A membrana plasmática é seletivamente permeável

As membranas de hoje são constituídas por bicamadas lipídicas, formadas por ácidos gordos de cadeia longa. Parece complicado, mas não é. Um ácido gordo é uma molécula linear com duas extremidades quimicamente diferentes. Uma extremidade é «hidrofóbica», isto é, não se mistura com a água, tal como o óleo ou as gorduras. A outra extremidade — a extremidade ácida — é hidrofílica, ou seja, mistura-se prontamente com a água. As bicamadas lipídicas formam-se espontaneamente, sempre que há moléculas de ácidos gordos agitados em água.

Imagem - Desafios 10º - ASA

As extremidades hidrofóbicas, para evitarem o contacto com a água, juntam-se no interior da bicamada. As extremidades hidrofílicas formam as superfícies externas da bicamada, estando em contacto com a água. Além das bicamadas, formam-se também espontaneamente vesículas, uma vez que, se existirem superfícies planas, as extremidades hidrofóbicas continuam expostas à água nas franjas da bicamada.

Há apenas uma esfera em que todo e qualquer contacto entre moléculas hidrofóbicas e água é evitado.

Nas membranas dos organismos de hoje, encontramos proteínas complexas, que permitem que as moléculas entrem e saiam. Estas proteínas são essencialmente de dois tipos: proteínas com poros pequenos, por onde passam moléculas pequenas, e as chamadas «permeases», proteínas que bombeiam activamente moléculas específicas através da membrana, consumindo energia para efectuar este transporte contra um gradiente de concentração.

Evidentemente, tais proteínas não podem ser primitivas. Na ausência de proteínas, entrariam nas vesículas apenas alguns tipos de moléculas inorgânicas — dióxido de carbono e sulfureto de hidrogénio, por exemplo. Para muitas moléculas essenciais seria impossível entrar — nomeadamente para as moléculas com carga eléctrica ou iões, como o ião fosfato.

Porque é que as membranas haviam de permitir a passagem de moléculas pequenas em primeiro lugar? Afinal, a razão de ser das primeiras membranas não era exactamente evitar a entrada ou a fuga de replicadores? De facto, assim era, mas é necessário que estas mesmas membranas tenham deixado passar algumas moléculas pequenas. Para explicar este fenómeno, temos de descrever a fonte de energia para estas células primitivas. As células são motores químicos, e qualquer motor precisa de energia para funcionar.

Hoje as cé lulas obtêm a sua energia de uma das três formas seguintes:

1. Fotossíntese. As cianobactérias procariotas (algas azuis-verdes) e as algas eucariotas e plantas superiores obtêm a sua energia directamente da luz do Sol. Estes organismos são capazes de capturar a energia da luz solar e de utilizá-la para a formação de compostos orgânicos ricos em energia, entre os quais os açúcares. Estes compostos são em  seguida utilizados como combustível no metabolismo da célula.

2. Heterotrofismo. Os animais e os fungos, e células não fotossintéticas em geral, alimentam-se de compostos ricos em energia. Em última análise, a fonte destes compostos continua a ser a fotossíntese: os animais comem as plantas, ou comem animais que se alimentaram de plantas. Os fungos e muitas bactérias sobrevivem sobre animais e plantas em decomposição (a palavra «hetero» indica que um organismo depende de outro para a sua fonte de energia).

3. Autotrofismo. Algumas bactérias sintetizam o seu material orgânico a partir de compostos com apenas um átomo de carbono, como o dióxido de carbono, por exemplo. A energia necessária a esta síntese é obtida ou da luz solar (fotossíntese) ou de fontes inorgânicas. Por exemplo, ob-tém-se energia por oxidação do sulfureto de hidrogénio, existente nas fontes hidrotermais submarinas e em fluxos vulcânicos. Hoje em dia, os ecossistemas das fendas oceânicas dependem em larga medida desta reacção com a sua fonte principal de energia, e não da fotossíntese.

Fonte: As Origens da Vida - John Smith e  Eörs Szarthmáry. Gradiva

B6 obtenção de matéria (parte ii)

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RESUMO - ESQUEMA CONCEPTUAL (LINK)

Membrana Plasmática

As membranas biológicas são constituídas por bicamadas finas (6-9 nm de espessura) de lípidos onde se intercalam proteínas.

Os fosfolípidos são as moléculas lipídicas mais numerosas da membrana, as quais se organizam, devido à sua natureza antipática, em duas camadas que impedem a passagem de água. Para além de incluir quatro tipos de fosfolípidos (fosfatidilcolina, esfingomielina, fosfatidilserina e fosfatidiletanolamina), os lípidos da membrana compreendem também moléculas de colesterol e glicolípidos.

Embora cor­respondam, habitualmente, a menos de 5% do total das moléculas das membranas, as proteínas são responsáveis pela maioria das suas funções biológicas.

