PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 3 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2022

2º dia · Ciências da Natureza · Biologia: Membrana plasmática e transportes

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:

L^2 = 6Dt

onde D é a constante de difusão da molécula sintetizada num determinado meio.

Gráfico de linha e dispersão mostrando o deslocamento quadrático médio em micrômetros quadrados (µm²) no eixo vertical, variando de 0 a 0,40, em função do tempo em segundos (s) no eixo horizontal, variando de 0 a 1,0. Há pontos experimentais dispersos próximos a uma reta linear ajustada que passa aproximadamente pela origem e atinge cerca de 0,40 µm² em t = 1,0 s.

a) A relação entre o tempo e o deslocamento quadrático médio, L^2, 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?

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a) Da relação L^2 = 6Dt, o gráfico de L^2 contra t é uma reta que passa pela origem, com coeficiente angular 6D.

Pegamos dois pontos da reta ajustada: (0{,}2\ \text{s};\ 0{,}08\ \mu\text{m}^2) e (1{,}0\ \text{s};\ 0{,}40\ \mu\text{m}^2). O coeficiente angular é:

6D = \frac{0{,}40 - 0{,}08}{1{,}0 - 0{,}2} = 0{,}40\ \mu\text{m}^2/\text{s}

Logo:

D = \frac{0{,}40}{6} \approx 0{,}067\ \mu\text{m}^2/\text{s} \approx 6{,}7\times10^{-2}\ \mu\text{m}^2/\text{s}

Em unidades do SI, como 1\ \mu\text{m}^2 = 10^{-12}\ \text{m}^2, temos D \approx 6{,}7\times10^{-14}\ \text{m}^2/\text{s}.

D \approx 0{,}07\ \mu\text{m}^2/\text{s}

b) A bicamada de fosfolipídios é hidrofóbica no seu interior e dificulta a passagem de moléculas polares ou carregadas, como íons e glicose. Essas moléculas entram na célula por difusão facilitada, que é um transporte passivo. Elas atravessam a membrana por proteínas transportadoras (permeases) ou por canais proteicos (como os canais iônicos e as aquaporinas, no caso da água). O transporte ocorre a favor do gradiente de concentração, da região mais concentrada para a menos concentrada, e não gasta energia metabólica.

Para mover moléculas contra o gradiente de concentração, é preciso gasto de energia e uma proteína transportadora específica. Esse é o transporte ativo, que usa energia do ATP. Um exemplo é a bomba de sódio e potássio. Também pode haver transporte ativo secundário, no qual a energia vem de outro gradiente.

Moléculas pouco permeáveis entram por difusão facilitada, a favor do gradiente, por proteínas de canal ou carreadoras. Contra o gradiente é necessário transporte ativo, com proteínas transportadoras e energia (ATP).

Assunto: Membrana plasmática e transportes.

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Ver como caiu na prova Questão 3 no caderno CB da 2ª fase da UNICAMP 2022

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2022. Prova oficial ↗

Nos cadernos: CB 3CE 3CH 3