2 Mecanismos de transporte pela membrana plasmática

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Mecanism� d� transport� pel� membran� plasmátic�
Permeabilidad� d� bicamad� lipídic�
Permeabilidade - controle físico (depende do
tamanho)
Moléculas grandes: não atravessam a membrana -
macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, ácido
nucleico DNA/RNA)
Permeabilidade - controle químico (depende da
natureza)
Gases: transporte completo através da membrana
(ocorre por meio da difusão) - distribuição adequada dos
gases
Moléculas hidrofóbicas (ex: hormônio esteróide):
transporte completo através da membrana
Moléculas polares pequenas (ex: água e etanol):
transporte incompleto pela bicamada
→Obs: os fosfolipídios que aumentam a fluidez (aqueles
de cauda curta e insaturados) da bicamada permitem
maior passagem de água pela membrana
→Obs: a água não tem total permeabilidade como os
gases, necessitando de canais para que a célula
absorva a quantidade necessária desse líquido
A água não tem grande permeabilidade por conta da
cauda hidrofóbica dos fosfolipídios, o que dificulta a
passagem desse líquido
Moléculas polares grandes (ex: glicose): ausência de
transporte pela bicamada. Essas moléculas precisam de
canais que realizam essa passagem
Aminoácidos: ausência de transporte pela bicamada
Moléculas carregadas (H+, Na+): ausência de
transporte pela bicamada. Essas moléculas regulam a
atividade homeostática da célula, o que deve ser
controlada evitando desequilíbrios, por isso precisam de
proteínas que regulam a entrada e a saída dessas
moléculas
→Obs: a bicamada lipídica é eletricamente isolante
Três principais características das moléculas a serem
transportadas e que determinam a sua
permeabilidade da membrana
1. Polaridade (hidrofóbico x hidrofílico)
2. Carga (“carregado” x “descarregado”)
3. Tamanho (pequeno x grande)
Permeabilidade relativa de uma bicamada lipídica está
associada a diferentes classes de moléculas. Quanto
menor a molécula e quanto menor a associação dela
com a água, mais rápido a molécula difunde-se através
da bicamada
Difusão
- Segue o gradiente de concentração
- Processo não seletivo ou de interação fraca
- Gases, moléculas hidrofóbicas e moléculas polares
pequenas (mas não carregadas)
Difusão passiva nos alvéolos
Funçã� da� proteína� n� membran�
Complexos proteicos que auxiliam no transporte de
moléculas pela bicamada de fosfolipídios
Proteína� d� cana�
Complexos proteicos que seletivamente permitem a
passagem de determinadas moléculas pela membrana
por meio de poros
→proteínas que não sofrem alterações conformacionais
durante o transporte
→formam poros seletivos (hidrofílicos) - permitem a
passagem de solutos específicos
→apresenta íons que regulam sua abertura e
fechamento (Ca2+ e Mg2+ fecham canais da
membrana, diminuindo sua permeabilidade)
→apresenta uma interação fraca com os solutos
Esses complexos formam poros contínuos que
atravessam a bicamada lipídica. Quando abertos,
permitem a passagem de solutos específicos (como
íons inorgânicos de tamanho e carga adequados e, em
alguns casos, de pequenas moléculas como água,
glicerol e amônia) através da membrana. Esses canais
podem ser abertos ou fechados de acordo com a
necessidade da célula
A energia responsável por fechar ou abrir os canais
- Ligantes específicos
- Controlado por voltagem
- Controlado por ligante intracelular ou extracelular
- Controlado mecanicamente pelo citoesqueleto
Proteína� transportadora�
Complexo proteico que apresenta uma mudança
conformacional da proteína permitindo o transporte de
moléculas específicas (ligam-se a solutos específicos)
→são proteínas que sofrem alterações conformacionais
durante o transporte de solutos
→essas proteínas são chamadas de bombas ou
permeases
→interagem fortemente com o soluto a ser transportado
Essas proteínas se ligam ao soluto específico que vai
ser transportado e sofrem uma série de alterações de
conformação que levam à exposição alternada dos
sítios de ligação ao soluto em um dos lados da
membrana e, a seguir, no outro lado, para transferir o
soluto através desta
Em alguns casos a alteração na conformação se dá
pela fosforilação: um fosfato do ATP é liberado e se
liga a proteína transportadora alterando seu formato, o
que permite que exista o transporte de cálcio. A
fosforilação pode ser inibitória ou ativadora das
proteínas transportadoras
Proteína� transportadora� � proteína� d� cana�
Uma proteína transportadora alterna entre duas
conformações, de tal forma que o sítio de ligação ao
soluto sequencialmente é acessível em um lado da
bicamada e então no outro. Em contraste, uma proteína
de canal forma um poro através da bicamada para
poder difundir solutos específicos de forma passiva
Moviment� mediad� por transportadore�
Transportador uniporte: transporte de apenas uma
molécula
Transporte acoplado: transporta moléculas diferentes
com diferentes gradientes de concentração; um soluto é
dependente do transporte de um outro
1. simporte: transporte de duas moléculas no mesmo
sentido
2. antiporte: transporte de duas moléculas no sentido
contrário
�p� d� transport�
1. Transporte passivo
→ocorre a favor do gradiente de concentração
→vai do meio mais concentrado (hipertônico) para o
meio menos concentrado (hipotônico)
→processo espontâneo, não consome energia
Difusão simples: o transporte de moléculas (soluto)
ocorre através da bicamada lipídica
Difusão facilitada: o transporte de moléculas (soluto)
ocorre através de proteínas
Osmose: transporte de solvente por meio da bicamada
lipídica
→ocorre do meio menos concentrado (hipotônico) para
o mais concentrado (hipertônico)
Obs: Apesar da água se difundir através da bicamada, a
velocidade de difusão é inferior à velocidade de
demanda. Assim, todas as células contém proteínas de
canal específicas denominadas aquaporinas, que
facilitam esse processo aumentando a permeabilidade
dessa membrana à água por meio da regulação
hormonal. Essas proteínas ficam no citoplasma das
células e quando são acionadas se dirigem para a
membrana, permitindo rápida absorsão de água
Resumindo…
No transporte passivo, quanto maior a diferença de
concentração, quanto maior a temperatura e quanto
menor o tamanho da partícula, maior a velocidade do
transporte
2. Transporte ativo
O transporte ativo requer uma entrada de energia
metabólica e é sempre mediado por transportadoras
que bombeiam o soluto em sentido contrário ao
gradiente de concentração
Maneiras de transporte ativo
Três maneiras de dirigir o transporte ativo. A molécula
ativamente transportada é ilustrada em laranja, e a fonte
de energia é mostrada em vermelho
Transportador acoplador: um a favor e outro contra o
gradiente; o a favor faz a mudança conformacional
Bomba dirigida por luz: unem o transporte
desfavorável a uma entrada de energia luminosa
Bomba dirigida por ATP: hidrolisam ATP em ADP e
fosfato inorgânico e usam a energia liberada para
bombear íons e solutos através da membrana
→bomba tipo P: se autofosforila durante o ciclo de
bombeamento; é ativo; antiporte acoplado acionado por
ATP; mantém a manutenção de gradientes de Na+, K+,
H+ e Ca2+
→bomba tipo F: ATP-sintases pois atuam de forma
reversa, ou seja, utilizam o gradiente de H+ através da
membrana para direccionar a síntese de ATP a partir de
ADP e fosfato; encontrados na membrana de bactérias
e na membrana interna das mitocôndrias
→transportadores ABC: bombeiam predominantemente
pequenas moléculas