transporte de solutos através das membranas celulares

TRANSPORTE DE SOLUTOS
ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
CELULARES
Prof. Dr. ROBERTO CEZAR LOBO DA COSTA
TIPOS DE TRANSPORTES
A) SIMPLASTO: termo usado para caracterizar os protoplastos interconectados
e seus plasmodesmas (TRANSPORTE SIMPLÁSTICO).
B) APOPLASTO: é o continuum da parede celular e dos espaços intercelulares
(TRANSPORTE APOPLÁSTICO).
C) TRANSCELULAR OU TRANSMEMBRANA: É o transporte através das
membranas celulares por difusão simples ou facilitada (proteínas).
CÉLULA VEGETAL
MEMBRANA PLASMÁTICA
FOSFOLIPÍDEO
ANFIPÁTICAS
1) ESTRUTURA DAS MEMBRANAS CELULARES
A)
Estrutura básica: 40%-50% de lipídios e 60%-50% de proteínas. Bicamada
lipídica (Fosfolipídios – mais abundante, e esteróis – principalmente
estigmaesterol) embebidas com Proteínas Globulares, que se estendem
através da membrana lipídica e sobressaem de ambos os lados.
B) Proteínas:
B1.) Proteínas integrais (globulares): apresentam duas porções :
Porção Hidrofóbica: embebida dentro da bicamada
Porção Hidrofílica: de cada lado da membrana.
B2)
Proteínas Periféricas: ligadas a algumas proteínas
membranas e se projetam para a superfície interna.
que,
atravessam
C) Cadeia de Carboidratos (superfície externa): são, principalmente,
glicoproteínas e formam uma “capa” na superfície externa
(eucarióticas), são importantes nos processos de ADESÃO célula-célula
e no “RECONHECIMENTO” de moléculas (Hormônios, vírus,
antibióticos) que interagem com a célula.
2) CONFIGURAÇÕES BÁSICAS
 Estrutura Simples em forma de bastonetes: constituída de alfa
hélice embebida no interior hidrofóbico, com porções hidrofílicas se
projetando para os lados interno e externo.
 Estrutura Complexa (terciárias e quaternárias): resultam de
repetidas “passagens” através da membrana (série de alfa hélices).
OBS. Os Lipídios são de natureza impermeável e fluido e as
proteínas que estão “ancoradas” podem se deslocar nos mesmos,
são responsáveis pela maioria das funções da membrana
(MOSAICO FLUIDO).
MOSAICO FLUIDO
3) OUTRAS FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS NAS
MEMBRANAS
A- TRANSDUÇÃO DE ENERGIA (mitocôndrias e cloroplastos) –
algumas são ENZIMAS que catalisam reações associadas às
membranas e outras são TRANSPORTADORAS envolvidas com
movimentos de moléculas específicas para dentro e para fora da
célula ou organela.
B- RECEPTORES - recebem ou traduzem
ambiente intra e extracelular
sinais químicos do
4) TRANSPORTE DE
SOLUTOS
4.1
DIFUSÃO
SIMPLES:
moléculas hidrofóbicas (O2) e
moléculas polares (CO2 e H2O)
podem atravessar membranas
celulares
livremente
por
simples difusão.
4.2
MEDIADO
POR
PROTEÍNAS: é o transporte
altamente seletivo (ou um tipo
de íon: Ca+2 ou K+ , ou um tipo
de
molécula:
açúcar
ou
aminoácido) e são proteínas
integrais do tipo múltiplas
alfa-hélices, onde o soluto
específico
atravessa
a
membrana sem entrar em
contato com o interior da
bicamada lipídica.
5) CLASSES DE PROTEÍNAS DE TRANSPORTE
5.1. BOMBAS DE PRÓTONS (H+)
5.2. CARREGADORAS
5.3. CANAIS
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS
5.1) BOMBAS DE PRÓTONS: (enzima H+ - ATPase ) são ativadas
por energia química (ATP) ou por energia luminosa (hidrolisa o ATP).
Ex. células vegetais e fungos.
5.2) CARREGADORAS: São proteínas de transporte que se ligam ao
soluto específico a ser transportado e passam por “ALTERAÇÃO
CONFORMACIONAL” dessa proteína.
5.3) CANAIS: são as que formam poros cheios de água que se
estendem através da membrana e, quando abertas, permitem a
passagem por eles de solutos específicos (íons inorgânicos de
tamanho e carga conhecidos).
OBS: Os Carregadores e os Canais são movidos por energia
liberada
de
gradientes
eletroquímicos
concentração e gradientes elétricos).
