Aula de biofísica - Membranas e Transporte

1. Aula 4 – Estrutura e Funções dasç
Membranas Biológicas e Transporte
através das membranas
Biofísica
através das membranas
Biofísica
Curso Medicina Veterinária
Prof(a): Betânia Glória Campos
M. Veterinária – Doutora Produção Animal UFMG
Patos de Minas, 2016

2. Membranas BiológicasMembranas Biológicas
•Estruturas altamente diferenciadas destinadas a uma
compartimentação única.p
• Seleção de ingredientes (dentro e fora): Transporte ativoç g ( ) p
Transporte passivo.
• Interior em Estacionário – Gradiente Entrópico:
Entropia baixa – interior
E i l iEntropia alta - exterior

3. Membranas Biológicasg
Modelo do Mosaico Fluido

4. Membranas Biológicasg
A membrana não é uma estrutura covalenteA membrana não é uma estrutura covalente
Forças que mantém as biomoléculas na membrana:
••CoulômbicasCoulômbicas
••HidrofóbicasHidrofóbicas
P t d H tP t d H t••Pontes de H etc.Pontes de H etc.
Para efeito didático na biofísica a membrana pode serp
considerada como tendo 4 estruturas básicas:
1.1. PorosPoros ouou canaiscanais
2.2. ZonasZonas dede DifusãoDifusão facilitadafacilitada (ZDF)(ZDF)
3.3. ReceptoresReceptores
44 O erad resO erad res4.4. OperadoresOperadores

5. Membranas Biológicasg
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)
Os canais podem possuir cargas: positivas, negativas ou
destituídos de cargas elétricas. A carga se origina de
grupos laterais de proteínas, como COO- e NH3+.
Transporte de acordo comTransporte de acordo com
o gradiente de concentração.
(De mais para menos)(De mais para menos)

6. Membranas Biológicasg
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)
Além da carga, o diâmetro dos canais seleciona os passantes
conforme o volume dos íons

7. Membranas Biológicasg
1.Poros ou Canais (TRANSPORTE PASSIVO)

8. Membranas Biológicasg
2. Zonas de Difusão Facilitada (TRANSPORTE PASSIVO)( )
São regiões que possuem alta concentração de moléculas da
mesma espécie química E por isso nestes locais a passagem demesma espécie química. E por isso nestes locais a passagem de
moléculas de mesma composição química é facilitada.
As moléculas transeuntes se
dissolvem nas afins e passam pelap p
membrana.
A l id d d dif ã ZDFA velocidade de difusão na ZDF
segue a cinética do tipo
enzimático (Michaelis-Menten)enzimático (Michaelis Menten).

9. Membranas Biológicasg
3.Receptores3.Receptores
São sítios que possuem estrutura adequada a ligação de certas
moléculas que ao se ligarem deslancham uma série de
processos celulares.
As mensagens podem ser dirigidas a poros (canais) ou
operadores.p
Se localizam: na membrana e citosol
*CalmodulinCalmodulina: receptor de Ca+ localizado no citosol (baixo
peso molecular)p )

10. Membranas Biológicasg
3. Funcionamento dos Receptores3. Funcionamento dos Receptores

11. Membranas Biológicas
F i t d R t
Há substancias que ocupam os receptores impedindo o acesso
do mensageiro
Funcionamento dos Receptores
do mensageiro
Tetradoxina
Ex classico: atropina – se liga aos receptores muscarínicos da
acetilcolina bloqueando seu efeito

12. Membranas Biológicasg
4. Operadores (Transporte Ativo)4. Operadores (Transporte Ativo)
RealizamRealizam transportetransporte ativoativo istoisto é,é, contracontra oo gradientegradiente dede
ãã lé ilé i bb OO dd ii ATPATPconcentraçãoconcentração,, elétricoelétrico ouou ambosambos.. OsOs operadoresoperadores utizamutizam ATPATP
comocomo fontefonte dede energiaenergia.. ((verver proximoproximo slide)slide)
OO sentidosentido normalnormal dodo trânsitotrânsito éé unidirecionalunidirecional..
ExisteExiste sempresempre umauma moléculamolécula dede ATPaseATPase envolvidaenvolvida nono processoprocesso..
ExEx:: Na+Na+ K+K+ MgMg22++ ATPaseATPase,, conhecidaconhecida comocomo sódiosódio--potássiopotássio
ATPATP i ii i dd dd ii ii ééATPaseATPase queque participaparticipa dede umum operadoroperador muitomuito importanteimportante queque éé aa
bombabomba dede sódiosódio..

