Quais organelas ajudam as moléculas a se difundir através de uma membrana por meio de proteínas de transporte?

As células eucarióticas possuem uma membrana externa que protege o conteúdo da célula. No entanto, a membrana externa é semipermeável e permite que certos materiais entrem nela.

Lado de dentro células eucarióticas, subestruturas menores chamadas organelas possuem suas próprias membranas. Organelas desempenham várias funções diferentes nas células, incluindo o movimento de moléculas através da membrana celular ou através das membranas da organela.

TL; DR (muito longo; Não li)

As moléculas podem se difundir através das membranas por meio de proteínas de transporte ou podem ser auxiliadas no transporte ativo por outras proteínas. Organelas como o retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, mitocôndrias e peroxissomos desempenham um papel no transporte da membrana.

A membrana de uma célula eucariótica é muitas vezes referida como um membrana de plasma. A membrana plasmática é composta por um bicamada fosfolipídica, e é permeável a algumas moléculas, mas não a todas.

Componentes do fosfolipídio bicamada incluem uma combinação de glicerol e ácidos graxos com um grupo fosfato. Estes produzem os glicerofosfolipídios que geralmente constituem a bicamada da maioria das membranas celulares.

A bicamada fosfolipídica possui qualidades de amor à água (hidrofílicas) em seu exterior e qualidades repelentes de água (hidrofóbicas) em seu interior. As porções hidrofílicas estão voltadas para o exterior da célula, bem como para o interior dela, e são interativas e atraídas pela água nesses ambientes.

Ao longo do membrana celular, poros e proteínas ajudam a determinar o que entra ou sai da célula. Dos diferentes tipos de proteínas encontradas na membrana celular, algumas se estendem apenas por parte da bicamada fosfolipídica. Elas são chamadas de proteínas extrínsecas. As proteínas que cruzam toda a bicamada são chamadas de proteínas intrínsecas, ou proteínas transmembrana.

As proteínas constituem cerca de metade da massa das membranas celulares. Enquanto algumas proteínas podem se mover facilmente na bicamada, outras estão travadas e precisam de ajuda caso precisem se mover.

As células precisam de uma maneira de inserir as moléculas necessárias. Eles também precisam encontrar uma maneira de liberar certos materiais novamente. Os materiais liberados podem, é claro, incluir resíduos, mas muitas vezes certas proteínas funcionais também devem ser secretadas fora das células. A membrana de bicamada fosfolipídica mantém um fluxo de moléculas para dentro da célula, por meio de osmose, transporte passivo ou transporte ativo.

As proteínas extrínsecas e intrínsecas trabalham para ajudar com isso biologia de transporte. Essas proteínas podem possuir poros para permitir a difusão, podem funcionar como receptores ou enzimas para processos biológicos ou podem atuar nas respostas imunológicas e na sinalização celular. Existem diferentes tipos de transporte passivo, bem como transporte ativo, que desempenham um papel no movimento das moléculas através das membranas.

Em biologia de transporte, transporte passivo refere-se ao transporte de moléculas através da membrana celular que não requer qualquer assistência ou energia. Essas são moléculas tipicamente pequenas que podem simplesmente fluir para dentro e para fora da célula, de forma relativamente livre. Eles podem incluir água, íons e semelhantes.

Um exemplo de transporte passivo é difusão. A difusão ocorre quando certos materiais entram na membrana celular através dos poros. Moléculas essenciais como oxigênio e dióxido de carbono são bons exemplos. Normalmente, a difusão requer um gradiente de concentração, o que significa que a concentração fora da membrana celular deve ser diferente do lado de dentro.

Transporte facilitado requer assistência por meio de proteínas transportadoras. As proteínas transportadoras ligam os materiais necessários para o transporte nos locais de ligação. Essa união faz com que a proteína mude de forma. Uma vez que os itens são ajudados através da membrana, a proteína os libera.

Outro tipo de transporte passivo é via simples osmose. Isso é comum com água. As moléculas de água atingem uma membrana celular, criando pressão e aumentando o "potencial da água". A água se moverá de alto para baixo potencial hídrico para entrar na célula.

