Fisiologia Vegetal – ciência q estuda o funcionamento normal das

INFORMAÇÃO E HEREDITARIEDADE
O q é a vida? “É uma unidd genética organizada, capaz d
realizar metabolismo, reprodução e evolução”. Em suma, é
1 Sistema complexo q contém 1 grd n.º d informações,
capaz d s duplicar e evoluir; presença d 1 processo
reprodutor, metabolismo próprio e homeostasia; luta contra
o equilíbrio termodinâmico. Homeostasia – capacidd q os
organismos têm p/ ajustes metabólicos, i.e., manutenção
física e química dentro dos limites vitais. Depende do
organismo e do factor. Macroevolução – ao longo da
vida/história da Terra. Microevolução – evolução num
período curto. População – conjunto d indivíduos da mm
espécie. Selecção natural – processo q adapta os
organismos ao ambiente. Evolução biológica – alteração da
composição genética d 1 população ao longo do tempo.
(Buffon, sec.18; Lamarck, Darwin, Wallace – explicação
mecanicista da evolução biológica) - Teoria celular (18381839) diz q: 1.- os organismos são formados por 1 ou +
células; 2.- as células são as unidds básicas da vida; 3.- Cd
cél. provém duma cél. pre-existente) Adaptação – a
diversidd d processos e estruturas biológicas q permite a
adaptação a distintos habitats e a adopção d distintos
modos d vida. Fitness – capacidd d transmissão à geração
seguinte e d sobreviver. A cél. cm 1 microcosmos Microcosmos define-s cm “pequenos ecossistemas parcial/
isolados”. Estes “contentores naturais” apresentam autoorganização e uma estrutura ecológica definida. Este
conceito pode ser aplicado à unidd estrutural e funcional da
organização biológica: cél. A cél. está separada do exterior
por uma membrana semi-permeável (plasmalema) criando 1
compartimento c características próprias. Por outro lado, os
fluxos d inf., energia e metabolitos, q ocorrem no seu interior,
podem comparar-s aos processos d circulação d energia e
matéria num ecossistema. A relação entre as células pode
igual/ ser enquadrada no contexto da interacção entre
ecossistemas. Cél. Procariótica – DNA disperso no
citoplasma; s/ núcleo. (Bactérias, ex: Escherichia coli e
Cianobactérias. Estas últimas são capazes d realizar
fotossíntese; produzem O2 a partir d N atmosférico; Qto >
qtdd d heterocistos, > a capacidd d fixação d N atmosférico).
Cél. Eucariótica - + complexa; sistema d membranas mt
elaborado. Cél. Animal – junções intercelulares: Membrana
plasmática (1ª barreira); Membrana celular (constituída p
fosfolípidos; as proteínas deslocam-s na bicamada lipídica);
Colesterol (capaz d regular a fluidez da membrana; qto > a
temp, > a fluidez da membrana; 50% dos fosfolípidos é
colesterol; Oligossacáridos (açúcares d cadeia associados a
lípidos ou proteínas, formando glicolípidos); Glicocálice (tem
carga negativa dado ao açúcar associado; cadeias d
oligossacáridos; presente na célula epitelial do intestino);
Actina (proteína + abundante nas células procarióticas);
Plasmólise (transporte d água por osmose); Mitocôndrias;
Retículo
endoplasmático;
Cloroplasto
(estruturas
individualizadas c/ informação própria); Peroxissomas
(funções mt específicas; envolvidos numa série d operações
metabólicas; associados a diversas doenças humanas;
enzima catalase).
CITOSQUELETO
É uma rede tridimensional d filamentos proteicos q preenche o
citoplasma. É responsável por: suporte estrutural p/ a
membrana plasmática e organitos celulares; movimento
intracelular dos organismos e outros componentes do citosol;
estrutura d cílios e flagelos; contracção muscular, em
associação c/ filamentos de miosina e outras proteínas;
mecanismos d fagocitose; formação do fuso acromático na
mitose d células animais; reforço da membrana plasmática,
formando o córtex celular. Apresenta 3 tipos d fibras:
Microtúbulos – a sua principal proteína é: Tubulina-α e
Tubulina-ß; tem 1cilindro oco de diâmetro. Os microtúbulos
participam
na
formação
do
fuso
mitótico
e no transporte d vesículas e outros organelos. (tubulina, Mg+ +
e GTP – guanosina trifosfato, a 37ºC) (Instabilidade dinâmica);
Drogas q afectam os microtúbulos: a) colchicina, colcemia e
nocadazol – A Colchicina é um alcalóide que se liga aos
dímeros da tubulina e impede a polimerização dos
microtúbulos mais sensíveis como os do fuso mitótico. É
utilizada para se estudar células em mitose; b) Vinblastina e
Vincristina – agregam a tubulina e despolimerizam o
microtúbulo; c) Taxol – O Taxol é um alcalóide utilizado no
tratamento de tumores pois também impede a mitose. Acelera
a polimerização e estabiliza os microtúbulos, impedindo a
despolimerização. Centríolo é 1cilindro cuja parede é
constituída por 9 conjuntos de 3 microtúbulos. Fazem parte
das células animais – organização do centrossoma (1 par d
centríolos); têm cm função Formação das fibras do fuso de
divisão celular e formação de cílios e flagelos. Cílios e Flagelos
- são diferenciações particulares da superfície celular que s
encontram só em alguns tipos d células e territórios epiteliais
particulares (túbulos renais, árvore tráqueobronquial,
espermatozóide, etc..) e dada sua contituição permitem 1fácil
mecanismo de mobilidade e 1funcionalidade particular capaz
de promover movimentos livres das superfícies com a intenção
de expelir substâncias prejudiciais para a célula. Os cílios são
numerosos e pequenos, já os flagelos são pouco numerosos e
longos. Os cílios executam 1movimento semelhante ao d um
chicote e os flagelos executam 1movimento ondulado.