13. Membranas Biológicasg
4. Operadores (Transporte Ativo)4. Operadores (Transporte Ativo)
InserirInserir figurafigura pagpag 206206gg p gp g

14. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
A membrana celular desempenha papel ativo na manutenção dasp p p ç
diferenças de composição entre os líquidos intra e extracelular.
Pelo controle do transporte de íons e
de outras substâncias através da
membrana.
O transporte ocorre por 2 mecanismos
principais:
1.1. DifusãoDifusão
22 T tT t AtiAti2.2. TransporteTransporte AtivoAtivo

15. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
1.1. DifusãoDifusão simplessimples
Definição: movimento aleatório de moléculas ou de íons
1.1. DifusãoDifusão simplessimples
Definição: movimento aleatório de moléculas ou de íons.
Ocorre simplesmente pelo gradiente de concentração. À medida
que a concentração aumenta, o fluxo cresce proporcionalmente.
Ocorre de 2 maneiras:Oco e de a e as:
1.1. LipossolúveisLipossolúveis: ex O2, difundem-se diretamente pela matriz
lipídica da membrana celular.lipídica da membrana celular.
2.2. HidrossolúveisHidrossolúveis:: e a água, passam através de porosporos da
membrana celular (seletivamente permeáveis)( p )

16. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
1.1. DifusãoDifusão

17. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
2.2. DifusãoDifusão facilitadafacilitada
Algumas substâncias são muito insolúveis em lipídios, no entanto
conseguem atravessar a membrana por difusão mediada porconseguem atravessar a membrana por difusão mediada por
carreador. Ex: açúcares (glicose), AA
Neste caso a relação entre concentração e fluxo segue a cinética deNeste caso a relação entre concentração e fluxo segue a cinética de
Michaelis-Menten. A partir de certa concentração o sítio está saturado,
e o fluxo não mais aumenta. Ex: isto é o que ocorre nas zonas de
A velocidade do transporte depende:
difusão facilitada
•Diferença de concentração da substância nas duas faces da membrana;
•Qtde disponível de carreador;
•Rapidez com que ocorrem as reações químicas ou físicasRapidez com que ocorrem as reações químicas ou físicas

18. Transporte Através das Membranas
BiológicasBiológicas
2.2. DifusãoDifusão FacilitadaFacilitada

19. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
DifusãoDifusão Simples eSimples e FacilitadaFacilitada ––VelocidadeVelocidade dede difusãodifusãoDifusãoDifusão Simples eSimples e FacilitadaFacilitada VelocidadeVelocidade dede difusãodifusão

20. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
3.3. TransporteTransporte AtivoAtivo3.3. TransporteTransporte AtivoAtivo
Movimento de uma substância através da membrana celular porMovimento de uma substância através da membrana celular por
meio de um mecanismo químico específico da própria membrana
(ocorre gasto de energia) – Conhecido como “transportetransporte
montanhamontanha acimaacima”.”.
Exemplos:
•Bomba de sódio-potássio
Í l t ál i f hid ê i•Íons cloreto, cálcio, ferro e hidrogênio

21. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
3.3. TransporteTransporte AtivoAtivo3.3. TransporteTransporte AtivoAtivo

22. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
4.4. TransporteTransporte AtivoAtivo –– CotransporteCotransporte dede SódioSódio4.4. TransporteTransporte AtivoAtivo CotransporteCotransporte dede SódioSódio
4.1 – Glicose e outros monossacarídeos e AA: transportados do
epitélio para o sangue mesmo em concentrações baixas (ocorre
apenas no intestino e túbulos renais)

23. Transporte Através das
Membranas BiológicasMembranas Biológicas
ResumoResumoResumoResumo
P i A iPassivo Ativo
Difusão
l
Simples
simples
Simples
Difusão
facilitada
Cotransporte

24. Fim

25. ExercícioExercício
1. Citar três características funcionais da membrana biológica.
2. Do ponto de vista termodinâmico o que faz a membrana
biológica?biológica?
3.A membrana permite equilíbrio dinâmico ou regime estacionário?3.A membrana permite equilíbrio dinâmico ou regime estacionário?
4. Citar 2 fatores que condicionam a passagem de íons pelo canal>
5.Quais são as duas principais características no transporte de
operadores?operadores?

26. ExercícioExercício
6.Aponte no gráfico os tipos as formas de difusão e porque?p g p p q
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