(gradientes
de
BOMBAS DE PRÓTONS (H+) E TRANSPORTADORAS
SOLUÇÃO ÁCIDA DA
PAREDE CELULAR
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ + SACAROSE
H+
TRANSPORTADOR
DE SACAROSE
H+ - ATPase
ATP
ADP + PI
H+
H+
H+
SACAROSE
SUBSTÂNCIA
FUNDAMENTAL
ALCALINA
PROTEÍNAS CARREGADORAS
6) VELOCIDADE DE TRANSPORTE
Nas Bombas: é lenta (500 moléculas/proteína/seg.)
Nos Carregadores: é intermediária (500 – 10.000)
Nos Canais: é rápida (10.000 – milhões)
OBS.
A) Quando a molécula é neutra, a direção do transporte é
determinada pela diferença na concentração da mesma nos dois
lados da membrana (GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO).
B) Quando a molécula tem carga definida, a direção do transporte é
influenciada tanto pelo GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO,
quanto pelo GRADIENTE ELÉTRICO (Potencial de membrana):
GRADIENTE ELETROQUÍMICO.
Ex.Células Vegetais (membrana plasmática, tonoplasto).
7) TRANSPORTE PASSIVO
“É quando o transporte é a favor de um gradiente eletroquímico”
Ex:
a) Em todos os CANAIS PROTÉICOS
b) Em algumas
FACILITADA).
PROTEÍNAS
TRANSPORTADORAS
(DIFUSÃO
COMO AS PROTEÍNAS
TRANSPORTADORAS
FUNCIONAM
?
A- SISTEMA UNIPORTE:
“São as proteínas que transportam um soluto de um lado
para outro da membrana”
Ex: Proteínas CANAIS e algumas Proteínas TRANSPORTADORAS.
B- SISTEMA CO-TRANSPORTE:
“Outras proteínas Transportadoras funcionam como sistema
co-transporte, no qual a transferência de soluto depende
da TRANSFERÊNCIA SIMULTÂNEA ou SEQÜÊNCIAL de
um segundo soluto”.
B1.) SIMPORTE : quando o segundo soluto é transportado na mesma
direção do primeiro.
B2.) ANTIPORTE : quando o segundo soluto é transportado na direção
oposta ao transporte do primeiro.
TIPOS DE TRANSPORTE DA MEMBRANA
S
S1
S2
S1
S2
UNIPORTE
SIMPORTE
ANTIPORTE
COTRANSPORTE
8) TRANSPORTE ATIVO
“É a capacidade de mover solutos contra um gradiente de concentração
ou gradiente eletroquímico e requer GASTO DE ENERGIA metabólica
(ATP) e é sempre mediado por proteínas transportadora (H+- ATPase,
que é uma ENZIMA) localizada na membrana.
Esta enzima gera grande potencial elétrico e um gradiente de pH, isto é,
gradiente de prótons (íons H+) que fornece a FORÇA MOTRIZ para a
entrada de solutos por todos os sistemas co-transporte associados ao
H+.
A bomba de prótons = transportador primário ativo
Co-transportadores = transportador secundário ativo
TRANSPORTADOR ATIVO PRIMÁRIO E
SECUNDÁRIO
9) TRANSPORTE DE MOLÉCULAS GRANDES
(PROTEÍNAS e POLISSACARÍDEOS)
“As proteínas de transporte envolvidas na transferência de íons
ou moléculas através das membranas celulares são INCAPAZES
de transportar moléculas grandes (proteínas e polissacarídeos)”.
INGESTÃO E SECREÇÃO DE MACROMOLÉCULAS
Formação de VESÍCULAS ligadas a membranas ou estrutura em
FORMA DE SACO.
A) ENDOCITOSE: invaginação da membrana plasmática.
A.1) FAGOCITOSE : partículas sólidas (bactérias e resto de células):
ocorre através de grandes vesículas derivadas da membrana
plasmática.
Ex: ameba; fungos (gelatinoso plasmodial e gelatinosos
celulares); nódulos radiculares das leguminosas durante a formação
dos nódulos (Liberação de Rhizobium nas correntes de infecção).
A.2) PINOCITOSE : ingestão de fluidos e solutos através de
pequenas vesículas derivadas da membrana plasmática.
Apresentam inicialmente uma depressão revestida que se
invaginam e se separam para formar as VESÍCULAS REVESTIDAS
por complexos protéicos, como a Clarina (complexos protéicos
composto de três cadeias grandes e três cadeias pequenas de
polipeptídeos que se juntam e formam uma estrutura de 3 pontos –
TRÍMERO).
B) EXOCITOSE: são exportações ou secreções de substâncias das
células, através de vesículas (ENDOCITOSE REVERSA).
Ex. Vesículas de dictiossomas na formação de parede e placa
celulares.
ENDOCITOSE E EXOCITOSE
TRANSPORTES DE SOLUTOS NO FLOEMA
ABSORÇÃO DE ÁGUA PELAS RAÍZES
AQUAPORINAS
O
B
R
I
G
A
D
O