Filamentos intermédios – a principal proteína é Citoqueratina
(células epiteliais), Vimentina (células mesenquimais) ,
Neurofilamentos, Lâmina (lâmina nuclear). O seu objectivo é
sustentação:
desmossomas
e
hemidesmossomas;
Microfilamentos: Actina é a proteína + abundante na célula
eucariótica (15% da proteína total), é mt conservativa.
Complexo Actina-Miosina (Actina – fina; Miosina - + espessa).
Participam na contracção muscular, na endocitose,migração
celular. Mecanismo de contração muscular - contracção
muscular corresponde a um encurtamento das fibras
musculares como resposta normal a um estímulo nervoso. A
contração muscular ocorre por mecanismo d deslizamento d
filamentos. Há forças de atracção q ocorrem entre os
filamentos d actina e miosina. Em condições de repouso,
essas forças d atracção estão inibidas, mas qdo 1potencial d
acção s propaga para o interior da fibra muscular, determina a
liberação d grandes quantidades d íãos cálcio p/ o
sarcoplasma que circunda as miofibrilas. Os íãos cálcio
estavam contidos no retículo sarcoplasmático e qdo libertados
no sarcoplasma, activam as forças de atracção entre os
filamentos d actina e miosina e dão início à contracção. Porém,
tb é necessário energia p/ q ocorra o processo contrátil. Essa é
derivada de ligações de alta energia do trifosfato de adenosina
(ATP), que é degradado a difosfato de adenosina (ADP) para
fornecer a energia necessária. TIMTIM POR TIMTIM O
filamento grosso é composto por aproximadamente duzentas
moléculas de miosina. A miosina é uma proteína formada por 2
cadeias polipeptidicas pesadas e 4 leves; as cadeias pesadas
possuem 1estrutura globular em suas extremidades
denominada cabeça da miosina, e as2 cadeias pesadas
formam 1dupla hélice deixando as cabeças livres na
extremidade. As 4 cadeias leves localizam-d na cabeça da
miosina, 2em cada cabeça. Os corpos das moléculas d
miosina formam a cauda do filamento grosso e dela saem
proeminências da porção helicoidal da molécula, mantendo a
cabeça longe do corpo: é o braço da molécula. O conjunto
formado chama-s ponte cruzada. O filamento fino é composto
por três proteínas, a actina, a troponina e a tropomiosina. A
actina é a molécula central, q polimeralizada forma 1dupla
hélice e contém os sítios de ligação com a miosina. A
tropomiosina é uma molécula presa à actina de forma
espiralada sobre a dupla hélice. A tropomiosina impede a
ligação actina/miosina bloqueando o sítio de ligação. A
troponina fica presa à molécula de tropomiosina, e possui 3
subunidades: uma com afinidade à actina, outra a tropomiosina
e uma última ao Ca2+ , a troponina regula o bloqueio do sítio de
ligação feito pela tropomiosina. Os filamentos d actina e
miosina têm uma grande afinidade e ligam-se facil/ s/ a
presença do complexo troponina/tropomiosina. Nota-se q esse
complexo impede a ligação na ausência de Ca2+. O mecanismo
de libertação do sítio de ligação actina/miosina começa c a
chegada do potencial de ação à membrana do músculo,
promovendo a entrada maciça de íons Ca2+ . Estes íãos ligams à troponina C, causando uma mudança conformacional da
mesma que se reflete na molécula de tropomiosina, que libera
então os sítios da actina que estavam bloqueados. A interação
actina/miosina dá-s imediata/ dsd q haja ATP e magnésio
(ambos presentes em condições normais).A contração ocorre
à medida em que os filamentos finos deslizam sobre os
grossos, encurtando o sarcomero: A cabeça da miosina possui
um sítio onde se liga uma molécula de ATP a ser hidrolisada
em ADP e Pi, que permanecem fixos à cabeça, ocupando o
sítio. Este estado permite que a cabeça se estenda em direção
ao filamento fino; Assim q o Ca2+ s liga à troponina C e o
complexo troponina-tropomiosina libera o sítio de ligação
actina/miosina, a ligação entre os filamentos ocorre; Segue-se
então o chamado movimento de tensão, que ocorre como
decorrência
da
energia
acumulada
na
mudança
conformacional da cabeça da miosina em direção ao filamento
de actina e da nova alteração conformacional da cabeça que
se curva em direção do braço da miosina; Este movimento
provoca o deslizamento do filamento fino sobre o filamento
grosso e permite a liberação do ADP e do Pi armazenados na
cabeça da miosina; O sítio é então ocupado p 1 nova molécula
de ATP e a cabeça solta-s do filamento de actina; a cabeça só
s ligou à actina devido à hidrólise do ATP e à mudança
conformacional. Com a entrada de um ATP a molécula retorna
à sua conformação original e promove a quebra do ATP em
ADP e Pi para recomeçar o ciclo.
