Introdução
Toda a célula viva, seja procarionte ou eucarionte,
apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática e
que é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os
mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível.
Estudos com membranas plasmáticas isoladas revelam que
seus componentes mais abundantes são fosfolipídios, colesterol e proteínas.
Funções das proteínas na membrana plasmática, transporte
pela membrana, transporte Passivo, transporte ativo, endocitose e exocitose e conclusão faram o esboço deste trabalho.
1. Funções das proteínas na membrana plasmática
As proteínas da membrana plasmática exercem grandes
variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte,
organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para
dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana,
encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a
célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como
ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
1. Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir umas às
outras.
2. Proteínas que facilitam o transporte
de substâncias entre células.
3. Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo
marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células.
4. Proteínas receptoras de
membrana.
5. Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando um canal por onde
passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia
fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula
derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos
bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda
vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular
(transporte ativo, por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP.
6. Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como enzima na membrana ou
em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada
via metabólica.
7. Proteínas com função de
ancoragem para o citoesqueleto.
Tradução: Síntese de Proteínas
Tradução
é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no
citoplasma com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos.
Quem
participa da síntese de proteínas?
Cístron (gene) é o segmento de DNA que contém as
informações para a síntese de um polipeptídeo ou proteína.
O
RNA produzido que contém uma sequência de bases nitrogenadas transcrita do DNA
é um RNA mensageiro.
No
citoplasma, ele será um dos componentes participantes da síntese de proteínas,
juntamente com outros dois tipos de RNA, todos de fita simples e produzidos
segundo o mesmo processo descrito para o RNA mensageiro:
RNA ribossômico, RNAr. Associando-se a proteínas, as fitas de RNAr
formarão os ribossomos, orgânulos responsáveis pela leitura da mensagem contida
no RNA mensageiro;
RNAs transportadores, RNAt. Assim
chamados porque serão os responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o
local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. São moléculas
de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a
85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se sobre si mesma, adquirindo o
aspecto visto na figura abaixo.
Duas regiões se
destacam em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a
ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (chamado
anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm.
Anticódon
é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm.
1.1. Transporte
pela Membrana Plasmática
A capacidade de uma membrana de ser atravessada por
algumas substâncias e não por outras define suapermeabilidade. Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto(partícula
dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4
tipos:
a) Permeável: permite a
passagem do solvente e do soluto;
b) Impermeável: não
permite a passagem do solvente nem do soluto;
c) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas
não do soluto;
d) Seletivamente
permeável: permite a passagem do
solvente e de alguns tipos de
soluto.
Nessa última classificação se enquadra a membrana
plasmática.
A passagem aleatória de partículas sempre
ocorre de um local de maior concentração para outro de concentração menor (a
favor do gradiente de concentração).
Isso se dá até que a distribuição das partículas seja uniforme. A partir do
momento em que o equilíbrio for atingido, as trocas de substâncias entre dois
meios tornam-se proporcionais.
A passagem de substâncias através das membranas celulares
envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar:
Transporte passivo
Transporte ativo
Endocitose e exocitose
1.1.1. Transporte
Passivo
Ocorre
sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas
faces da membrana. Não envolve gasto de energia.
Osmose
A
água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor
concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a
água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica.
A
osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de
partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por
unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão
osmótica e são isotônicas.
Caso sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos
de modo proporcional.
Quando se
comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui mais soluto e,
portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão
osmótica é hipotônica.
Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a
hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas.
A
osmose pode provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em relação a uma
solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada
em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio
mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo
romper (hemólise).
Se
um paramécio é colocado em um meio hipotônico, absorve água por osmose. O
excesso de água é eliminado pelo aumento de freqüência dos batimentos do
vacúolo pulsátil (ou contrátil).
Protozoários
marinhos não possuem vacúolo pulsátil, já que o meio externo é hipertônico.
A
pressão osmótica de uma solução pode ser medida em um osmômetro. A solução avaliada é
colocada em um tubo de vidro fechado com uma membrana semipermeável,
introduzido em um recipiente contendo água destilada, como mostra a figura.
Por
osmose, a água entra na solução fazendo subir o nível líquido no tubo de vidro.
Como no recipiente há água destilada, a concentração de partículas na solução
será sempre maior que fora do tubo de vidro. Todavia, quando o peso da coluna
líquida dentro do tubo de vidro for igual à força osmótica, o fluxo de água
cessa. Conclui-se, então, que a pressão osmótica da solução é igual à pressão
hidrostática exercida pela coluna líquida.
