Page 1

05/03/2012

Transporte de Membrana Uma das funções principais da membrana plasmática é manter o meio extracelular diferente do meio intracelular. Além disto, organelas delimitadas por membranas também devem possuir diferenças entre os meios de dentro e fora das organelas.

Prof. MSc. José Eduardo Baroneza

Exemplo:

As concentrações de íons dentro de uma célula são muito diferentes daquelas de fora da célula

Comparação das concentrações iônicas dentro e fora de uma típica célula de mamífero

Íons são espécies químicas eletricamente carregadas, geralmente um átomo ou molécula que perdeu ou ganhou elétrons. Íons carregados negativamente são conhecidos como ânions e íons carregados positivamente são conhecidos como cátions. Ex: Na+, K +, H +, Cl -, OH -, Mg +2, etc...

A MEMBRANA PLASMÁTICA TEM PERMEABILIDADE SELETIVA

1


05/03/2012

As proteínas de transporte de membrana pertencem a uma de duas classes:

A capacidade de realizar transporte de moléculas é uma das funções das proteínas de membrana

-Proteínas Carreadoras -Proteínas Canais

Proteínas Carreadoras

Proteínas Canal

Arrastam a molécula de um lado a outro da membrana plasmática ligando-se a ela em sítios específicos.

Moléculas pequenas e/ou portadoras de carga elétrica podem passar a membrana plasmática desde que as proteínas canais estejam abertas. Não há ligação da molécula a ser transportada com o canal. Podem ser seletivos.

Soluto

Bicamada lipídica

Bicamada lipídica

Sítio de ligação específico

PORO HIDROFÍLICO Figure 11-3a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 11-3b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

As proteínas transportadoras permitem que moléculas atravessem a membrana celular, mas o que controla se estes solutos se movem para dentro e para fora da célula?

2


05/03/2012

O transporte de moléculas realizado por proteínas de membrana depende de 4 fatores:

O transporte de moléculas sem carga elétrica pelas proteínas transportadoras depende do gradiente de concentração

Proteína canal

-Grau de concentração da molécula a ser transportada -Afinidade da molécula com a proteína de membrana -Presença de carga elétrica na molécula transportada

MEIO INTRACELULAR

-Necessidade de gasto de energia

MEIO EXTRACELULAR

Quando o transporte de solutos sem carga elétrica ocorre a favor do gradiente de concentração, não há gasto de energia e o transporte é denominado passivo

-

+

CONCENTRADO

CONCENTRADO

Que diferenças existem no transporte de solutos sem carga elétrica em relação a solutos com carga elétrica (íons)?

Além do gradiente de concentração, o transporte passivo depende do balanço das forças elétricas dentro e fora das células

O transporte passivo de solutos com carga elétrica depende do EXTRACELULAR

gradiente eletroquímico

INTRACELULAR

resultante da composição de duas forças, uma devido ao gradiente de concentração e outra devido ao gradiente de voltagem

Gradiente eletroquímico sem potencial de membrana

Gradiente eletroquímico com potencial de membrana negativo do lado interno

Gradiente eletroquímico com potencial de membrana positivo do lado interno

Figure 11-4b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

3


05/03/2012

Tipos de transporte passivo: DIFUSÃO SIMPLES

DIFUSÃO FACILITADA

-Pode ocorrer pela camada lipídica ou por canais iônicos. -Não há ligação da molécula a ser transportada com a proteína transportadora. - Quanto maior a concentração, maior a velocidade de difusão

-Ocorre somente por proteínas carreadoras -A molécula a ser transportada se liga na proteína. -Há uma velocidade limite de difusão.