No músculo estriado esquelético, a força da contracção é
determinada não só pela quantidade de Ca2+ disponível cm tb
pela qdd de fibras motoras ativadas. Cada fibra muscular é
inervada por um neurónio, porém 1mm neurónio inerva + do q
uma fibra. Este conjunto (neurónio + fibras por ele inervadas) é
denominado unidade motora.
TRANSPORTE
O músculo é constituído p feixes d fibras musculares. O
transporte efectua-s através d poros aquosos por difusão (a
favor do gradiente). O transportador identifica e reconhece as
molécs. Tipos d transporte membranar: a)Bombas;
b)Endocitose é o processo pelo qual as células vivas
activamente absorvem material (moléculas, pedaços de
detritos ou outras células) através da membrana celular.
Existem três formas principais de endocitose: Fagocitose, que
consiste na ingestão de partículas grandes ou células através
de expansões citoplasmáticas chamadas pseudópodos;
Pinocitose, que é a ingestão de macromoléculas dissolvidas
em água, através da formação de um vacúolo; Endocitosemediada-por-um-receptor, que consiste na ligação duma
molécula extracelular a um receptor na membrana celular.
Estes receptores, igualmente constituintes da membrana,
estão muitas vezes associados à proteína do citoplasma
denominada clatrina que forma uma depressão na membrana;
quando um receptor se liga a uma molécula, a depressão
aumenta até se transformar num vacúolo rodeado de clatrina,
que entra na célula.
c) Difusão efectua-se através dos lípidos; associados a 1
transportador; através d poro aquoso). Transporte activo
primário – Bomba Sódio-Potássio (por cd 3 Na q saem, entram
3 fosfatos). Realiza o movimento conjugado destes iões c o
consumo de ATP restabelecendo as concentrações de sódio e
potássio no interior da célula ( mais de 1/3 do ATP consumido
por um animal em repouso é utilizado para bombear este
iontes) O gradiente de sódio e potássio é responsável por
manter o volume celular, tornar células nervosas e musculares
eletricamente excitáveis e aciona o transporte ativo de oses e
aminoácidos. A célula possui altas concentrações de potássio
n seu interior e baixas concentrações de sódio comparadas ao
meio externo. A despolarização da membrana conduz a
abertura de canais de s ó dio possibilitando que estes í ões
fluam p/ o interior da célula devido a gradientes eletroquímicos.
Esta entrada despolariza ainda mais a membrana abrindo mais
canais de sódio. Os canais de sódio fecham-s
espontaneamente e os canais de potássio começam a abrir.
Ocorre então a saída dos íões potássio com o retorno do
potencial de membrana a valores negativos. A bomba de sódio
e potássio realiza então o movimento conjugado deste iões
lançando 3 iões sódio para fora da célula para cada 2 íões pot
ássio que entram. A Na K- ATPase possui duas formas E1 que
é fosforilada ( no meio intracelular) e tem alta afinidade aos í
õess s ó dio e a forma E2 que é desfosforilada (no meio
extracelular ) e possui alta afinidade aos íons potássio. Certos
ester ó ides derivados de plantas são inibidores potentes da
bomba de sódio e potássio. A digitoxigenina e a ouabaína são
membros desta classe de inibidores conhecidos como esteró
ides cardiotônicos, devido a seus profundos efeitos sobre o
coração. Estes compostos inibem a desfosforilação da forma
E2, esta não desliga o sódio no meio extracelular e não é
capaz de ligar o pot á ssio. A digitalina, uma mistura de
compostos cardiotônicos derivados da folha seca da dedaleira
(Digitalis purpurea), é de grande interesse clinico, pois
aumenta a força de contração do músculo cardíaco tornando-a
um medicamento muito utilizado no tratamento de insuficiência
cardíaca congestiva. A inibição da bomba de sódio e potássio
leva a um alto nível de sódio dentro da célula resultando numa
extrusão mais lenta dos íões cálcio pelo trocador sódio/cálcio.
O aumento da concentração de cálcio por sua vez aumenta a
contratilidade do músculo card í aco.