Ocasionalmente, certas substâncias não podem atravessar a membrana celular simplesmente por difusão ou transporte passivo. Mover de baixa para alta concentração, por exemplo, requer energia. Para fazer isso acontecer, transporte Ativo ocorre com a ajuda de proteínas transportadoras. As proteínas transportadoras mantêm locais de ligação aos quais as substâncias necessárias se ligam para que possam ser movidas através da membrana.

Moléculas maiores, como açúcares, alguns íons, outros materiais altamente carregados, aminoácidos e os amidos não podem flutuar através das membranas sem ajuda. As proteínas transportadoras ou transportadoras são construídas para necessidades específicas, dependendo do tipo de molécula que precisa se mover através da membrana. As proteínas receptoras também atuam seletivamente para ligar moléculas e guiá-las através das membranas.

Poros e proteínas não são os únicos auxiliares para o transporte da membrana. Organelas também desempenham essa função de várias maneiras. Organelas são subestruturas menores dentro das células.

Organelas têm formas diversas e desempenham funções diferentes. Essas organelas constituem o que é chamado de sistema de endomembrana e possuem formas únicas de transporte de proteínas.

Na citose, grandes quantidades de materiais podem atravessar uma membrana via vesículas. São pedaços da membrana celular que podem mover itens para dentro ou para fora da célula (endocitose ou exocitose, respectivamente). As proteínas são empacotadas pelo retículo endoplasmático em vesículas para serem liberadas fora da célula. Dois exemplos de proteínas vesiculares incluem insulina e eritropoietina.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático (ER) é uma organela responsável por fazer as membranas e suas proteínas. Também auxilia no transporte molecular através de sua própria membrana. O ER é responsável pela translocação de proteínas, que é o movimento das proteínas por toda a célula. Algumas proteínas podem atravessar totalmente a membrana ER se forem solúveis. As proteínas secretoras são um exemplo.

Para proteínas de membrana, no entanto, sua natureza de fazer parte da bicamada da membrana requer um pouco de ajuda para se mover. A membrana ER pode usar sinais ou segmentos transmembrana como uma forma de translocar essas proteínas. Este é um dos tipos de transporte passivo que fornece uma direção para a qual as proteínas se deslocam.

No caso do complexo de proteínas conhecido como Sec61, que funciona principalmente como um canal de poro, ele deve se associar a um ribossomo para fins de translocação.

Aparelho de Golgi

O Aparelho de Golgi é outra organela crucial. Dá às proteínas adições finais específicas que lhes conferem complexidade, como os carboidratos adicionados. Ele usa vesículas para transportar moléculas.

O transporte vesicular pode ocorrer em parte devido às proteínas de revestimento, e essas proteínas auxiliam no movimento da vesícula entre o RE e o aparelho de Golgi. Um exemplo de proteína de revestimento é a clatrina.

Mitocôndria

Na membrana interna das organelas chamadas mitocôndria, inúmeras proteínas devem ser usadas para ajudar na geração de energia para a célula. A membrana externa, em contraste, é porosa para a passagem de pequenas moléculas.

Peroxissomos

Peroxissomos são uma espécie de organela que decompõe os ácidos graxos. Como o nome indica, eles também desempenham um papel na remoção do peróxido de hidrogênio prejudicial das células. Os peroxissomos também podem transportar proteínas grandes e dobradas.

Pesquisadores descobriram recentemente os imensos poros que permitem que os peroxissomos façam isso. Normalmente, as proteínas não são transportadas em seus estados tridimensionais completos, grandes. Na maior parte do tempo, eles simplesmente são grandes demais para passar por um poro. Mas os peroxissomos estão à altura da tarefa no caso desses poros gigantes. As proteínas devem carregar um sinal específico para que um peroxissomo as transporte.

Os diversos métodos de tipos de transporte passivo tornam a biologia dos transportes um assunto fascinante para estudo. Obter conhecimento sobre como os materiais podem ser movidos através das membranas celulares pode ajudar na compreensão dos processos celulares.

Como muitas doenças envolvem proteínas malformadas, mal dobradas ou disfuncionais, fica claro o quão relevante pode ser o transporte de membrana. A biologia de transporte também oferece oportunidades ilimitadas para descobrir maneiras de tratar deficiências e doenças e, talvez, fazer novos medicamentos para o tratamento.