Obtenção de energia:

 

 

Seres heterotróficos

 

 

Os seres heterotróficos são os mais abundantes quer sejam unicelulares quer sejam pluricelulares. Estes seres necessitam de outros seres para sobreviverem pois não conseguem, como os autotróficos, produzir matéria orgânica.

Os seres unicelulares capturam a matéria orgânica através da absorção, os seres mais complexos precisam de ingerir e de fazer a digestão,  em órgãos especializados, da matéria orgânica (simplificação de macromoléculas de modo a serem utilizadas pelas células) que será posteriormente transportada pelo sangue (seres mais complexos), ou outros fluidos até às células. As substâncias orgânicas vão ser utilizadas pelas células no seu metabolismo celular e estas substâncias que sofreram o transporte rumo à célula terá que passar através da seletividade da membrana celular.

Os heterotróficos podem ser macronsumidores ou microconsumidores, ou seja, consumidores e decompositores. Os macroconsumidores transforma a matéria orgânica em orgânica os microconsumidores transforma a matéria orgânica em iinorgânica no exterior do seu corpo mas é através da absorção que adquirem a matéria orgânica que necessitam (fungos e algumas bactérias).

 

 

 

 

Membrana Plasmática, celular ou plasmalema

Para além da membrana celular ser a responsável por garantir a obtenção de matéria para a célula em geral, ela também;
           - delimita a célula;
           - garante a manutenção do meio intracelular da célula;
           - separa o meio intra do extracelular;
           - controla a entrada e saída de substâncias.
           - È constituída por proteínas, lípidos, assim como todas as membranas que fazem parte das estruturas membranosas da célula tais como: retículos, lisossomas, mitocôndrias, cloroplastos, etc.
           - Apresenta elasticidade e permeabilidade seletiva.
           - Em termos da permeabilidade celular, a membrana é permeável à água e substâncias lipossoluveis e impermeável a iões (Na, K...) e às moléculas polares não carregadas, conhecidas como glúcidos.

Todas as células possuem esta estrutura, ela é a responsável por garantir a obtenção de matéria para a célula. É uma estrutura muito pequena, não visível a microscópio óptico, apenas se consegue observar no microscópio electrónico.

Desde há muito que se estuda a membrana celular e, ao longo do tempo foram surgindo variados modelos explicativos da membrana, o que é aceite, atualmente, para a explicação do funcionamento da membrana é o Modelo do mosaico fluido,  desenvolvida por Singer e Nicholson em 1972.
Segundo este modelo esta é constituída por uma bicamada de fosfolípidos com proteínas periféricas ou extrínsecas, dispersas à superfície e com ligações fracas aos fosfolípidos, e proteínas intrínsecas ou integradas, nela introduzidas de forma mais ou menos profunda. Existem ainda hidratos de carbono na superfície exterior da membrana, ligados a proteínas (glicoproteínas) ou a lípidos (glicolípidos). Estas moléculas estão envolvidas em mecanismos de reconhecimento de substâncias do meio envolvente.

 

 

A membrana plasmática apresenta certa elasticidade e permeabilidade seletiva, isto é, para certos tipos de moléculas é permeável (água e substância lipossolúveis) e para outras impermeável (iões e glícidos).

 

 

 

 

 

 

 

Estrutura e composição química

 

LÍPIDOS DA MEMBRANA: Os lípidos da membrana são essencialmente os fosfolípidos e o colesterol (só em células animais, dá estrutura). Os fosfolípidos possuem uma parte polar (a cabeça hidrofílica, constituída por um grupo fosfato e glicerol) e uma parte apolar (a cauda hidrofóbica, formada por ácidos gordos). Devido a esta característica (polar e apolar), os fosfolípidos são moléculas anfipáticas, o que irá provocar a sua disposição em bicamada. Em contacto com a água, os fosfolípidos formam uma bicamada espontânea. As cabeças hidrofílicas encontram-se viradas para o exterior e as caudas hidrofóbicas para o interior, protegidas do encontro com a água.

 

O interior hidrofóbico da bicamada torna a membrana seletiva, pois as moléculas não-polares – hidrofóbicas – são solúveis em lípidos e podem facilmente atravessar a membrana. As moléculas polares – hidrofílicas – são insolúveis em lípidos e não a atravessam. A passagem destas substâncias depende das proteínas da membrana.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Esta camada de fosfolípidos fluida permite que estas moléculas possam movimentar-se com facilidade. Podem trocar lateralmente de lugar e até podem trocar de camada, em movimentos designados por “flip-flop”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Entre os fosfolípidos, encontram-se as moléculas de colesterol que conferem maior rigidez às membranas e diminuem a sua permeabilidade a moléculas pequenas hidrossolúveis.

 

PROTEÍNAS DA MEMBRANA: São globulares e encontram-se encaixadas entre as moléculas de fosfolípidos. Podem ser intrínsecas/integradas, quando se encontram intimamente ligadas à bicamada de fosfolípidos (se a proteína intrínseca atravessar toda a membrana designa-se por transmembranar), as proteínas intrínsecas são moléculas anfipáticas, ou seja, têm uma parte hidrofílica (parte externa da camada) e outra hidrofóbica (parte interna da camada), ou extrínsecas/periféricas, quando se localizam de um e outro lado da bicamada fosfolipídica, fracamente ligadas.

 

Função: podem ser estruturais, intervir no transporte de substâncias, recetoras de estímulos químicos, ou enzimas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GLÚCIDOS DA MEMBRANA: Nem todas as membranas têm estas moléculas. São recetores de informação de certas substâncias e localizam-se na parte externa da membrana (recetores de mensageiros químicos). Quando os glúcidos se ligam às proteínas formam as glicoproteínas e quando se ligam aos lípidos formam glicolípidos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Evolução do estudo da membrana plasmática:

 

-> Antes do modelo atualmente aceite ( modelo do mosaico fluído), houve variados modelos explicativos da membrana.

