Transporte de nutrientes nas células vegetais

Prévia do material em texto

Sistemas de transporte de nutrientes das células de plantas
Vinicius Xavier
Agosto/2018
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL
CAMPUS TRÊS LAGOAS (CPTL)
Prática De Ensino Em Fisiologia Vegetal
Sistemas de transporte de nutrientes das células de plantas
Por que é necessário o transporte celular? 
Quais os tipos de transporte através da membrana plasmática?
Como ocorre o transporte celular? 
Qual a importância local e global do transporte celular?
SIstema - em resumo, tudo dentro de uma região definida do espaço. 
Um sistema pode ser: isolado, fechado ou aberto.
Uma célula vegetal pertence a qual tipo de sistema?
Um organismo vivo é um sistema aberto; ele troca tanto matéria quanto energia com seu meio.
de que maneira?
Raven, 2016.
A membrana plasmática controla o movimento de substâncias para dentro e para fora da célula.
Numerosas membranas internas controlam a passagem de substâncias no interior da célula.
Imagine uma membrana feita de metal: ótima para manter as entranhas da célula, mas péssima em deixar materiais entrarem e saírem.
Mas uma membrana feita de filó teria efeito totalmente inverso: permeável, mas rasgaria facilmente. 
Então a membrana ideal seria a mistura das duas coisas.
O transporte de nutrientes através das membranas celulares é um processo extremamente dinâmico e multifatorial cuja compreensão depende primariamente do conhecimento das propriedades físico-químicas e bioquímicas das:
 moléculas transportadas;
da própria membrana;
 de suas proteínas transportadoras.
A polaridade, o tamanho da molécula e a presença de cargas são fatores importantes.
Imagens do Google
Moléculas de pequeno diâmetro apolares como O2 ou polares como CO2 e H2O podem atravessar as membranas celulares por difusão simples.
Imagem do Google
Quando o oxigênio se acumula, ele procura por mais lugares vazios e se move em direção a esses espaços.
Por que não conseguem atravessar por difusão?
A maioria dos nutrientes essenciais derivados do solo torna-se disponível na solução intersticial sob a forma iônica. 
Para estas moléculas polares a dupla camada de ácidos graxos apolares que compõe o interior da matriz lipídica das membranas impõe uma forte barreira termodinâmica à difusão simples. 
KERBAUY, , 2008.
Por isso, o transporte destes íons e de outras moléculas polares maiores (como açúcares, aminoácidos, ácidos orgânicos e até alguns fitormônios) é mediado por proteínas integrais que possuem um canal interno hidrofílico, o qual atravessa a barreira hidrofóbica da membrana 
Modelo mosaico-fluido da estrutura da membrana.
Raven, 2016.
Duas configurações de proteínas transmembranas.
Raven, 2016.
Os canais são proteínas que possuem sítios de reconhecimento e translocação para íons específicos, os quais funcionam como poros de abertura controlada que atravessam as membranas. 
Imagem do Google
As proteínas canais mais importantes para a nutrição mineral são os canais iônicos específicos que transportam nutrientes catiônicos ou aniônicos.
 Tal velocidade só é possível porque os canais realizam transporte passivo, a favor de um gradiente de concentração, sendo o fluxo de massa a força motriz que impele as moléculas através do canal, sem que haja comprometimento de mudanças conformacionais complexas. 
As proteínas carreadoras são transportadores que podem mediar tanto o transporte ativo quanto o passivo através das membranas. 
Os carreadores reconhecem e ligam um soluto (molécula ou íon) em um lado da membrana e sofrem uma série de modificações conformacionais, liberando-o no outro lado da membrana.
Entretanto, diferente dos canais, os carreadores podem utilizar a energia acumulada no gradiente eletroquímico estabelecido na membrana para realizar o transporte ativo de nutri- entes que se encontram em concentrações diminutas no solo. Por isso, estes são os principais sistemas diretamente responsáveis pela absorção de nutrientes das células epidérmicas absortivas da raiz. 
Imagem do Google
As bombas iônicas, assim como os canais e carreadores, também são proteínas integrais transmembrana, mas se diferenciam destes por serem ativadas por energia química na forma de substratos fosfatados: ATP ou PPi.
Ou seja, além do sítio de ligação do íon a ser transportado, estas proteínas também possuem um sítio catalítico que liga especificamente um destes substratos fosfatados (ATP ou PPi) , os quais sofrem hidrólise enzimática liberando energia para o transporte ativo deste íon.
Porém, devido à capacidade de gerar de forma independente de outros sistemas a energia necessária à sua atividade de transporte, estas bombas constituem os principais sistemas primários de transporte de íons da célula vegetal.
Os carreadores que dependem dos gradientes eletroquímicos gerados por estas bombas eletrogênicas são classificados como sistemas secundários de transporte. 
Assim, termodinamicamente, as bombas são enzimas transportadoras responsáveis pela energização e controle do transporte de nutrientes através de todas as membranas da célula vegetal.
TAXA de transporte 
O número de íons ou de moléculas de soluto transportados pela proteína por segundo:
Nas bombas (menos que 500 por segundo);
Nas proteínas carregadoras (500 a 10.000 por segundo) e;
Nas proteínas de canal (10.000 a milhões por segundo).
Uma aquaporina pode transportar até 3 bilhões de moléculas de agua por segundo.
dúvidas?
Bibliografia consultada
KERBAUY, G. B. Fisiologia vegetal. 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
NELSON, D. L.; COX, M.M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
RAVEN, P. H.; EVERT, R. F.; EICHHORN, S. E. Biologia vegetal. 8ª ed. Rio de Janeiro, RJ: Guanabara Koogan, 2016.