Transporte activo
secundário (transporte passivo) – está associado ao transporte
activo 1ário, ou seja, sem o 1º n existiria o 2º. No transporte
activo secundário, a energia deriva, secundaria/, da q foi
armazenada na forma das diferenças de concentração iónica
entre os dois lados da membrana, geradas inicialmente pelo
transporte ativo primário. exemplo: Glucose.
CROMOSSOMAS (célula humana tem 46cromossomas)
Divisão celular: → crescimento; → reprodução → reparação. A
divisão celular tem cm função a duplicação dos seres
multicelulares, manutenção e reparação. Divisão celular é o
processo pelo qual uma célula (chamada célula-mãe) se divide
em duas células-filhas. Nos organismos multicelulares, este
processo pode levar ao crescimento do indivíduo (por
crescimento dos tecidos), ou apenas à substituição de células
senescentes por células novas. Nos organismos unicelulares,
como as bactérias e muitos protistas, este é o processo de
reprodução assexuada ou vegetativa. As células Procarióticas
dividem-se por fissão binária, enquanto que as Eucarióticas
seguem um processo de divisão do núcleo, chamada mitose,
seguida pela divisão da membrana e do citoplasma chamado
citocinese. As células diplóides podem ainda sofrer meiose
para produzir células haplóides - os gâmetas ou esporos
durante o processo de reprodução. Neste caso, normalmente
uma célula dá origem a quatro células-filhas embora, por
vezes, nem todas sejam viáveis.É composta por 4 etapas:
Sinal Reprodutor (interno – complexos ciclina-Cdk; externo –
factores d crescimento, ambiental – nutrientes); Replicação;
Segregação; Citocinese (divisão do citoplasma e separação d
células) Pq razão nos troncos há anéis + claros e anéis +
escuros? O anel que for + escuro e > corresponde ao período
em q a planta cresceu +. Ciclo Celular – é o programa p/ o
crescimento e divisão (proliferação) celular. Existem 4 fases no
ciclo celular: G1 (e G0), S, G2 e M. A fase G1 é caracterizada
por expressão d genes e síntese de proteínas. Isto permite à
célula crescer e produzir tds as proteínas necesárias p/ a
síntese de DNA. Pq é q isto é importante ? Permite a célula
entrar na fase S (síntese). Durante a fase S, a célula replica
seu DNA..ela agora tem 2 fitas completas de DNA. Pq é q a
célula deve ter 2 fitas de DNA ? Isto permite a célula dividir-se
em 2células filhas, cd uma delas com uma cópia completa d
DNA. Mas, antes que a células possa fazer isto, ela necessita
entrar na terceira fase do ciclo celular: a fase G2. Durante a
fase G2, a célula cresce nova/ e sintetiza proteínas (são
necessárias proteínas suficientes para 2 células filhas)...
permitindo a ela o processo de divisão. Completada esta fase
a célula finalmente entra na quarta fase do ciclo celular: a fase
final M. Durante a fase M, a célula passa por um processo
denominado citocinese, originando 2 células filhas. Agora, o
ciclo celular está completo !O que as células fazem agora?
Podem começar outro ciclo entrando na fase G1 ou podem
tornar-se quiescentes entrando em G0. Se estes processo não
forem controlados, as células irão dividir-se continua/. Existe
uma série de proteínas q regulam e controlam o ciclo celular.
Elas "dizem" à célula qdo é a hora certa de se dividir, e
"param" as células qdo não é hora. O gene supressor de tumor
p53, codifica uma proteína que é essencial para o controle do
ciclo celular.
Em suma, Fase d Replicação (S) e Fases Intermédias (G).
Fase G1 ocorre fosforilação da Rb; Fase G2 ocorre a
preparação p/ divisão celular. Grd parte do ciclo é passada na
Interfase. Nucleosoma define-s cm unidd estrutural q s repete
ao longo d todo o cromossoma. Meiose tem 3 funções:
formação d células haplóides; divisão mt genérica; introdução
da variabilidd. O q determina a meiose? Em condições
limitantes (seca, etc) nas quais os indivíduos conseguem
continuar a multiplicar-se, é desencadeada a meiose
(formação d gâmetas) de modo a garantir o desenvolvimento
do individuo. Erros meióticos: Os erros maiores envolvem o
cromossoma interior, o q faz c q células a menos (mosomia) ou
células a mais (trisomia) – Aneuploidia: Qdo uma porção do
cromossoma s separa e n s liga, originando os micronúcleos –
Translocação; Poliploidia (Diplóide 2n; Haplóide 3n) As plantas
têm alternância d fases (haplóide e diplóide) em q a geração
gametófita é geral/ haplóide. Nos animais apenas os gâmetas
são haplóides (os cnidários têm 1 ciclo diplóide c alternância d
gerações).
