Definição
O transporte ativo é o processo de transferência de substâncias para, fora e entre as células, usando energia. Em alguns casos, o movimento de substâncias pode ser realizado pelo transporte passivo, que não usa energia. No entanto, a célula geralmente precisa transportar materiais contra seu gradiente de concentração. Nesses casos, o transporte ativo é necessário.
Processo de transporte ativo
O transporte ativo requer energia para mover substâncias de uma baixa concentração dessa substância para uma alta concentração dessa substância, em contraste com o processo de osmose. O transporte ativo é mais comumente realizado por uma proteína de transporte que sofre uma mudança de forma quando se liga ao “combustível” da célula, uma molécula chamada adenosina trifosfato (ATP).
Por exemplo, um tipo de canal de transporte ativo na membrana celular se ligará à molécula que ele deve transportar – como um íon de sódio – e manterá nele até que uma molécula de ATP apareça e se liga à proteína. A energia armazenada no ATP permite que o canal mude de forma, cuspindo o íon de sódio no lado oposto da membrana celular. Esse tipo de transporte ativo usa diretamente o ATP e é chamado de transporte ativo “primário”.
Outro tipo de transporte ativo é o transporte ativo “secundário”. Nesse tipo de transporte ativo, a bomba de proteína não usa o próprio ATP, mas a célula deve utilizar o ATP para mantê -la funcionando. Isso será explicado em mais profundidade na seção nas bombas de symport abaixo.
Por fim, o transporte ativo pode ser realizado através de processos chamados endocitose e exocitose. Na exocitose, uma célula move algo fora de si em grandes quantidades, envolvendo -a em uma membrana chamada vesícula e “cuspindo” a vesícula. Na endocitose, uma célula “come” algo envolvendo e reformando sua membrana em torno da substância ou item.
Cada tipo de transporte ativo é explicado em mais detalhes abaixo.
Tipos de transporte ativo
Bombas anti -respectivas
As bombas antiportais são um tipo de proteína de co-transportador transmembranar. Eles bombeam uma substância em uma direção, enquanto transportam outra substância na direção oposta. Essas bombas são extremamente eficientes, porque muitas delas podem usar uma molécula ATP para alimentar essas duas tarefas diferentes.
Um tipo importante de bomba antiporta é a bomba de sódio-potássio, que é discutida em mais detalhes em “Exemplos de transporte ativo”.
Nuvem
As bombas de simpatia aproveitam os gradientes de difusão para mover substâncias. Os gradientes de difusão são diferenças na concentração que fazem com que as substâncias se movam naturalmente de áreas de alta para baixa concentração.
No caso de uma bomba de simpatia, uma substância que “deseja” passar de uma área de alta concentração para baixa concentração abaixo de seu gradiente de concentração é usada para “transportar” outra substância contra seu gradiente de concentração.
Um exemplo de uma bomba de simpatia-a da proteína de transporte de sódio-glicose-é discutida abaixo em “Exemplos de transporte ativo”.
Endocitose
No terceiro tipo de transporte ativo, itens grandes ou grandes quantidades de líquido extracelular podem ser levados para uma célula através do processo de endocitose.
Na endocitose, a célula usa proteínas em sua membrana para dobrar a membrana na forma de uma bolsa. Esse bolso se forma em torno do conteúdo a ser levado para a célula. O bolso cresce até que seja apertado, reformando a membrana celular ao redor e prendendo o bolso e seu conteúdo dentro da célula. Esses bolsos de membrana, que transportam materiais dentro ou entre as células, são chamados de “vesículas”.
O dobramento da membrana celular é realizado em um mecanismo semelhante ao transporte antipost de íons de potássio e sódio. As moléculas de ATP se ligam a proteínas na membrana celular, fazendo com que elas mudem sua forma. As mudanças conformacionais de muitas proteínas juntos mudam a forma da membrana celular até que uma vesícula seja criada.
Na endocitose mediada por receptor, o receptor de uma célula pode reconhecer uma molécula específica que a célula “deseja” absorver e formar uma vesícula ao redor da área onde reconhece a molécula. Em outros tipos de endocitose, a célula depende de outras pistas para reconhecer e engolir uma molécula específica.
