BIOLOGIA HUMANA - portfólio ciclo 03

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CENTRO UNIVERSITÁRIO CLARENTIANO
CURSO DE BACHARELADO EM ENFERMAGEM
BIOLOGIA HUMANA
Portfólio Ciclo 03
Atividade apresentando à Disciplina de Anatomia Humana, Profª. Selma Bellusci, no curso de Graduação em Enfermagem (Bacharelado).
SÃO MIGUEL DO GUAPORÉ – RO
2020
Artigo: FLUXO MOLECULAR E IÔNICO DAS PROTEÍNAS DE TRANSPORTE EM MEMBRANAS
Carlos Moacir Colodete
· O interior de uma célula vegetal é separado da parede e do ambiente por uma membrana plasmática, cuja espessura é de apenas duas camadas de moléculas de lipídeos. Essa bicamada lipídica separa um ambiente interno relativamente constante do entorno bastante variável. Além de formar uma barreira hidrofóbica à difusão, ela tem a função de facilitar e regular constantemente a passagem de íons e moléculas selecionados para dentro e para fora, à medida que a célula absorve nutrientes, exporta restos e regula sua pressão de turgidez.
A membrana plasmática também transmite informações sobre o ambiente físico, com sinais moleculares enviados de outras células e sobre a presença de patógenos invasores.
A membrana celular faz parte de todas as células que estão vivas. É uma fina camada formada por moléculas de lipídeos e proteínas. Ela é utilizada pela célula para o transporte de substâncias importantes para o seu metabolismo do meio exterior para o interior das células. Elas realizam o transporte inverso ao levar para o exterior da célula as secreções indesejadas. 
A membrana plasmática é responsável pelo controle de saída e entrada de substâncias que devem entrar na célula e as que devem sair. É uma camada tão fina que somente pode ser visualizada com o uso de um microscópio eletrônico. É caracterizada como um fluído bidimensional que possui a capacidade de alterar sua forma. 
A estrutura da membrana plasmática é formada por lipídios, proteínas e glicídios, esse modelo da estrutura da membrana plasmática atualmente aceita é o conhecido como mosaico fluido. Por existir a movimentação dos lipídios por essa estrutura, a membrana apresenta certa fluidez, não sendo, por tanto, considerada estática. 
O transporte pela membrana pode ser feito de duas formas: transporte passivo (onde não há gasto de energia) e o transporte ativo (quando ocorre gasto de energia).
	As proteínas encontradas na membrana podem ser chamadas de periféricas ou integrais. 
· As proteínas periféricas são aquelas que não atravessam a membrana plasmática e estão indiretamente ligadas a ela, 
· As integrais encontram-se inseridas na camada lipídica. 
Com a utilização de alguns reagentes, é possível extrair facilmente as proteínas periféricas da membrana, diferentemente das integrais, que só são liberadas pelo rompimento da bicamada lipídica. As proteínas integrais podem ser do tipo transmembranas, as quais são caracterizadas pela presença de porções expostas dos dois lados da bicamada.
No lado externo da membrana, encontram-se os carboidratos, que podem estar ligados a proteínas ou lipídios. Ao se ligarem a proteínas, os carboidratos formam as glicoproteínas. 
No caso de ligação com lipídios, formam os glicolipídios. O resultado dessas ligações forma uma camada mal delimitada, denominada de glicocálice.
2. Três classes de proteínas transportadoras de membrana: (A) canais, (B) carreadoras e (C) bombas. 
Proteínas canais e carreadoras podem mediar o transporte passivo de soluto pela membrana (por difusão simples ou difusão facilitada) a favor do gradiente de soluto e potencial eletroquímico. 
(A) Proteínas canais agem como poros nas membranas e sua especificidade é determinada primeiramente pelas propriedades biofísicas no canal.
(B) Proteínas carreadoras se ligam na molécula a ser transportada em um lado da membrana e depois a liberam do outro lado. 
(C) O transporte ativo primário é realizado pelas bombas e usam energia diretamente, usualmente da hidrólise do ATP, para bombear os solutos contra o seu gradiente ou potencial eletroquímico. Modificado (TAIZ & ZEIGER, 2010).
	Transporte passivo (na direção gradiente eletrolítico) é o nome dado a passagem natural de pequenas moléculas a través da membrana plasmática, em virtude da diferença de pressão de difusão, entre os líquidos que estão nos dois lados da membrana. É o que justifica a absorção e a eliminação de água pela célula. 
	O transporte ativo primário (contra a direção gradiente eletrolítico) é realizado pelas bombas e usam energia diretamente, usualmente da hidrólise do ATP, para bombear os solutos contra o seu gradiente ou potencial eletroquímico. Os principais tipos de bombas de prótons são H+ -ATPase de membrana plasmática e vacuolar e a H+ -PPase vacuolar. 
	O transporte ativo é realizado por proteínas carreadoras e utiliza energia sob a forma de ATP para realizar o transporte de íons e outras substâncias através da membrana plasmática contra um gradiente de concentração, ou seja, é neste tipo de transporte que um íon localizado em uma região de baixa concentração pode ser transportado para outra com alta concentração deste mesmo íon, mantendo desta maneira uma manutenção na diferença de concentração de cátions e ânions de forma diferenciada no lado intra e extra celular.
