Quimica analitica

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Cursos: Engenharia Florestal

Disciplina: Fisiologia Vegetal

Professor: Silvane Vestena

Aula prática: 1

Permeabilidade e Transporte

INTRODUÇÃO:

        As células das plantas superiores são circundadas por membranas que limitam o protoplasma (plasmalema), o vacúolo (tonoplasto) e as organelas, tais como cloroplastos, mitocôndrias, peroxissomos e glioxissomos. Os cloroplastos e as mitocôndrias apresentam dupla membrana.

        Investigações a respeito da composição química, da ultra-estrutura e das funções das membranas indicam que todas possuem características comuns. A composição química mostra que praticamente todas elas apresentam cerca de 60% de proteínas e 40% de lipídios. Quanto à ultra-estrutura, não se conhece ainda, ao certo, sua arquitetura e os tipos de relação às suas funções, sabe-se que estas apresentam permeabilidade diferencial em relação às partículas (moléculas ou íons). Essa seletividade está provavelmente associada à natureza da partícula, à ultra-estrutura da própria membrana e à disponibilidade de energia metabólica.

        Segundo a hipótese da “peneira molecular”, existiriam poros na membrana, através dos quais a taxa de penetração de moléculas hidrofílicas seria inversamente proporcional ao tamanho da molécula. A penetração de partículas hidrofóbicas, de acordo com o “modelo lipídico” da membrana, estaria associada à sua solubilidade em lipídios. Esses modelos funcionam até certo ponto, mas algumas substâncias ionizadas e muitas moléculas atravessam as membranas celulares contra um gradiente de potencial eletroquímico, ou seja, via um transporte ativo, o que se ajusta ao modela do “mosaico fluido” da ultra-estrutura da membrana.

        Existem vários processos pelos quais as moléculas podem atravessar as membranas. Dentre eles:

1. Difusão passiva ou difusão livre: As partículas seguem um gradiente de potencial eletroquímico. Neste caso, elas se movem livremente do interior para o exterior celular ou vice-versa, alcançando o equilíbrio. O processo de difusão livre ou difusão passiva é afetado pela solubilidade das partículas em lipídios (quanto mais lipofílicas, maior sua penetração na membrana) ou pelo grau de ionização da partícula (quanto menos ionizada, maior a sua penetração).

2. Difusão facilitada: Admite-se que a substância combina com uma molécula transportadora, dentro da membrana celular, atravessa-a e é liberada no meio interno, voltando o transportador a recarregar-se no meio externo. Nesse caso, a taxa de transporte da substância, ao longo de seu gradiente de potencial eletroquímico, é mais rápida que a prevista pelo seu tamanho molecular e pela lipossolubilidade. Acredita-se que os compostos sejam transportados por proteínas.

3. Transporte ativo: Opera principalmente com íons minerais e metabólitos insolúveis em lipídios, tais como carboidratos, aminoácidos e ácidos orgânicos, que entram e saem da célula ou de seus compartimentos, por meio de processos envolvendo uma combinação reversível com proteínas ou enzimas (ATPases) das membranas. O movimento passa-se contra um gradiente de potencial eletroquímico, com gasto de energia metabólica (ATP), levando ao acúmulo da substância no meio interno. Todavia, o acúmulo não significa necessariamente que houve transporte ativo.

4. Pinocitose: Neste caso, as membranas formam vesículas, que englobam as partículas, liberando-as no interior ou exterior celular.

Efeito da temperatura sobre a permeabilidade das membranas celulares

INTRODUÇÃO:

        A beterraba contém um pigmento vermelho hidrossolúvel, a betanina, do grupo das betacianinas, que, juntamente com as betaxantinas, forma uma classe de pigmentos vermelhos e amarelos denominados betalaínas. Esses pigmentos são encontrados apenas em 10 famílias, pertencentes todas a um só ordem.

        A estrutura molecular das betalaínas, que contém nitrogênio, não guarda nenhuma relação com a das antocianinas, mas elas, como todos flavonóides em geral, possuem um açúcar em sua molécula. A parte da molécula de betanina sem açúcar é a betanidina, que conserva a cor.

        Ao contrário das antocianinas, as betalaínas não mudam de cor com a variação do pH.

        O tonoplasto e a plasmalema são essencialmente impermeáveis às antocianinas e betalaínas. Entretanto, com tratamentos adequados, a permeabilidade pode aumentar, fazendo com que estes pigmentos saiam das células. Vários fatores ambientais podem afetar, ou mesmo desorganizar, a permeabilidade diferencial das membranas, como a temperatura.

OBJETIVO:

Observar o efeito de temperaturas diversas sobre a permeabilidade de membranas de células de raízes de beterraba.

MATERIAL:

Raízes de beterraba

Tubos de ensaio (6)

Pipeta de 20 mL (1)

Perfurador de rolha

Banho-maria

Suporte para tubo de ensaio

PROCEDIMENTO:

        Retire, com um furador de rolhas de cerca de 10 mm de diâmetro, cilindros de uma raiz de beterraba vermelha. Corte 7 pedaços de coloração homogênea, com 20 mm de comprimento e, lave-os por cerca de 5 minutos, em água corrente, até que não saiam mais pigmentos pelas superfícies de corte.