Morte da célula pode ocorrer:
Necrose
Apoptose
Estímulo
O2
e
ATP
sinais
fisiológicos
reduzido,toxinas,
genetica/ preparados
danos
Gasto ATP
Não
Sim
degradação
d condensação
da
Padrão
célula, morte do cromatina,
morte
Celular
tecido
individual da célula
Quebras no fragmentação
fragmentação
em
DNA
aleatória
nucleosomoas
digerida por células
Destino
fagocitose
vizinhas
Reacção no
inflamação
sem inflamação
tecido
Imunologia – Características do sistema imunitário:
Adaptabilidd;
Especificidd;
Memória;
distinção
ou
reconhecimento. Tipos d resposta imunitária: O nosso
sistema imunitário é composto por células e moléculas
que estabelecem entre si uma complexa rede de
comunicações, as quais tem como fim permitir a nossa
defesa contra a infecção por bactérias e por vírus. Os
leucócitos ou glóbulos brancos, têm
um papel
fundamental nestas defesas contra agentes infecciosos.
Os leucócitos são compostos por várias células entre
as quais temos os granulócitos, os monócitos, as
células assassinas naturais ou NK, os linfócitos etc. Os
linfócitos são células com capacidade de responder de
forma especifica a cada agente infeccioso, que
identificam mediante receptores próprios, capazes de
reconhecer as características das moléculas que estes
agentes possuem. Há dois tipos principais de linfócitos:
os B, que produzem anticorpos e se diferenciam na
medula óssea, e os T, com funções diversificadas e
que se diferenciam no timo.1) Resposta imunitária d tipo
humoral, i.é, Linfócitos B → produção d anticorpos. linfócitos
B de memória que servem para manifestar resposta imune
com a formação de anticorpos de forma mais rápida quando
reexpostas a determinado antígeno. 2) Resposta imunitária
mediada por células, i.é, Linfócitos T → reconhecimento e
destruição dos organismos invasores. Os Linfócitos T são
gerados num órgão especializado, o timo. Este recebe células
precursoras da medula óssea e promove processos de
diferenciação que levam à aquisição de receptores específicos
para antigénios (TCR, T cell receptor). Assim se geram várias
linhagens de linfócitos T, incluindo os supra-citados gd. De
entre as células que expressam um outro subtipo de receptor TCRab -, existe uma linhagem com alta capacidade regulatória,
isto é, capaz de controlar a actividade de outros linfócitos T.
Estas células designam-se de reguladoras e são
caracterizadas pela expressão dos marcadores CD4 e CD25.
Vários estudos demonstraram que esta linhagem de linfócitos
T é crucial para a protecção relativa a doenças inflamatórias e
autoimunes.
Nós estamos interessados nos sinais que determinam a
geração de células T gd, por um lado, e T-reguladoras (“T-reg”),
por outro. Investigamos o envolvimento de receptores de
antigénio, receptores de citocinas (moléculas que fazem
comunicação entre células), factores de sobrevivência e
factores de transcrição. Visamos expandir o nosso trabalho
anterior que conduziu à proposta de um novo modelo para o
desenvolvimento de células T gd (in Science 2005, vol. 307,
pág. 925-928; ver Figura 1). Estes conhecimentos permitir-nosão compreender melhor o funcionamento da diferenciação
tímica, vital para a imunidade a infecções, por um lado, e para
o controlo da autoimunidade, por outro.
FISIOLOGIA VEGETAL – ciência q estuda o funcionamento
normal das plantas durante o seu tempo d vida e as
actividds envolvidas na manutenção e transmissão d vida. O
estudo da função está associado ao estudo da estrutura.
Inclui o estudo da fotossíntese, respiração e transpiração.
Resistência – É uma forma d homeostase q permite à planta
manter as funções na presença d 1estímulo ambiental, s/
sofrer grds alterações fisiológicas ou morfológicas.
Resposta Adaptativa – Controlo fino sobre a resistência aos
efeitos nocivos. Envolve a alteração dos limites da
resistência, q podem ser: reversíveis (do âmbito fisiológico –
elasticidd) e irreversíveis (ao nível fisiológico – plasticidd).