Exocitose
A exocitose é o oposto da endocitose. Na exocitose, a célula cria uma vesícula para incluir algo dentro da célula, com o objetivo de movê -la para fora da célula, através da membrana. Isso ocorre mais comumente quando uma célula deseja “exportar” um produto importante, como células que sintetizam e exportam enzimas e hormônios necessários em todo o corpo.
Nas células eucarióticas, os produtos proteicos são feitos no retículo endoplasmático. Eles são frequentemente embalados pelo retículo endoplasmático em vesículas e enviados ao aparelho de Golgi.
O aparelho de Golgi pode ser pensado como um “correio” celular. Ele recebe pacotes do retículo endoplasmático, os processa e os “aborda” adicionando moléculas que serão reconhecidas pelos receptores na membrana da célula destinada a receber o produto.
O aparelho de Golgi empacota os produtos “endereçados” finalizados em suas próprias vesículas. Essas vesículas se movem em direção à membrana celular, doca e fusível com ela, permitindo que a membrana da vesícula se torne parte da membrana celular. O conteúdo da vesícula é então derramado no espaço extracelular.
Exemplos de transporte ativo
Bomba de potássio de sódio
Uma das proteínas de transporte ativas mais importantes dos animais é a bomba de sódio-potássio. Como animais, nosso sistema nervoso funciona mantendo uma diferença nas concentrações de íons entre interno e externo das células nervosas.
É esse gradiente que permite que nossas células nervosas disparem, criando contrações musculares, sensações e até pensamentos. Até nosso músculo cardíaco depende desses gradientes de íons para contrair!
A capacidade da bomba de sódio-potássio para transportar o potássio para as células enquanto transporta o sódio para fora das células é tão importante que algumas estimativas sugerem que gastamos um total de 20 a 25% de toda a energia que obtemos com os alimentos que executam essa tarefa! Nos neurônios, a grande maioria da energia da célula é usada para alimentar as bombas de sódio-potássio.
Isso pode parecer muita energia, mas é uma tarefa importante e monumental; É essa bomba que nos permite mover, pensar, bombear sangue por todo o corpo e perceber o mundo ao nosso redor.
Proteína de transporte de sódio-glicose
Um exemplo famoso de uma bomba de simpatia é a da proteína de transporte de sódio-glicose. Essa proteína se liga a dois íons de sódio, que “querem” se mover para a célula, e uma molécula de glicose, que “quer” ficar fora da célula. Representa um método importante de transporte de açúcar no corpo, necessário para fornecer energia para a respiração celular.
A difusão natural de íons de sódio dentro da célula facilita o movimento da glicose na célula. A glicose pode ser transportada para a célula com o sódio sem a proteína de transporte ATP que gasta. No entanto, o ATP deve ser utilizado pela bomba de sódio-potássio em outras partes da célula para manter o gradiente de sódio no lugar. Sem o gradiente de sódio, o transporte de sódio-glicose não poderia funcionar.
Glóbulos brancos destruindo patógenos
Um exemplo importante de endocitose é o processo pelo qual os glóbulos brancos “comem” patógenos. Quando os glóbulos brancos reconhecem um objeto estranho dentro do corpo, como uma bactéria, eles dobram a membrana celular ao seu redor para levá -lo ao citoplasma.
Eles então mesclam a vesícula que contém o invasor com um lisossomo – uma vesícula contendo produtos químicos e enzimas fortes que podem quebrar e digerir a matéria orgânica. Eles basicamente acabaram de criar um “estômago” celular para “digerir” o invasor!
Qual é a diferença entre transporte ativo e transporte passivo?
O transporte ativo move substâncias de uma região de menor concentração para uma concentração mais alta, isto é, contra o gradiente de concentração. Existe um requisito de energia para esse processo, pois não ocorre naturalmente na ausência de forças ativas.
Por outro lado, o transporte passivo ocorre naturalmente, à medida que as substâncias se movem por um gradiente de concentração na ausência de energia. Portanto, a principal diferença no transporte ativo versus transporte passivo é o requisito de energia.
Questionário
1. Transporte ativo requer energia
2. Todas as formas de transporte ativo devem usar diretamente o ATP para atingir seu objetivo.
3. Uma molécula de ATP pode ser usada muitas vezes e ainda manter sua capacidade de alimentar a ação dentro da célula.
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Bibliografia
Aparecer esconder
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Última atualização em 19 de agosto de 2022