UNICAMP 2022 | Biologia e Matemática | Difusão Molecular
As células possuem estruturas que sintetizam moléculas utilizadas em locais diferentes de onde foram formadas. Um exemplo é a molécula de ATP, que é sintetizada em um ponto da célula e utilizada em outro. O transporte molecular mais básico é a difusão, que ocorre devido às colisões das moléculas sintetizadas com as moléculas do meio.
O deslocamento médio \(L\) da molécula em função do tempo \(t\) é dado por: \[ L^2 = 6 D t \] onde \(D\) é a constante de difusão.
a) Estime a constante de difusão da molécula com base no gráfico.
b) Explique como ocorre a difusão de moléculas de baixa permeabilidade para o interior das células e o que é necessário para que elas atravessem a membrana contra o gradiente de concentração.
Resolução:
a) A relação entre deslocamento quadrático médio e tempo é:
\[ L^2 = 6Dt \] Para \(t = 1\,\text{s}\), o gráfico indica \(L^2 = 0,4\,\mu m^2\). Assim: \[ 0,4 = 6 \cdot D \quad\Rightarrow\quad D \approx 0,0666 \approx 0,07\,\mu m^2/s \] Resposta: \(D \approx 0,07\,\mu m^2/s\)b) Para moléculas de baixa permeabilidade, o transporte ocorre com auxílio de proteínas transportadoras presentes na membrana (canais ou permeases). Para mover moléculas contra o gradiente de concentração, é necessário gasto de energia, como no transporte ativo mediado por bombas que consomem ATP.