Classificação d tipos d resposta apresentados por plantas a
pressões ambientais: Adaptações explicáveis em termos
moleculares: Qualitativas (alterações da estrutura molecular:
resistir ao processo de desnaturação em caso da molécula n
ser capaz d resistir ao stresse, melhorar a operacionalidd);
Quantitativas (alterações no n.º d moléculas: ajustamento da
capacidd no caso d existir 1 n.º insuficiente ou em excesso d
moléculas, protecção dos sistemas metabólicos); Funcionais
(alteração do tipo funcional d molécula: 1 conj. d moléculas
n apropriadas à alteração das condições ambientais mas, n
requerendo a síntese d outras). Adaptações explicáveis em
termos morfológicos e comportamentais: Alterações
Temporais (ajustamentos a alterações temporais do
ambiente: reacções imediatas, reacções a longo prazo);
Alterações Espaciais (ajustamentos a alterações espaciais
do ambiente: respostas qualitativas (produção d novas
estruturas), respostas quantitativas (alteração na alocação d
reservas).Fotossíntese: Processo pelo qual as plantas,
algumas bactérias e alguns protistas, utilizam energia
proveniente do sol p produzirem glucose, posterior/
convertida em ATP (carborante utilizado utilizado por tds os
organismos vivos). 6H2O+6CO2→C6H12O6+6O2 Estrutura
Foliar: A água entra pela raiz da planta, é transportada até
às folhas através de células especializadas, o xilema. As
plantas terrestres têm d lidar c/ o problema q pode vir a
resultar da seca e deste modo apresentam estruturas
especializadas, os estomas, q permitem a entrada e saída d
gases. O CO2 n consegue penetrar através da cutícula,
entrando na folha através dos estomas. Do mm modo, o O2
produzido durante a fotossíntese alcança o exterior através
dos estomas abertos, o q implica a perda d água. Em
organismos unicelulares aquáticos autotróficos, o CO2
penetra, n existindo estruturas especializadas. Clorofila e
Pigmentos acessórios: Pigmento é qq substância q absorve
luz. A cor do pigmento provém dos comprimentos d onda
reflectidos. Clorofila a - é o pigmento verde d tds os
organismos fotossintéticos, é uma moléc. complexa, tt as
plantas terrestres cm certos protistas, algumas bactérias e
cianobact. têm clorofila a. Pigmentos acessórios - absorvem
a energia q a clorofila n consegue absorver: Clorofilas b, c, d,
e; Xantofilas; Carotenos. Clorofila b e Carotenos – absorvem
alguma energia na região do verde. Ambas as formas d
clorofila absovem na região laranja-vermelha do espectro (c/
comp. d onda + longos e energias + baixas), este facto é
explicado por comp. d onda menores n ultrapassarem os 5
metros d profundd em sistemas aquáticos. A possibilidd d
absorver energia dos comp. d onda + longos (+ penetrantes)
deve ter constituído uma vantagem p as algas primitivas
fotossintéticas, q n eram capazes d permanecer na zona
fótica. Clorofilas – são pigmentos verds q contêm 1 anel d
porfirina. A moléc. Apresenta uma certa estabilidd e os
electrões podem migrar c/ facilidd, desta forma o anel d
porfirina tem a possibilidd d ganhar ou perder electrões c/
facilidd, tendo assim potencial p fornecer electrões a outras
moléc.. Este é o verdadeiro acto fotoquímico, onde a
energia celular é captada e retransmitida a outras moléculas,
iniciando a fotossíntese – deslocalização dos electrões π na
“cabeça” da moléc. q dá início à captação e posterior
transporte d energia.
Carotenos – são vermelhos, laranja ou amarelos, insolúveis
em água e encontram-s associados a 1 sistema membranar
no interior da cél.. N passam a energia luminosa directa/ p a
fotossíntese, mas são capazes d a passar às clorofilas,
angariando + energia em zonas do espectro em q as
clorofilas n são activas. Ficobilinas – pigmentos solúveis em
água, encontram-s no citoplasma ou estroma do cloroplasto.
Ocorrem apenas nas cianobact. e num grupo restrito d algas
(rodófitas). Existem 2 classes: Ficocianina e Ficoeritrina.
Espectro d Acção – taxa d actividd fisiológica (ex: produção
d O2) em função do comp. d onda da luz. Qd o pigmento
absorve energia luminosa podem ocorrer 3 casos: a energia
é dissipada sob a forma d calor; a energia pode ser emitida
sob a forma d 1 comp. d onda + longo (fluorescência); a
energia pode desencadear uma reacção química cm o
processo fotossintético. Espectro d Acção Vs Espectro d
absorção – o espectro d acção é medido em função d uma
resposta à luz. S os pigmentos utilizados p obter o espectro
d absorção são os mm p fazer o espectro d acção, então
eles são coincidentes. Caso ocorrem ligeiras discrepâncias
na região d absorção dos carotenos (450-550 nm), significa
q a transferência d energia dos carotenos p as clorofilas n é
tão eficiente cm entre clorofilas. Cloroplasto e Membranas
fotossintéticas: Tilacóide – unidd estrutural da fotossíntese.
Tt procariótas cm eucariótas fotossintéticos, apresentam
estes sacos +/- planos, contendo os componentes químicos
da fotossíntese, embora apenas os eucariótas possuem
cloroplastos. Os tilacóides sobrepõem-se e o conjunto
denomina-s grana, as áreas entre o grana constituem o
estroma. Reacções no Processo Fotossintético: Reacções
Dependentes da Luz – A luz atinge a moléc. d clorofila,
excitando os electrões da periferia do núcleo porfírico. Numa
série d reacções a energia é convertida, ao longo do
processo d transporte d electrões, em ATP e NADPH. Após
este processo dá-s a hidrólise da água, libertando-s O2 cm
sub-produto. O ATP e o NADP são utilizados p posterior/
darem origem à “construção” das ligações covalentes C-C
durante o conjunto d reacções independentes da luz.
