Membrana celular

Fenômenos de Membrana

 

       As células vivas mantém uma composição química constante e devem estar em equilíbrio com o meio onde vivem.

    As células recebem do meio certas substâncias de que necessitam e eliminam para o meio as substâncias que lhe são inúteis ou que estejam em excesso.

    O intercâmbio entre as substância do meio externo e o meio interno da célula é regulado pela semipermeabilidade da membrana. É um mecanismo complexo no qual figuram os processos de difusão e osmose, bem como o emprego de energia.

     Quando o processo que dirigem as substâncias para o interior da célula são fornecidas pelo meio, ou dependem deste, fala-se em transporte passivo. Neste caso  não há emprego da energia da célula. Nesse transporte interferem a difusão e a osmose.

    Quando o movimento de substâncias para entrar ou sair das células dependem da energia derivada do metabolismo (ATP) trifosfato de adenosina, fala-se em transporte ativo.

     Difusão: Quando uma substância é colocada em presença de outra igual, sendo que entre as mesmas há uma diferença de concentração, haverá um deslocamento espontâneo das "partículas" do meio (hipertônico) de maior para o meio de menor concentração (hipotônico). Depois de um certo tempo, o meio ficará homogêneo (isotônico) interrompendo o fenômeno. Esse processo denomina-se Difusão.

      Esse processo se deve ao movimento Brauniano das moléculas e átomos das substâncias.

  Osmose: A osmose, do grego "ósmos", significando "impulso" ocorre quando duas soluções de concentrações diferentes encontram-se separadas por uma membrana semipermeável. Neste caso, existe uma tendência do solvente (água), da solução menos concentrada, migrar para o ambiente onde se encontra a solução de maior concentração de sais, a qual sofre uma diluição progressiva até que as duas soluções atinjam as mesmas concentrações.

 

 Transporte de íons e moléculas através da membrana

Difusão simples: ocorre sem gasto de energia (passivo), ATP intracelular nem ajuda de carregadores, a favor do gradiente de concentração do soluto e pode se dar tanto através dos poros como também através da dupla camada lipídica. A velocidade do transporte é diretamente proporcional à concentração do soluto a ser transportado, à área envolvida no processo e à temperatura. É inversamente proporcional à distância a ser percorrida e ao diâmetro da partícula. Íons atravessam pelos poros; água, pelos poros e pela dupla camada lipídica; gases e hormônios, pela dupla camada lipídica. ( isto se deve ao movimento aleatório e continuo devido a sua energia cinética) Ex: (CO² e O² entre capilar e células). 

Difusão facilitada
Neste tipo de transporte a substância se utiliza também de seus movimentos aleatórios e contínuos nos líquidos corporais e passa também de um lado a outro da membrana celular. Porém, por ser insolúvel na matriz lipídica (não lipossolúvel) e de tamanho molecular grande demais para passar através dos diminutos "poros" que se encontram na membrana celular, a substância apenas se dissolve e passa através da membrana celular ligada a uma proteína carregadora específica para tal substância, encontrada na membrana celular. Em tal transporte também não há gasto de ATP intracelular. Na difusão facilitada, os sítios de ligação nas proteínas transportadoras são acessíveis as moléculas do soluto tanto no líquido intra como no extracelular. Isto permite que o soluto se movimenta através da membrana em qualquer direção. Obviamente, a velocidade com que as moléculas da proteína carregadora pode alternar-se, em seus estados, por meio de alterações conformacionais que efetivamente permite o transporte.

Exemplo: A glicose, importante monossacarídeo, atravessa a membrana celular de fora para dentro da célula (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de glicose) ligada a uma proteína carregadora específica para glicose.

Transporte ativo
Neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a outro através da membrana celular por uma proteína carregadora que é capaz, inclusive, de transportar esta substância contra um gradiente de concentração, de pressão ou elétrico (a substância pode, por exemplo, ser transportada de um meio de baixa concentração para um de alta concentração da mesma). Para tanto, O carreador liga-se quimicamente à substância a ser transportada através da utilização de enzima específica, que capitalizaria tal reação. Além disso há um consumo de ATP intracelular para transportar a substância contra um gradiente de concentração.
EXEMPLO: Bomba de Sódio e Potássio - transporta constantemente, nas células excitáveis, através da membrana, íon sódio de dentro para fora e íon potássio de fora para dentro da célula. Ambos os íons são transportados contra um gradiente de concentração, isto é, de um meio menos concentrado para um mais concentrado do mesmo íon.

    Normalmente o Na⁺ está mais concentrado no líquido extracelular do que no interior da célula, ocorrendo o inverso com o potássio.