Consoante a sua topografia na membrana, as proteínas podem ser integrais, quando atravessam o plano hidrofóbico da bicamada, ou periféricas, quando se encontram associadas a apenas um dos folhetos da bicamada.

Todos os componentes membranares estão sujeitos a movimentos de rotação e lateralidade no plano da membrana, formando um "mosaico fluido", podendo ainda as moléculas de colesterol e, mais raramente, os fosfolípidos saltarem entre os dois folhetos da bicamada (movimento de flip-flop).

Nas células eucarióticas, as membranas separam, topograficamente, vários compartimentos intracelulares de grande plasticidade, a qual se traduz, nomeadamente, pela formação e fusão de vesículas. Devido a interacções intramembranares ou com o citoesqueleto, as proteínas podem formar domínios na membrana, nos quais estas moléculas se encontram em maior concentração ou se constituem em arranjos geométricos peculiares.

Fonte: Biologia Celular e Molecular - Carlos Azevedo. LIDEL

B6 obtenção de matéria (parte i)

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Célula Procariótica - Bactérias

De um modo geral, as bactérias desen­volvem-se em ambientes hipotónicos (meios de cultura, organismos infectados, águas de rios, lagos, etc.) que causariam a lise das células, se não fosse a presença de uma parede celular, mecanicamente resistente, que rodeia e protege o protoplasto.

Para além de constituir o prin­cipal suporte mecânico da célula e de lhe conferir estabilidade, a parede celular actua como uma barreira física perante uma varie­dade de agentes potencialmente nocivos e é responsável pelas diferentes formas encon­tradas nas bactérias (esférica, em bastonete, em espiral e outras). Bactérias do género Thermoplasma, Mycoplasma, fitoplasmas e formas L não possuem parede celular.

A parede celular das bactérias, até certo ponto equivalente à parede das células ve­getais, possui componentes que são únicos e exclusivos da célula procariótica. Pode apre­sentar aspectos diferentes relativamente à sua ultrastrutura e composição química, admitindo-se essas diferenças como responsáveis pelo seu comportamento face à coloração de Gram.

Esta técnica, usada há mais de um século pelos microbiologistas, permite distinguir os dois principais grupos bacterianos em microscopia óptica. De acordo com a coloração apresentada face ao método de Gram (método de coloração diferencial) as bactérias dividem-se em bac­térias de Gram-positivo e de Gram-negativo.

Fonte : Biologia Celular e Molecular - Carlos Azevedo. LIDEL

Constituintes básicos dos seres vivos

A água é o suporte físico da vida e as suas propriedades físico-químicas condicionam os processos biológicos celulares. A água líquida cobre 3/4 da superfície terrestre e proporciona um meio reacional nem demasiado fugaz (como o estado gasoso), nem demasiado imóvel (como o estado sólido). É o suporte em que, com mais probabilidade, a química natural pode evoluir até à formação de sistemas tão complexos como os seres vivos.

As proteínas são as macromoléculas mais abundantes da Natureza, sendo essenciais para a vasta maioria dos processos bioquímicos subjacentes à vida. Existem vários milhões de proteínas nos sistemas biológicos, que apresentam formas, dimensões e funções diferentes. As unidades base de todas as proteínas são vinte aminoácidos, os quais se encontram unidos por ligações peptídicas para formarem cadeias mais ou menos longas às quais se dá o nome de cadeias polipétídicas.

Os glúcidos (glícidos), são vulgaremente designados por "açúcares" ou hidratos de carbono. São em geral sólidos brancos, doces e solúveis na água. Os mais simples são moléculas com apenas três átomos de carbono enquanto que os mais complexos se formam por polimerização de glúcidos mais pequenos, constituindo por vezes macromoléculas.

As funções principais dos glúcidos encontram-se relacionadas com a obtenção e a reserva de energia em quase todos os seres vivos, mas também servem de suporte estrutural em plantas, animais e alguns microrganismos. Existem moléculas derivadas de glúcidos que são importantes para a química biológica de muitos seres vivos.

Ao contrário do que acontece nos outros três grupos principais de moléculas biológicas (glúcidos, prótidos e ácidos nucleicos), não existe um padrão estrutural na globalidade das moléculas biológicas que se classificam como lípidos. O fator comum às moléculas normalmente reconhecidas como lípidos é a sua insolubilidade em água, devida ao predomínio das regiões apolares, sobretudo alifáticas, na sua estrutura molecular.

Os lípidos ocupam um lugar de destaque no metabolismo energético e sintético da célula, nomeadamente através dos ácidos gordos e dos tepenos. Outras classes de lípidos têm também atividade fisiológica determinante, como as hormonas esteróides. Por outro lado, as fronteiras que definem as células e os seus compartimentos interiores, as membranas celulares, são constituídas basicamente a partir dos lípidos complexos e muita da vida da célula é condicionada pela sua natureza.

Fonte : Bioquímica - Organização molecular da vida. LIDEL

B3 constituintes básicos dos seres vivos

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