Fotossistemas: Conjuntos d clorofila e outros pigmentos,
condensados nos tilacóides dos cloroplastos. Os procariótas
apenas têm 1 fotossistema e os eucariótas 2. O
Fotossistema I utitliza a clorofila a numa forma referida cm
P700, enqt o Fotossistema II utiliza a clorofia na forma P680
(relacionam-s c/ o comp. d onda a q cd uma das formas d
clorofila absorve). Fotofosforilação não cíclica: A energia
entra no sistema qd o FS II é excitado pela luz. Os electrões
são libertados pelo FS II (oxidação), retirando electrões da
água, produzindo uma moléc. d O2 por cd duas moléc. d
água hidrolizadas (redução). Os electrões são passados
através d uma cadeia d sucessivas reacções redox. O FS II
passa a energia movendo o electrão ao longo da cadeia
redox, bombeando protões através da membrana p gerar
ATP. Por seu lado o FS I passa a energia requerida para
reduzir o NADPH. Esta divisão d trabalho entre os 2 FS,
torna-s importt qd analisamos a fotofosforilação cíclica.
Fotofosforilação cíclica: O processo d fotofosforilação n
cílclica é responsável pela produção d NADPH, enqt q a
fotofosforilação cíclica é importt p a produção d ATP. O FS I
é competente na transferência d electrões, quer seja p
NADP quer seja p ferredoxina. O FS II, por sua vez, é
competente a angariar electrões a partir da água e a
transferi-los p a quinona. Torna-se perceptível q o electrão
transferido n provém da água mas sim do FS I, sendo lógica
a sua transferência p o FS I.
Reacções Independentes da Luz – Ciclo d Calvin-Benson: o
ciclo dá 6 voltas cd vez q incorpora 1 novo carbono.
Ribulose é 1 açúcar c/ 5 carbonos e os gliceraldeídos são
açucares c/ 3. As 6 mól. d CO2 provenientes do ciclo, são
reduzidas a glucose pela conversão d NADPH em NADP+. A
glucose pode ser ag utilizada cm “material d construção” d
polissacáridos, lípidos, aminoácidos e tdas as molec.
necessárias aos seres vivos. RuBisCO – é o enzima chave
do Ciclo d Calvin-Benson, catalizando a reacção q
transforma ribulose-5-fosfato e carbono proveniente do CO2
em 2 moléc. d fosfoglicerato; é uma reacção c/ elevada
energia d activação. A RuBisCO contribui c/ + d 16% d
contributo proteico do cloroplasto e é o enzima + abundante
na Terra, o q mt s deve à sua ineficiência.
Plantas em C3 Vs Plantas em C4 - Por vezes, a RuBisCO
reconhece o O2 cm substrato, em vez do CO2. O
reconhecimento do O2 cm substrato apresenta problemas
graves p a eficiência fotossintética da planta. Esta reacção,
produzindo 1composto inútil e gastando energia é prejudicial
p a planta. A 25º C, a taxa d reacção da forma carboxilase é
cerca d 4 vezes superior à da oxigenase, deste modo o grau
d ineficiência da planta é apenas d 20%. No entanto, c/ o
aumento de temp., altera-s o equilíbrio entre O2 e CO2 na
atmosfera e a reacção, envolvendo a forma carboxilase, vai
diminuindo gradual e drástica/. As plantas q vivem em
climas quentes têm d ultrapassar esta dificuldd. P/ além
disto, as espécies d zonas áridas têm d fechar os estomas,
a fim d evitar grds perdas d água. Nesta situação a forma
oxigenase domina. As plantas q vivem neste tipo d habitats
evoluíram d forma a q a [ ] d CO2 no amb. próximo d
RuBisCO fosse smp elevada, impedindo assim q o enzima
funcione na sua forma d oxigenase. Esta via designa-s Via
em C4 ou Via d Hatch & Slack. O 1º composto a ser
sintetizado apresenta 4 carbonos, daí uma das designações
pq é conhecida. Tb a estrutura das folhas são diferentes.
Esta reacção anterior ao ciclo d Calvin-Benson (tb referido
cm Via em C3) utiliza o fosfoenolpiruvato (PEP) na fixação
do CO2, resultando ácido oxalacético desta reacção (OAA),
1composto c/ 4 carbonos. O OAA é então convertido em
ácido málico e transportado das células do mesofilo p as
células da bainha dos vasos, onde é separado em PEP e
CO2. O CO2 entra no ciclo d Calvin e o PEP regressa às
células do mesofilo. PEP carboxilase é o enzima q medeia a
tomada d CO2 pelo PEP e tem uma > afinidd p o substrato
do q a RuBPcarboxilase. Fotossíntese e Ciclo do Carbono:
As plantas podem ser vistas cm “sumidoros” d CO2 da
atmosfera e dos oceanos, ao fixa-lo sob a forma d
compostos orgânicos. As plantas, ao respirarem tb
produzem algum CO2, q é rapida/ utilizado pelo processo
fotossintético. As plantas tb convertem a energia
proveniente da luz em energia química das ligações
covalentes C-C. Os animais são produtores d CO2 q retiram
a sua energia dos carbohidratos e outras substâncias
produzidas pelas plantas. O equilíbrio entre o CO2 retirado
pelas plantas e o q é produzido pelos animais é igualado
pela formação d carbonatos nos oceanos. Este processo
retira o excesso d CO2 da atmosfera e da água. Os
combustíveis fósseis e a madeira contribuem p 1aumento da
[ ] d CO2 na atmosfera.