3. Transportadores primários
Para realizar transporte ativo primário, um carregador precisa acoplar o transporte do soluto contra o gradiente eletroquímico com outro evento que libere energia, de modo que a mudança global na energia livre seja negativa Este transporte é diretamente acoplado a uma fonte de energia diferente, como a hidrólise de ATP, uma reação de oxidação-redução, ou a absorção de luz por uma proteína carregadora.
As proteínas de membrana que catalisam o transporte ativo primário são chamadas de bombas, e na sua maioria transportam íons, como H+ ou Ca2+. Entretanto, as bombas que pertencem à família de transportadores do tipo cassetes ligadores de ATP, podem transportar grandes moléculas orgânicas. As bombas iônicas podem ser ainda aracterizadas como eletrogênicas ou eletroneutras. Em geral, o transporte eletrogênico refere-se ao transporte de íons envolvendo o movimento líquido de cargas através da membrana. Por outro lado, o transporte eletroneutro, não envolve qualquer movimento líquido de cargas.
4. Existem três tipos de transportes secundários: simporte, antiporte e uniporte. 
· No simporte (a proteína envolvida é chamada de transportador do tipo simporte), porque as duas substâncias estão se movendo na mesma direção através da membrana.
· No antiporte (facilitado por uma proteína denominada transportador do tipo antiporte) refere-se ao transporte acoplado, no qual ocorre o movimento de um soluto a favor do gradiente de prótons, e este movimento impulsiona o transporte ativo de outro soluto na direção oposta do gradiente.
· No uniporte, apenas um soluto é transportado e ocorre a favor do gradiente eletroquímico. Nos dois primeiros exemplos de transporte secundário, o íon ou soluto transportado simultaneamente com os prótons está se movendo contra seu gradiente de potencial eletroquímico, de modo que se trata de transporte ativo. 
A energia que governa esse transporte é proporcionada pela força-motriz de prótons, em vez de diretamente pela hidrólise de ATP. Já o terceiro denominado uniporte é mediado pelos canais e certos transportadores a favor do gradiente de potencial elétrico.
Além das proteínas que transportam íons e outros solutos, existem sistemas ou canais seletivos que mediam o transporte de água, são os canais de água ou aquaporinas. Uma vez que a água difunde-se mais rapidamente através desses canais que pela dupla camada lipídica, as aquaporinas facilitam o movimento de água para dentro e fora das células vegetais. A expressão e atividade das aquaporinas parecem ser possivelmente reguladas por fosforilação protéica, em resposta à disponibilidade de água. Elas também são reguladas por pH, concentração de cálcio, heteromerização e espécies reativas de oxigênio.
5. H+-ATPases do tipo V
O vacúolo é a maior organela da maioria das células vegetais, podendo compreender até 90% do espaço intracelular,contendo a maior fração de solutos celulares. Entretanto uma vez que as plantas aumentam de tamanho, principalmente pela absorção de água pelos grandes vacúolos centrais, a pressão osmótica do vacúolo precisa ser mantida suficientemente alta para que a água do citoplasma penetre nele. O tonoplasto regula o trânsito de íons produtos metabólicos entre o citosol e o vacúolo, da mesma forma que a membrana plasmática regula a absorção pela célula.
As H+-ATPases vacuolares são bombas eletrogênicas, e sua grande função é bombear prótons para dentro do vacúolo, gerando uma força-motriz de prótons através do tonoplasto. O bombeamento eletrogênico de prótons explica o fato de o vacúolo ser tipicamente mais positivo que o citoplasma, embora ele ainda seja negativo em relação ao meio externo. Para manter a neutralidade elétrica global, ânions como Cl- e malato2- são transportados do citoplasma para dentro do vacúolo via canais na membrana.
Quais são os componentes das membranas plasmáticas? 
A membrana plasmática apresenta uma estrutura constituída por dupla camada de lipídios (fosfolipídios) em posição central, na qual estão fixadas moléculas de proteínas e carboidratos. As proteínas estão inseridas entre a bicamada lipídica, ao passo que os carboidratos estão voltados apenas para o meio extracelular. Essa organização molecular da membrana plasmática é bem dinâmica e foi denominada "modelo mosaico fluido", sendo o modelo estrutural básico dessas membranas. Portanto, baseando-se nesse modelo estrutural, podemos dizer que a membrana plasmática é fluida, assimétrica e com permeabilidade seletiva. 
	Lipídios: Os principais componentes lipídicos da membrana plasmática são os fosfolipídios, os glicolipídios e o colesterol. As funções dos lipídios na membrana plasmática são de compor a sua estrutura, como já foi explicado, participar do reconhecimento celular e garantir a aderência entre as células na constituição dos tecidos. Os fosfolipídios formam a dupla camada de lipídios da membrana, garantindo sua estrutura.
