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34.12:

Transporte de Recursos a Curta Distância

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Biologie
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Short-distance Transport of Resources

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Quando as raízes absorvem nutrientes e água do solo, Isso é distribuído por diversos tecidos dentro da planta inteira. Os produtos da fotossíntese, da mesma forma, devem viajar por toda a planta por células com funções de armazenamento ou por processos que requerem energia, atravessando paredes, membranas, e o citoplasma de muitas células ao longo do caminho. As plantas podem mover solutos usando três caminhos gerais.O transporte através da via apoplástica ocorre através do espaço extracelular incluindo as paredes celulares, enquanto o transporte por meio do caminho simplástico ocorre através da plasmodesmata, poros que ligam diretamente o citoplasma de células vizinhas. Um terceiro caminho, o da via transmembrana, move substâncias dentro e fora das células através da membrana plasmática. As substâncias que se movem repetidamente através da membrana plasmática são suficientemente rápidas sobre 2 ou 3 células, mas muito mais lentas em distâncias mais longas.O transporte através de membranas em células vegetais apresenta algumas semelhanças gerais ao transporte em células animais. A membrana plasmática seletivamente permeável permite que algumas substâncias, como o dióxido de carbono e gás oxigénio, se difundam passivamente, movendo conjuntamente seus gradientes de Concentração por áreas de alta concentração a áreas de baixa concentração. Outras substâncias não podem ser difundidas através da membrana devido ao seu tamanho ou carga, como iões e moléculas maiores como os açúcares.Em vez disso, as células ativamente pegam estes solutos utilizando membranas proteicas específicas, como canais de iões e proteínas transportadoras. As bombas de protão utilizam a energia química da ATP para criar um gradiente eletroquímico de iões de hidrogénio através da membrana celular. Muitos transportadores vegetais utilizam este gradiente de hidrogénio para mover recursos para a célula.Por exemplo, o transportador de nitrato nas raízes move um nitrato junto com um ião de hidrogénio, mesmo contra o gradiente de concentração de nitrato.

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Transporte de Recursos a Curta Distância

O transporte de curta distância refere-se ao transporte que ocorre a uma distância de apenas 2-3 células, cruzando a membrana plasmática no processo. Pequenas moléculas não carregadas, como oxigónio, dióxido de carbono e água, podem difundir através da membrana plasmática por conta própria. Em contraste, iões e moléculas maiores requerem a assistência de proteínas de transporte devido à sua carga ou tamanho. O transporte através de membranas também ocorre dentro de células individuais, desempenhando uma variedade de papéis essenciais para a planta como um todo.

Os recursos são transportados para dentro e para fora do vacúolo central dentro de cada célula vegetal

Um dos papéis do grande vacúolo central de uma célula vegetal é o armazenamento de recursos. Proteínas de transporte ativo e passivo são encontradas na membrana do vacúolo, ou tonoplasto, assim como são encontradas na membrana plasmática da célula, e regulam o movimento de solutos entre o citoplasma e o vacúolo. O açúcar pode ser armazenado para mais tarde, os iões são sequestrados do citoplasma, e os protões, em particular, são bombeados para o vacúolo, criando um ambiente ácido para quebrar substâncias indesejadas ou tóxicas que entram na célula.

O movimento através do tonoplasto controla a pressão túrgida

Além do seu papel no armazenamento, o vacúolo gera pressão túrgida – uma força que empurra a membrana plasmática contra a parede celular – contribuindo para a estrutura da planta. O tamanho do vacúolo é regulado pelo movimento de solutos através do tonoplasto por canais e transportadores. A água difunde-se passivamente através do tonoplasto para equilibrar uma diferença na concentração de soluto através da membrana, e também se pode mover mais rapidamente através de aquaporinas, canais de água que podem abrir e fechar em resposta a sinais celulares. Em condições de seca, a falta de água resultará em uma perda de pressão de turgor dentro de células individuais à medida que o vacúolo encolhe. A um nível macroscópico, a planta aparecerá murcha quando a pressão de turgor estiver baixa.

Suggested Reading

Brackmann, Klaus, and Thomas Greb. "Long-and short-distance signaling in the regulation of lateral plant growth." Physiologia plantarum 151, no. 2 (2014): 134-141. [Source]

Hedrich, Rainer. "Ion Channels in Plants." Physiological Reviews 92, no. 4 (October 1, 2012): 1777–1811. [Source]