Difusão simples

Difusão facilitada mediada por carreador de glicose

Difusão facilitada

TAXA DE TRANSPORTE

Figure 11-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Difusão facilitada

Difusão simples Concentração da molécula transportada

Figure 11-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

OSMOSE

O transporte de solvente (água) também é realizado por transporte passivo e denomina-se osmose

-É um tipo de transporte passivo que envolve a passagem da água por uma membrana semipermeável. -Ocorre devido as diferenças na concentração de soluto do meio extracelular e intracelular . -A transferência ocorre do meio menos concentrado de soluto para o meio mais concentrado Água Sal

Célula

4


05/03/2012

Devido a osmose, células animais podem ser destruídas devido a entrada ou saída de água em excesso

Proteína carreadora

ATP MEIO INTRACELULAR

MEIO EXTRACELULAR

+

-

CONCENTRADO

CONCENTRADO

O transporte ativo ocorre sempre por proteínas carreadoras e pode ser de 3 diferente tipos:

Quando o transporte de solutos ocorre contra o gradiente eletroquímico, há gasto de energia e o transporte é denominado ativo

-Transportadores acoplados -Bombas impulsionadas por ATP -Bombas impulsionadas por luz

5


05/03/2012

No transporte acoplado, uma molécula A se utiliza da energia dispendida pela passagem de uma molécula B para atravessar a membrana plasmática

As moléculas podem ser cotransportadas no mesmo sentido (simporte) ou em sentido inverso (antiporte)

Gradiente eletroquímico

COTRANSPORTE

Transporte Acoplado

Transporte Acoplado

Simporte

Antiporte

Diferentes proteínas carreadoras podem transportar uma mesma molécula em diferentes regiões de membrana. Ex: transporte de glicose para células de revestimento intestinal

Entendendo o transporte simporte de glicose e sódio no intestino

Nas bombas de ATP, a passagem de um soluto pela proteínas transportadora depende da energia gerada pela quebra da molécula ATP.

Gradiente eletroquímico

Bomba de ATP

Figure 11-9 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

6


05/03/2012

As bombas impulsionadas por luz só existem em células procarióticas

Gradiente eletroquímico

Transporte acoplado

Bombas impulsionadas

Bombas impulsionadas

(COTRANSPORTE)

por ATP

por luz

Muitas proteínas carreadoras realizam simultaneamente mais de um tipo de transporte ativo

Figure 11-7 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Ex: Bomba de Na+/K+ ATPase

ESPAÇO EXTRACELULAR

Sítio de Ligação CITOSOL

Na+/K+

Gradiente eletroquímico de

Gradiente eletroquímico de

Sódio

Potássio CITOSOL

Figure 11-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

A bomba de sódio / potássio funciona enviando 3 íons Na+ para o meio extracelular e 2 íons K+ para o meio intracelular a cada bombeamento

7


05/03/2012

Estrutura molecular básica de um canal iônico

CANAIS IÔNICOS Proteínas transmembrana que possuem um canal hidrofílico no seu interior e que permite a passagem de pequenas moléculas com carga elétrica sem eu estas precisem se ligar a proteína canal

São seletivos Não estão continuamente abertos Realizam transporte passivo Figure 11-27a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 11-27b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

O rápido fluxo de íons por meio dos canais iônicos podem mudar a voltagem através da membrana, alterando o

potencial de membrana. FECHADO

ABERTO

Bicamada lipídica

EXTRACELULAR

++++++++++++++

++++++++++++++

------------------------

-------------------------

INTRACELULAR PORO HIDROFÍLICO SELETIVO

EXTRACELULAR

Na+

+++++++++++-----

----++++++++++++

--------------------+++

+++-------------------

INTRACELULAR Figure 11-20 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

8


05/03/2012

Se um canal iônico não está o tempo todo aberto, o que controla sua abertura e fechamento?

Regulados por voltagem

Regulados por ligante

Regulados por estiramento

FECHAD O

Há 3 tipos de canais iônicos: -Controlados por voltagem -Controlados por ligante -Controlados por estiramento

ABERTO

CITOSOL

Figure 11-21 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

fim

9


AULA - BIOFISICA 3  

material de aula

Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you