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Proteína de canal

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de proteína do canal

Uma proteína de canal é um arranjo especial de aminoácidos que incorporam na membrana celular, fornecendo uma passagem hidrofílica para água e pequenos íons polares. Como todas as proteínas de transporte, cada proteína de canal tem um tamanho e uma forma que exclui todas, exceto as moléculas mais específicas. Uma proteína genérica do canal é vista abaixo, incorporada na membrana. Os íons, os pequenos hexágonos verdes, viajam pela proteína do canal. Eles se movem de uma área de alta concentração para uma área com menor concentração.

Tipos de proteína de canal

Não detracado

Como a imagem acima, uma proteína de canal pode existir em um estado que permanece aberto o tempo todo. Isso é chamado de proteína de canal não encerrada. Essas proteínas permitem que íons e água fluam através da membrana celular, que normalmente é hidrofóbica e resistiriam à passagem dessas moléculas. É necessária uma proteína de canal não demitida sempre que o equilíbrio de água e íons deve ser auxiliado pela passagem constante de água e íons para dentro ou fora da célula. No entanto, muitas vezes é uma desvantagem deixar um canal aberto o tempo todo. O segundo tipo de proteína de canal aborda esse problema.

[‘Fechado’, ‘Fechada’]

Uma proteína de canal fechada permanece fechada, até receber um sinal químico ou elétrico especial. Essas proteínas do canal são extremamente importantes em muitas funções celulares. A capacidade de gabar um canal de íons permite que a energia elétrica seja construída dentro da célula. A função nervosa é inteiramente baseada nesse fato. As proteínas do canal na superfície das células nervosas reagem a sinais elétricos criados pela inundação de íons através da membrana ao lado delas. À medida que se abrem, os íons se espalham e continuam o distúrbio elétrico. Isso passa um sinal muito rapidamente pelo corpo. Uma proteína de canal fechado que reage a uma molécula de sinal pode ser vista na imagem abaixo.

Função de proteína do canal

Dependendo se é bloqueado ou não deferido, uma proteína de canal tem uma função ligeiramente diferente. Uma proteína de canal não demitida simples permite que íons e água fluam livremente de um lado de uma membrana para outro. Embora esses tipos de canais não sejam frequentemente encontrados na membrana celular externa, eles são mais frequentemente encontrados em organelas e locais onde os gradientes de íons não são mantidos.

Quando um gradiente de íons precisa ser mantido, as proteínas do canal fechado servem o papel de reter a maré dos íons até que sejam sinalizados para abrir. Um canal fechado atua como garrafa de arrolhamento. Água e íons se movem lentamente através da membrana plasmática, ou não. Se a proteína do canal estiver fechada, eles têm poucas chances de obter um equilíbrio. As células usam essas proteínas de várias maneiras, desde equilibrar seu teor de água até a construção ativamente de cobranças.

Estrutura de proteínas do canal

A maioria das proteínas do canal é feita de várias subunidades de proteínas idênticas que formam uma região hidrofílica em seu centro. Os canais fechados funcionam alterando a conformação ao receber um sinal, permitindo o acesso à passagem hidrofílica. Os canais não escalados são geralmente formados a partir de subunidades idênticas, que se ligam em um círculo. Enquanto o interior do círculo é hidrofílico, os aminoácidos expostos na membrana celular hidrofóbica também não são polares. Isso ajuda a ancorar a proteína dentro da membrana. Se a proteína tentasse escapar da membrana, ela seria empurrada pelas forças polares de volta ao lugar.

Exemplo de proteína de canal

Quando seus músculos se contraem, isso é o resultado da ação das proteínas do canal fechado dentro das células musculares. Essas células respondem ao neurotransmissor acetilcolina, que está presente em alta quantidade como o final das células nervosas. Na sinapse ou espaço onde liberam o neurotransmissor, a célula nervosa oposta contém muitas proteínas de canal definidas para receber o sinal. Um sinal elétrico que desce o nervo (também acionado por um tipo de proteína do canal) faz com que a acetilcolina seja liberada.

O neurotransmissor se difunde rapidamente através da sinapse e atinge as proteínas do canal do outro lado. Cada proteína do canal é aberta, liberando íons de sódio e potássio. O distúrbio elétrico viaja canais especiais nos músculos, carregando o sinal para cada célula muscular. Aqui, outro conjunto de proteínas de canal é ativado. Eles liberam sódio, fazendo com que as proteínas actina e miosina iniciem seu movimento de rastreamento um contra o outro, contraindo cada célula. O resultado completo é uma contração muscular completa, movendo um membro ou operando uma parte do corpo.

Proteínas do canal e proteínas transportadoras

Existem quatro tipos de transporte que ocorrem nas células. A difusão simples ocorre com pequenas moléculas de gás, como oxigênio e dióxido de carbono, bem como muitos produtos químicos não polares, como hormônios esteróides e medicamentos medicinais. Essas moléculas têm a química e o tamanho certos para passar pela membrana celular.

