Em situação normal estes pigmentos não conseguem ultrapassar através das membranas plasmáticas, mas podem ultrapassar pela parede celular. Entretanto, se a membrana plasmática sofrer algum tipo de dano físico ou químico a permeabilidade é perdida, podendo haver extravasamento de pigmentos. E esse é justamente o objetivo do experimento 6 realizado: utilizar agentes físicos e químicos que irão causar danos aos lipídios e proteínas da membrana da beterraba, fato que ocorre quando betacianina se dissolve na água, o efeito combinado proporciona um choque térmico que desintegra a estrutura das membranas. Através desse experimento notamos que ocorre o processo de osmose nas células da beterraba, especificamente na organela Vacúolo Pulsátil. Em resumo, quando colocamos essa célula em contato com um solvente ocorreu a osmose e é graças a isso que pudemos ver a saída de pigmento em diferentes concentrações dependendo da temperatura a qual a beterraba foi submetida. 7 2. OBJETIVO 2.1. OBJETIVO GERAL Thomashow (1999), descreveu que as membranas plasmáticas poderiam sofrer diferentes arranjos quando submetidas à diferentes temperaturas, onde temperaturas baixas e altas alteravam a estrutura das membranas tornando-as mais permeáveis ou mais rígidas. Dessa forma, os objetivos gerais são: • Verificar como diferentes temperaturas afetam a estrutura e a permeabilidade da membrana celular da beterraba; • Observar a absortividade das membranas plasmáticas em tecidos de caules de beterrabas. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Avaliar o efeito da temperatura e dos solventes sobre a membrana celular de caules de beterraba. 8 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS Foram utilizados para esse experimento os seguintes itens: • Água corrente; • Água destilada; • Cortador de legumes (Faca); • Cubas para banho Maria com temperaturas de 40, 60 e 80°C; • Cubeta de Acrílico; • Espectrofotômetro 425nm; • Marcador preto (Caneta); • Raiz de beterraba; • Tubo de ensaio. 3.2 MÉTODOS Com o auxílio de um cortador de legumes (faca), foram cortados 4 cubos de beterraba com tamanhos semelhantes e em seguida os cubos foram lavados em água corrente até que não houvesse mais eliminação de pigmentos. Os tubos de ensaio foram enumerados de 1 a 4 e dentro de cada tubo foram adicionados um cubo de beterraba e 20 ml de água destilada. Cada tubo sofreu um tratamento especifico: o Tubo 1 foi utilizado como controle experimental e, portanto, permaneceu em temperatura ambiente. O Tubo 2 foi deixado em banho Maria em 40°C, o Tubo 3 em 60°C e o Tubo 4 em 80°C, todos permaneceram nessas temperaturaspor 30 minutos. Após os 30 minutos os tubos foram retirados do banho Maria e levados para o espectrofotômetro para que fosse observada a quantidade de luz (radiação eletromagnética) absorvida, transmitida ou refletida pela amostra. Antes de testar as amostras foi necessário garantir que o espectrofotômetro estava calibrado. A calibração do espectrofotômetro é importante para garantir que as medidas realizadas com o instrumento forneçam resultados certos. 9 Todos os tubos de ensaio foram bem agitados antes de serem transferidos para a cubeta para que seu conteúdo fosse homogeneizado. Para o início da obtenção dos resultados, a máquina foi ligada e ajustada para a função de fotometria de 425nm. Logo após, foi adicionado água destilada na cubeta de acrílico para lavá-la e em seguida foi inserido uma parte do conteúdo do Tubo Controle na cubeta e a mesma foi colocada no local indicado do espectrofotômetro, a tampa foi fechada e o botão auto zero apertado, zerando todas as medidas e tornando o tubo controle um valor neutro, no qual os resultados dos outros tubos foram baseados. Para que a máquina elaborasse a tabela com os valores de absorbância, o botão Start foi apertado. Após