Difusão
Consiste
na passagem das moléculas do
soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até
estabelecer um equilíbrio. É um processo
lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as
distâncias percorridas forem curtas. A passagem de substâncias, através
da membrana, se dá em resposta ao gradiente de concentração.
Difusão Facilitada
Certas
substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto
energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão
simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e
certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à
concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de
saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a
existência de uma molécula transportadora chamada permease na
membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não
pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma
permease, a presença de um dificulta a passagem do outro.
1.1.2. Transporte ativo
Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia,
podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração).
Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O
transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada
liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se
liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada
no outro lado da membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se
em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face
externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A
energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.
Transporte acoplado
Muitas
membranas pegam carona com outras substâncias ou íons, para entrar ou sair das
células, utilizando o mesmo “veículo de transporte". É o que ocorre por
exemplo, com moléculas de açúcar que ingressam nas células contra o seu
gradiente de concentração. Como vimos no item anterior, a bomba de
sódio/potássio expulsa íons de sódio da célula, ao mesmo tempo que faz os íons
potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (o mesmo canal
iônico), com gasto de energia. Assim, a concentração de íons de sódio dentro da
célula fica baixa, o que induz esses íons a retornarem para o interior celular.
Ao mesmo tempo,
moléculas de açúcar, cuja concentração dentro da célula é alta, aproveitam o
ingresso de sódio e o “acompanham” para o meio intracelular.
Esse transporte
simultâneo, ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora” que, ao mesmo
tempo em que favorece o retorno de íons de sódio para a célula, também deixa
entrar moléculas de açúcar cuja concentração na célula é elevada.
Note
que a energia utilizada nesse tipo de transporte é indiretamente proveniente da
que é gerada no transporte ativo de íons de sódio/potássio.
1.1.3. Endocitose e exocitose
Enquanto
que a difusão simples e facilitada e o transporte ativo são mecanismos de
entrada ou saída para moléculas e ions de pequenas dimensões, as grandes
moléculas ou até partículas constituídas por agregados moleculares são
transportadas através de outros processos.
Endocitose
Este
processo permite o transporte de substâncias do meio extra- para o
intracelular, através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome
de vesículas de endocitose ou
endocíticas. Estas são formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida
de fusão e separação de um segmento da mesma.
Há
três tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose e endocitose mediada.
Pinocitose
Neste
caso, as vesículas são de pequenas dimensões e a célula ingere moléculas
solúveis que, de outro modo, teriam dificuldades em penetrar a membrana.
O
mecanismo pinocítico envolve gasto de energia e é muito seletivo para certas
substâncias, como os sais, aminoácidos e certas proteínas, todas elas solúveis
em água.
Este processo, que ocorre em diversas
células, tem uma considerável importância para a Medicina: o seu estudo mais
aprofundado pode permitir o tratamento de grupos de células com substâncias que
geralmente não penetram a membrana citoplasmática (diluindo-as numa solução que
contenha um indutor de pinocitose como, por exemplo, a albumina, fazendo com
que a substância siga a albumina até ao interior da célula e aí desempenhe a
sua função).
Endocitose mediada
Se
a invaginação da membrana for desencadeada pela ligação de uma determinada
substância a um constituinte específico da membrana trata-se de um processo de
endocitose mediada e chama-se a esse constituinte receptor.
Para
entrar na célula deste modo é necessário que a membrana possua receptores
específicos para a substância em questão.
Este
mecanismo é utilizado por muitos vírus (como o HIV, por exemplo) e toxinas para
penetrar na célula dado que ao longo do tempo foram
desenvolvendo uma complementaridade com os receptores.
Este processo é também importante para a Medicina, pois foram introduzidos
em medicamentos usados para destruir células tumorais fragmentos que se ligam
aos receptores membranares específicos das células que se pretende destruir.
Conclusão
Em relação ao tema aqui exposto chegamos a seguinte
conclusão:
sa
Bibliografia
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito13.php
http://projetomedicina.com.br/site/attachments/article/353/organizacao_celular_basica_biologia_exercicios.pdf
http://pt.slideshare.net/RitaPereira2/resumos-de-biologia-10-ano
http://terragiratg.blogspot.com/2009/02/biologia-transporte-atraves-da-membrana.html