Moléculas mais carregadas, que são hidrofílicas, têm dificuldade em passar pela membrana. Estes incluem íons, água e açúcares, como glicose. As proteínas do canal realizam a maioria da difusão facilitada. Enquanto os produtos químicos ainda estão se movendo na direção de sua concentração (de alta a baixa), eles recebem uma passagem através da membrana celular. Isso permite que eles se movam em velocidades de difusão próximas.

No entanto, nem toda difusão facilitada é realizada por proteínas do canal. Proteínas transportadoras, proteínas que se ligam e transportaram moléculas através da membrana, também estão envolvidas na difusão facilitada. Moléculas grandes como a glicose não podem passar pela passagem estreita criada pelas proteínas do canal. Proteínas transportadoras conhecidas como uniporters se ligam a moléculas de glicose uma de cada vez. A ação de ligação causa uma mudança conformacional na proteína, o que faz com que ela deposite a molécula no lado oposto da célula. Essas proteínas transportadoras operam sem energia e movem moléculas para o gradiente de concentração.

Quando as substâncias precisam ser movidas contra seu gradiente de concentração, são necessárias proteínas transportadoras mais complicadas. O transporte ativo é o processo de usar uma proteína transportadora e alimentá -la com uma interação com o ATP para mover uma molécula contra o gradiente. A energia é necessária porque as moléculas naturalmente querem se difundir e se espalhar. É preciso muita energia para mover alguns íons e moléculas, mas é necessário para a maneira como a vida evoluiu. Outras proteínas transportadoras evoluíram para o cotransport. Ao transportar uma molécula para baixo em seu gradiente de concentração, outra molécula pode ser movida contra seu gradiente. Esse tipo de proteína transportadora permite que as células transportem materiais usando o gradiente de íons que eles constroem com outras proteínas do transportador ATP.

A principal diferença entre uma proteína de canal e uma proteína transportadora é a estereoespecificidade. Enquanto as proteínas do canal permitem apenas certas moléculas de tamanho, elas não se ligam às moléculas. As proteínas transportadoras têm um local ativo, ao qual o produto químico a ser transportado deve se ligar. Este site se ligará especificamente a apenas uma molécula e busca transportar essa molécula sozinha. A ação de ligação é o que permite a passagem da molécula grande através da membrana celular.

Questionário

1. Qual é a diferença entre uma proteína de canal e uma proteína transportadora? R. Eles movem diferentes tipos de moléculas B. Uma proteína de canal não precisa de energia C. Uma proteína de canal não liga as moléculas que transporta

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. As proteínas do canal são simplesmente isso: canais. Como um palha ou o ralo de uma banheira, eles simplesmente permitem que água e íons passem por eles. Embora possam ser fechados ou não detracados, eles não precisam de energia para operar, mas nem os uniperters nem outras proteínas transportadoras. As proteínas do canal e as proteínas transportadoras podem mover os mesmos tipos de moléculas.

2. Uma mutação em uma pessoa faz com que seus canais de íons funcionem. Isso será um problema? A. Sim B. Não C. Eles podem tratá -lo

Resposta à pergunta nº 2

A está correto. Essa é a causa de uma doença terrível conhecida como fibrose cística. Os que sofrem desta doença não podem regular íons em suas membranas mucosas, causando acúmulos de catarro sufocantes e falhas de órgãos em tenra idade. As proteínas do canal são muito importantes para muitas outras funções, e a maioria delas é necessária para trabalhar para funções corporais normais.

3. Em um experimento, um cientista separa dois corpos de água com uma fina membrana fosfolipídica, como a encontrada em uma célula. Ele derrama sal em um dos corpos de água. A membrana possui proteínas de canal incorporadas. Seu experimento de controle são dois corpos de água separados pela mesma membrana, mas sem as proteínas do canal. Ele adiciona sal a esse controle também. Qual das seguintes opções você esperaria acontecer? R. Em ambos os experimentos, o sal rapidamente chegará ao equilíbrio entre os corpos B. No controle, o equilíbrio virá mais lentamente do que a membrana experimental C. O controle chegará ao equilíbrio mais rápido

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. O controle chegará ao equilíbrio mais lentamente porque não possui uma proteína de canal. Essas proteínas permitirão que os íons no sal distribuam diretamente através da membrana junto com a água. Essas duas substâncias trabalharão para frente e para trás na membrana até que sejam iguais. Sem as proteínas, a membrana mantém a água e os íons e o processo acontecerá muito mais lentamente, se acontecer.

Referências

  • Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologia celular molecular (6ª ed.). Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • Nelson, D.L. & Cox, M.M. (2008). Princípios de bioquímica. Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • Widmaier, E.P., Raff, H., & Strang, K. T. (2008). Fisiologia humana de Vander: os mecanismos da função corporal (11ª ed.). Boston: McGraw-Hill Ensino Superior.

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