Questão 3
UNICAMP 2022
(UNICAMP - 2022 - 2ª fase)
As células contêm várias estruturas que sintetizam moléculas utilizadas em locais distantes de onde elas foram formadas. Por exemplo, a molécula de adenosina trifosfato (ATP) é sintetizada num local específico da célula e usada em diferentes locais. O mecanismo de transporte molecular mais básico no mundo celular é a difusão, que resulta das colisões da molécula sintetizada com as moléculas que compõem o meio. No movimento de difusão, o deslocamento médio, L, da molécula sintetizada está relacionado com o tempo, t, da seguinte forma:
onde D é a constante de difusão da molécula sintetizada num determinado meio
a) A relação entre o tempo e o deslocamento quadrático médio, , é apresentada, para uma molécula de ATP, no gráfico acima. Estime a constante de difusão da molécula.
b) A membrana plasmática, composta por uma bicamada de fosfolipídios, representa uma barreira à difusão, em especial quando tratamos moléculas para as quais a membrana apresenta baixa permeabilidade. Como você explica a difusão dessas moléculas para o interior das células? O que é necessário para o movimento de moléculas contra um gradiente de concentração?
Gabarito:
Resolução:
a) Vamos encontrar a equação da reta a partir do gráfico.
Já notamos que o valor de b é 0, já que a equação do quadrado do deslocamento médio não tem coeficiente linear.
Vamos descobrir o valor de a substituindo o ponto (1,0; 0,4) na equação:
constante de difusão
b) A membrana plasmática das células possui em sua estrutura diversas proteínas que atravessam-na e formam canais pelos quais as moléculas que possuem baixa permeabilidade na membrana plasmática, como a glicose, podem passar para o interior das células. A formação de um gradiente de concentração entre o meio externo da célula e o meio interno promove a movimentação das moléculas para através da membrana, passando pelos canais proteicos transmembrana. Para um movimento de moléculas contra um gradiente de concentração são necessárias proteínas transmembrana chamadas de transportadores ativos, além de ATP e as moléculas a serem transportadas. Os transportadores ativos hidrolisam o ATP e, mediante o consumo de energia, transportam as moléculas através da membrana, o que caracteriza o transporte ativa. Um exemplo é a bomba de sódio e potássio.