esse processo a cubeta foi retirada do aparelho e lavada com água destilada duas vezes. Em seguida, os solventes dos tubos restantes (2, 3 e 4) foram inseridos na máquina um por um e o botão Start foi apertado a cada novo solvente inserido para que os resultados fossem incluídos na tabela. Depois que cada solvente foi retirado do espectrofotômetro, houve a lavagem da cubeta de acrílico com agua destilada. No final, a diferença entre os resultados foi observada através da tabela feita pelo próprio espectrofotômetro e, com base nela, montamos um gráfico para melhor visualização dos resultados. 10 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Quando se realiza um experimento, é de suma importância que o cientista esteja totalmente concentrado e atento a cada mínimo detalhe, caso contrário poderão haver divergências ou erros nos resultados obtidos. Graças à falta de atenção, o grupo não notou algumas alterações existentes nas temperaturas apresentadas pelas cubas de banho maria e nem qual era o procedimento correto a se fazer, lavando os tubos de ensaio, ao invés dos cubos de beterraba, o que acabou prejudicando fortemente o resultado obtido no final do experimento. Em uma análise a olho nu, já se fez possível notar os diferentes resultados obtidos graças a observação da pigmentação presente em cada tubo de ensaio preparado. Figura 2: Cubos de beterraba nos tubos de ensaio após a retirada do banho maria e homogeneização. O primeiro tubo foi nomeado como tubo de controle experimental, portanto o mesmo recebeu um pedaço de beterraba, mas não foi submetido ao banho maria, permanecendo em temperatura ambiente. Passados os 30 minutos, mexemos o tubo rapidamente para homogeneizar o pigmento e notamos que este era claríssimo. O mesmo foi usado para zerar o espectrofotômetro. No segundo tubo realizamos o mesmo procedimento, porém o tubo foi submetido a uma temperatura superior à de 40ºC durante os 30 minutos em que permaneceu em banho maria, o que fez com que a pigmentação ficasse mais 11 intensa. Ao analisarmos no espectrofotômetro, obtivemos uma absorbância de 0.586. O terceiro tubo foi submetido a uma temperatura inferior à de 60ºC, apresentando, após a homogeneização, uma pigmentação visualmente semelhante à do segundo tubo, porém um pouco menos intensa, com absorbância de 0.334. O quarto tubo, foi submetido a uma temperatura de aproximadamente 80ºC, então sua pigmentação ficou mais densa quando comparada às outras, com absorbância de 1.132 segundo o espectrofotômetro. Tabela 1: Absorbância total de cada tubo de ensaio submetido à fotometria 425nm no espectrofotômetro - período: abril 2018 Absorbância Controle Experimental 0.000 Tubo 2 0.586 Tubo 3 0.334 Tubo 4 1.132 Para uma análise de melhor compreensão foi elaborado o seguinte gráfico: Gráfico 1: Absorbância total de cada tubo de ensaio submetido à fotometria 425nm no espectrofotômetro - período: abril 2018 Absorbância 12 Através do gráfico, é possível ver com maior clareza o erro experimental que fez com que os resultados fugissem do esperado. Se o experimento tivesse sido realizado da maneira correta e com o emprego da devida atenção, o gráfico apresentaria uma reta crescente. Embora através do experimento realizado não fosse possível observar o que aconteceu ao nível de membrana, podemos constatar que a exposição a elevadas temperaturas é responsável pela desnaturação das proteínas integradas a membrana. 13 5. CONCLUSÃO 14 REFERÊNCIAS AZEVEDO, Celicina Borges. Metodologia cientifica ao alcance de todos. 2ª ed. Barueri, SP: Manole, 2009. BRACHT, Adelar; ISHII-IWAMOTO, Emy Luiza. Métodos de Laboratório em Bioquímica. 1ª ed. Barueri, SP: Manole, 2003. POPPER, Karl Rudolf. A lógica da pesquisa científica. São Paulo: Cultrix/EDUSP, 1975.
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