 

• Langmuir- 1917: Previu que a membrana seria constiuída por uma camada de fosfolípidos, com uma extremidade voltada para a água e outra para o ar.

• Gorter e Grendel- 1925: Extraíram lípidos das membranas dos glóbulos vermelhos e concluíram que existiam lípidos suficientes para formar uma bicamada lípidica, sendo que as extremidades hidrofóbicas ficariam viradas para o interior e as cabeças hidófílicas para o exterior.

• Dauson e Danielli- 1935: Propuseram que as duas camadas fosfolípidicas estariam envolvias por uma cmada de proteínas, em que as cadeias polipeptídicas se dispunham perpenficularmente às moléculas lipídicas.

• Singer e Nicolson- 1972: Propuseram o modelo: Mosaico Fluído, segundo o qual seria constituído por uma bicamada de fosfoipídos com proteínas intrínsecas e extrínsecas, e ainda hidratos de carbono na superficie exterior da membrana, ligados a proteínas- glicoproteínas e ligados a lípidos- glicolípidos.  A membrana é móvel devido aos fosfolípidos, o facto de ser móvel torna mais fácil a regeneração.

 

 

Transporte na membrana

Uma das propriedades fundamentais da membrana plasmática é a sua capacidade se deixar atravessar por algumas substâncias mas não por outras – permeabilidade seletiva. Deste modo, a célula mantém o seu meio interno com composição e concentrações adequadas às suas funções, independentemente do meio externo em que se encontra.

As substâncias podem atravessar a membrana através de diversos processos que, segundo determinados critérios, podem ser agrupados em:

 

Transporte mediado (facilitado), em que há intervenção direta dos constituintes membranares e que pode ou não envolver consumo de energia, consoante se trate de transporte ativo ou difusão facilitada.

 

Transporte não mediado, em que as substâncias atravessam a membrana sem que esta tenha uma participação ativa no processo (osmose e difusão simples). Outras substâncias, de maiores dimensões, ou mesmo pequenas células, podem também entrar e sair. Neste caso, não conseguindo atravessar a membrana, envolvem-se em porções desta, para conseguirem fazê-lo (endocitose e exocitose).

 

Não mediado

            Difusão simples – transporte passivo: a energia proveniente para realizar a difusão é a própria energia cinética normal das moléculas. O movimento das moléculas ocorre do meio mais concentrado para o meio menos concentrado, a favor do gradiente. Substâncias envolvidas: gases e substâncias lipossolúveis.

 

           Osmose – transporte passivo: consiste na passagem de água através das membranas seletivamente permeáveis. A água é uma substância suficientemente pequena e abundante para poder atravessar as membranas. Este processo não envolve gastos de energia e consiste no movimento da água das zonas onde esta existe em maior quantidade para as zonas onde existe em menor quantidade, sendo portanto um processo físico. O meio interno de uma célula pode, relativamente ao meio externo em que se situa, apresentar-se numa de 3 situações:

 

 

- a célula é isotónica relativamente ao meio se a concentração de solutos do meio interno é igual à do meio externo.

- a célula é hipertónica relativamente ao meio se a concentração de solutos do meio interno superior à do meio externo.

- a célula é hipotónica relativamente ao meio se a concentração de solutos do meio interno é inferior à do meio externo.

 

Sempre que a concentração do meio intracelular difere do meio extracelular registam-se movimentos de água permitindo igualar as concentrações.

Para que a água se desloque gera-se uma pressão, pressão osmótica.

Uma solução com elevada concentração de soluto ( meio hipertónico), tem uma elavada pressão osmótica.

Uma solução com baixa concentração de soluto ( meio hipotónico), tem baixa pressão osmótica.

 

TURGÊNCIA: A célula está exposta num meio hipotónico, a água entra para o vacuolo da célula e esta aumenta de volume.

 

PLASMÓLISE:  A célula está exposta num meio hipertónico, a água desloca-se para o exterior e a célula diminui de volume.

 

LISE CELULAR: Quando o movimento da água ultrapassa o limite de elastecidade da membrana, a célula rebenta (lise). Na célula vegetal quando a membrana enche de água faz força contrária, no entanto o aumento de volume não é sigmificativo, devido à existência da parede celular.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Videos >>>>> Transporte não mediado

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mediado:

Difusão (simples) – transporte passivo à consiste no processo em que algumas moléculas apolares de pequenas dimensões e alguns iões conseguem atravessar a membrana. Este processo ocorre sempre de acordo com os gradientes de concentração, isto é, os solutos movimentam-se das zonas onde existem em maior concentração para as zonas onde existem em menor concentração. A difusão simples não exige transportadores nem consumo de energia. A velocidade a que ocorre está relacionada com as diferenças de concentração entre o meio externo e interno, sendo tanto maior quanto maior for essa diferença.

 

Difusão facilitada – transporte passivo à algumas moléculas polares, entre as quais a glucose, alguns aminoácidos e algumas vitaminas atravessam a membrana plasmática a favor dos gradientes de concentração. Este transporte apresenta, contudo, diferenças relativamente à difusão simples.

 

A glicose e outras moléculas polares podem atravessar a membrana através do processo de difusão facilitada. Estas moléculas entram na célula ajudadas por proteínas da membrana (permeases). As proteínas ligam-se às moléculas a transportar, sofrem alteração na sua configuração, permitindo que as moléculas atravessem a membrana. Uma vez libertadas as moléculas no interior da célula, as permeases voltam ao seu estado inicial.