Osmose Jones

O filme é uma viagem pelo corpo humano e aborda assuntos como a importância da higiene para a saúde e o funcionamento do sistema imunológico com suas células de defesa. A animação é super divertida e atrativa, além de tratar de conceitos biológicos de forma lúdica. Abaixo segue o resumo do filme:

Sinopse

Frank Pepperidge não vive da maneira mais saudável possível. Come porcarias direto do chão, não liga para dietas e nem faz exercícios. Em um desses descuidos, deixa entrar em seu corpo Thrax, um vírus letal. Frank nem suspeita que dentro de seu corpo existe uma verdadeira cidade governada pelo cérebro, invadida por bactérias fora-da-lei e patrulhadas por células brancas. Uma dessas células é Osmose Jones. Ao sentir os primeiros sintomas causados por Thrax, Frank toma a pílula Drix, que é designado para trabalhar com Osmose. 

E como todo recurso a ser explorado, devemos analisá-lo de maneira crítica. Apesar de utilizar muito bem várias metáforas, o filme peca algumas vezes. Como quando o vírus entra no organismo e lança jatos de fogo por onde passa, aumentando a temperatura corporal. Como todos sabem, a febre é uma reação a infecção do vírus, e não propriamente uma ação do vírus. Assim o filme deve ser acompanhado de explicações do professor para que nenhuma informação seja equivocada.
Ainda assim, penso que este filme pode esclarecer muitos conceitos aos alunos e deve ser passado após a explicação de matérias como vírus e sistema imunológico.

GENÉTICA TRANSGÊNESE.

Toda vez que extraímos DNA de um organismo e o introduzimos em um outro, com o objetivo de conseguirmos nos aproveitar dos benefícios de um eventual resultado positivo, seja este de ordem técnico-econômico ou científico, estamos fazendo transgênese.

Um exemplo de transgênese para fins econômicos é a “injeção”,em uma planta, de um gene extraído de uma bactéria responsável pela produção de uma enzima que é capaz de inibir o desenvolvimento de um determinado tipo de organismo que normalmente produz danos na cultura da planta.

Em 1983 foi feita a primeira planta transgênica, com a incorporação de um DNA de bactéria. Já em 1992 foi obtido um tomate transgênico, com deterioração retardada que passou a ser comercializado em 1994 nos Estados Unidos abrindo caminho para a soja resistente a herbicida, o milho transgênico, a batata e centenas de outras possibilidades nunca antes nunca imaginadas.A transgênese é uma biotecnologia aplicável em animais e vegetais que consiste em adicionar um gene, de origem animal ou vegetal, ao genoma que se deseja modificar.

A transgênese significa a incorporação artificial de genes exógenos no genoma de organismos por meio da engenharia genética. Ou seja, a introdução de uma característica desejada em um organismo, sendo o gene a seqüência ordenada de nucleotídeos localizada em uma região particular de um cromossomo que codifica um produto funcional (RNA ou proteína)o qual oferece a característica de interesse.

 Então, a transgênese possibilita o desenvolvimento de novas formas de vida. A transgênese artificial pode ser realizada entre vários organismos. Isto explica o processo da obtenção de insulina por bactérias, por exemplo.

Formas:

Os organismos que recebem os genes estranhos são chamados de transgênico ou Organismo Geneticamente Modificado (OGM).Existem duas formas Básicas:

·         Vetor Patogênico (em geral bactérias): Em vez de injetar o gene que causa doença, o organismo injeta um gene útil (foi assim que a soja transgênica foi produzida).

·         Biobalística: O gene é micro bombardeado com um canhão. O gene é como um fio que pode ser quimicamente enrolado em uma micro partícula de ouro ou de tungstênio que,através da compressão de gás hélio é metralhada para dentro da célula, que incorpora o novo gene.

Entendendo Melhor

Os transgênicos são um tipo particular de Organismos Geneticamente Modificados, em que o método de melhoramento é a transgênese.O processo de transgênese consiste na inserção do gene modificado numa célula da espécie que se quer melhorar geneticamente. Depois, multiplicam-se as células geneticamente manipuladas e faz-se crescer o organismo em laboratório. A fase final consiste no cruzamento do novo organismo com outros da mesma espécie. Com a descoberta da estrutura do DNA, a molécula básica da hereditariedade, e subseqüentes avanços científicos, foram possíveis desenvolver a tecnologia do DNA recombinante.

Através dela é possível a transferência de genes entre espécies, obtendo-se organismos geneticamente modificados (OGMs), também denominados transgênicos. A transgênese é assim uma nova e poderosa ferramenta à disposição dos geneticistas para melhor servir à sociedade.As possibilidades de melhoramento genético com a transgênese são enormes e altamente promissoras.

 Na atualidade, as principais plantas transgênicas comercializadas, soja resistente a herbicida, milho resistente a insetos e herbicida, algodão resistente a insetos e canola resistente a herbicida, estão comprovando os significativos benefícios para o meio ambiente com correspondente redução de custos para o produtor.