	Proteínas: representam o componente funcional mais importante das membranas biológicas, sendo importante não só na estrutura da membrana, como também para sua permeabilidade, seja formando canais, seja como transportadora. São, também, receptores de sinais e formam as junções celulares para formação dos tecidos. Podemos encontrar na constituição da membrana plasmática dois tipos de proteínas: 
· Proteínas integrais, intrínsecas ou transmembrânicas: são as proteínas que atravessam a bicamada lipídica, projetando-se tanto na superfície externa quanto interna da membrana plasmática. Em alguns casos, elas podem não atravessar totalmente as membranas, porém estabelecem fortes ligações com os lipídios. São, em geral, chamadas de glicoproteínas, pois apresentam carboidratos ligados a elas. Essas proteínas participam do transporte pela membrana constituindo os canais ou transportando moléculas através da membrana.
· Proteínas periféricas ou extrínsecas: são as proteínas localizadas fora da bicamada lipídica e estão ligadas a ela por meio de ligações fracas. 
Carboidratos: Os carboidratos da membrana plasmática contribuem para sua assimetria, pois todos estão voltados para o meio extracelular. A maior parte desses carboidratos (90%) está ligada a proteínas, formando as glicoproteínas; o restante está ligado aos lipídios, formando glicolipídios. Os carboidratos são importantes nos processos de reconhecimento intercelular, através do glicocálice. O glicocálice é um complexo formado pelos carboidratos, glicoproteínas e lipoproteínas presentes na superfície celular, cujas funções, além do reconhecimento celular, são de proteção celular, processos enzimáticos e modificação da concentração das moléculas presentes na superfície celular, impedindo ou facilitando sua entrada na célula.
A fluidez da membrana plasmática é dada pela dupla camada de lipídios e pelas proteínas. O lipídio constituinte da membrana plasmática é o fosfolipídio. Estudamos na unidade anterior que os fosfolipídios apresentavam uma extremidade com o grupo fosfato (hidrofílico) e a outra extremidade constituída pelos ácidos graxos (hidrofóbicos). Na dupla camada, os grupos fosfatos estão voltados para as superfícies externa e interna da membrana, e as extremidades de ácidos graxos dispõem-se em direção interior. Sendo as extremidades dos fosfatos hidrofílicas (ou seja, possuem afinidade com a água) e estando dispostas nas superfícies da membrana, podem, desse modo, interagir com o meio aquoso. As extremidades de ácidos graxos são hidrofóbicas (não interagem com a água), formando, assim, uma barreira entre a célula e o meio extracelular. Os fosfolipídios da membrana apresentam movimentos laterais, rotacionais e deslocamento da face interna para a face externa da célula ou vice-versa (flip-flop), garantindo a fluidez da membrana plasmática.
A assimetria da membrana deve-se à desigualdade na distribuição de seus componentes moleculares. Essa característica é dada principalmente pelos carboidratos, que só estão presentes na face extracelular da membrana plasmática.
Defina transporte celular.
O transporte de moléculas através da membrana plasmática pode ser dividido em dois tipos principais: o transporte passivo e o transporte ativo.
Transporte passivo: é o tipo de transporte em que não há gasto energético. A molécula passa do meio de maior concentração para o de menor concentração, tendo um caráter decrescente e bidirecional. Pode ser subdividido em três tipos:
· Difusão simples: é o simples movimento de moléculas de pequeno porte através da bicamada lipídica da membrana plasmática. As moléculas passam do meio mais concentrado para o menos concentrado, sem gasto de energia. 
· Difusão facilitada: é o transporte das moléculas do meio mais concentrado para o menos concentrado com o auxílio de uma proteína transportadora. É um processo mais rápido que a difusão simples. 
· Osmose: é um transporte especial, no qual ocorre a difusão da molécula da água através da membrana, seletivamente permeável, de um meio de alta concentração de água para um meio de baixa concentração. É semelhante à difusão simples, porém a osmose é exclusivamente para transporte da água. Quando colocamos duas soluções de concentrações diferentes separadas por uma membrana semipermeável, que permite a passagem do solvente (água), mas não do soluto (cloreto de sódio), ocorre a passagem de água, através dessa membrana, da solução hipotônica (menos concentrada) para a solução hipertônica (mais concentrada), no sentido de igualar a quantidade de água entre as duas soluções. 
Transporte ativo: é o tipo de transporte no qual há gasto de energia. O gasto energético ocorre porque a molécula deverá ser transportada contra o gradiente de concentração, ou seja, do meio de menor concentração para o de maior concentração. O exemplo clássico de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio. A bomba de sódio e potássio é um sistema de transporte de sódio (Na+) para fora da célula e de potássio (K+) para dentro da célula. É denominada de antitransporte, pois o Na+ e K+ são transportados em sentidos opostos. 
REFERENCIA 
COLODETE, C. M. Fluxo molecular e iônicodas proteínas de transporte em membranas. Disponível em: <https://www.seer.perspectivasonline.com.br/index.php/biologicas_e_saude/article/viewFile/11/9>. Artigo completo. 
SILVA, C. T. V. da. Biologia Humana. Batatais: Claretiano, 2013. Caderno de Referência de Conteúdo – CRC, Material na Sala de Aula Virtual – Unidade 3.