Nutrição Mineral: Tdas as plantas possuem mecanismos d
tomada capazes d mover os iões através das membranas
celulares. As plantas podem tb acumular outros elementos
cm os abundantes (Al, Cl e Na) e os menos abundantes. Por
vezes, esta acumulação pode ser característica d 1grupo
particular. A capacidd d tolerar uma espécie d metal pesado,
levou a q certas plantas sejam utilizadas cm indicadores da
presença d diversos metais.
Fisiologia da tomada iónica – As células das raízes das
plantas contêm geral/ concentrações iónicas mt + elevadas
do q o meio envolvente e tem norma/ potencial negativo em
relação ao referido meio. Este potencial, entre -60 e -250
mV, é criado pela actividd das bombas protónicas q
transportam H+ através da membrana celular. Estas bombas
são ATPase e deste modo, a manutenção da diferença d
potencial ao longo da membrana implica gasto d energia.
Cm consequência a > parte dos catiões parece ser capaz d
entrar d forma passiva na cél., no sentido do gradiente
electroquímico, mas contra o gradiente de [ ] química p esse
ião. Em alguns casos, no q respeita ao Na+, os catiões são
exportados activa/ d volta ao meio, em troca d protões. Os
aniões, por sua vez, devem ser transportados d forma activa
p o interior das células das raízes junta/ c/ os protões, mas
contra o gradiente electroquímica e na > parte dos casos,
contra o gradiente d [ ] química. Quer seja passivo, ou activo,
o transporte dpende da energia e é influenciado por
1determinado n.º d factores externos e internos cm: a [ ] d
substrato iónico; variáveis cm a temperatura, na medida em
q afectam a respiração da planta. Qd o fornecimento d
energia é adequado, o sentido dominante da taxa d tomada
iónica é a favor do gradiente d [ ]. Absorção d água pela raiz
– Via simplática: através das células c/ o auxílio d
transportadores específicos. Via apoplática: através dos
espaços intercelulares. Natureza da Rizosfera – a raiz n é o
único elemento vivo no sistema raiz-solo, d facto, os
ecossistemas do solo contêm 1n.º notável d bactérias,
fungos, protozoários e pequenos invertebrados. Umas das
características + interessantes é a estimulação do n.º d
bactérias e da sua actividd. O efeito é designado por taxa
R:S e baseia-s no n.º d microrganismos aderentes às raízes,
relativo a quantidds existentes no solo. Respostas a
Pressões Amb.: Temp. Elevadas – A exposição a temp.
elevadas, por períodos +/- longos, dependendo do
organismo, pode levar à morte deste devido à desnaturação
das proteínas e, deste modo, à inactivação enzimática. Tds
os organismos terrestres necessitam d conservar água. As
sua perda por evaporação leva à desidratação e tem
consequências letais. Temp. Baixas – A formação d cristais
d gelo pode ser letal p a planta. Temp. baixas retardam o
metabolismo da planta. Vernalização – alterações sazonais
da planta à tolerância ao frio, isto é, a capacidd d
suportarem curtos períodos a baixas temp.. pH do solo – o
pH do solo ou da água pode influencia a distribuição e
abundância dos organismos. O protoplasma das células d
raízes das plantas é danificado por concentrações tóxicas d
H+ ou OH-, qd o pH dos solos apresenta valores abaixo d 3
ou acima d 9, respectiva/. O pH do solo influencia a
disponibilidd d nutrientes p as plantas. Poluentes – A
camada d ar em repouso impõe uma resistência ao fluxo,
encontrando-s dependente d alguns factores cm a velocidd
do vento. O acesso pode ser facilitado ou dificultado
dependendo da abertura dos estomas ou penetração
através da cutícula ou camadas epidérmicas. A resistência
do mesófilo consiste num n.º d diferentes componentes,
incluindo o ar da cavidd subestomática, o fluído extracelular,
a parede celular, o plasmalema, o citoplasma e quaisquer
membranas dos organitos celulares, antes dos poluentes
alcançarem os principais onde decorrem as reacções.
Adaptação ao Encharcamento – 1dos problemas na raíz
submersa consiste no facto da via glicolítica, na ausência d
O2 em quantidd suficiente, dar origem a acetaldeído, via
piruvato, q na presença d níveis elevados d
alcooldesidrogenase, é convertido em etanol. O etanol é
alta/ tóxico p as células vegetais e s s acumula, a planta é
incapaz d resistir. Outro problema da respiração anaeróbia:
os baixos níveis d energia produzidos durante o processo.
Salinidd – pode ter importância na distribuição e abundância
d plantas em zonas q bordejam o mar. São ex. os sapais.
Mtas das plantas halófitas toleram elevadas concentrações
d NaCl pela capacidd d acumularem nos vacúolos o
excesso d electrólitos.