fundamentos de citologia pos 8
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Organelas, citologia, célula, membrana, cloroplastos, mitocôndria, exercício de biologiaTRANSCRIPT
FUNDAMENTOS DE
CITOLOGIA
Uma viagem ao centro da célula
Vilemar Magalhães – 23/10/2013
FUNDAMENTOS DE CITOLOGIA
O miscroscópio e o telescópio foram inventados pelos fabricantes
de óculos holandeses Hans Jenssen e seu filho Zacharias em 1560.
A capacidade de aumento do primeiro aparelho era de 30x. Hoje é
comum se ver um microscópio com a capacidade de aumento de
duas mil vezes e o microscópio eletrônico pode aumentar a imagem
em até 400 mil vezes. O microscópio não tinha utilidade para o
estudo da biologia celular até que outro holandês Antonie
Leeuwenhoek se interessasse por um e o aperfeiçoou.
O físico britânico Robert Hooke (1635 – 1703) deu o ponta-pé inicial para o
surgimento de uma nova ciência quando observou uma célula pela primeira vez em
1663. Robert usava um microscópio de luz desenvolvido e aperfeiçoado por Antonie
Van Leeuwenhoek, (1632 – 1723) para analisar o material colhido de plantas.
Hooke nomeou as inúmeras cavidades que achou nas finas fatias de cortiças de
células, que em latim, significa pequenas celas, saletas. Robert Hooke tinha visto
somente a estrutura externa da célula, pois a cortiça é um tecido morto. Estava criada
a citologia que ficou definida como o ramo da Biologia que estuda as estruturas e os
metabolismos celulares.
Robert Hooke
Antonie Van Leewenhoek
Matthias Jabob Schleiden Theodor Ambrose Hubert Schwann
Em seguida os pesquisadores alemães Matthias Jacob Schleiden, botânico e Theodor
Ambose Hubert Schwann, naturalista criaram a Teoria Celular em 1838, cujos
principais postulados são:
- a célula é o menor elemento constituinte de todos os seres vivos, exceto de vírus
que não pertencem a nenhum reino animal conhecido. Os vírus são considerados
seres acelulares. Os seres que não têm células são considerados pela Teoria Celular
como não vivos;
- os seres vivos são compostos de uma ou mais células. Os seres que são formados
de somente uma célula são chamados de unicelulares;
- todas as células surgem de outras células existentes quando estas se dividem;
- A captação, síntese, armazenamento e o fluxo de energia nos seres vivos ocorrem
dentro das células;
- as células contêm informações genéticas herdadas de células das quais foram
geradas pelo DNA e no RNA;
- as células são basicamente idênticas quanto as suas estruturas químicas. 98% de
todos os seres vivos são compostos por Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio,
Fosfato e Enxofre. Não importa que sejam células vegetais ou animais.
Organela
Célula Vegetal Célula Animal
Capsula X
Carioteca
Centríolos X
Citoplasma
Cloroplastos X
Complexo de Golgi Vesículas no citoplasma Vesículas empilhadas
DNA
Flagelo x
Glicocálix x
Lisossomos
Mesossomos Presentes em seres procariontes do Reino Monera – Bactérias e Cianobactérias
Membrana Plasmática
Microfilamentos
Microtúbulo
Mitocôndria
Núcleo
Parede Celular X
Peroxissomos
Plasmodesmos X
Plastídeo X
Retículos Endoplasmático Liso
Retículo Endoplasmático Rugoso
Reserva Amido Glicogênio
Ribossomos
Vacúolos Maiores Menores
Os seres procariotas ou protocelulas do grego: proto = antes; karyon = núcleo.
Portanto, uma célula procariótica não contém um núcleo definido e lhes falta até
algumas organelas membranosas como mitocôndria, retículo endoplasmático liso e
rugoso, complexo de Golgi. As cromatinas ficam livres no citoplasma sem nenhuma
associação com as proteínas histonas.
A ausência de algumas estruturas nas células procarióticas faz com que estas sejam
menores. Acontece que por ser menor o transporte de íons e moléculas orgânicas
pelo citoplasma fica mais fácil do que em uma célula eucariótica e é realizado com
um menor gasto energético.
O DNA cromossômico e os ribossomos se encontram soltos no citoplasma de todas
as células procarióticas. Uma célula eucariótica parece mais complexa que uma
célula procariótica. Contudo, chamar uma célula procariótica de simples é um engano
complexo. Mesmo sendo capazes de habitarem em quase todos os ambientes,
montanhas, vulcões, geleiras, desertos, dentro de outros animais, em qualquer canto
pode haver um ser procariótico. O mesmo não acontece com os eucarióticos. Será
que este é realmente o ser mais simples? O primeiro ser? Há procariontes que podem
até realizar o importantes processo de fotossíntese, isto é, são capazes de captar a
energia solar e transformá-la em energia orgânica como os vegetais. Embora não
tenham bases científicas, hoje é aceito quase unanimemente que as primeiras células
em nosso planeta tenham sido as procarióticas e que estas evoluíram tornando-se
células eucarióticas.
Um grande número de seres procariontes são unicelulares ou formam cadeias. Estes
podem ter um formato arredondado, de bastonete ou de um saca rolhas.
Para quem ainda pensa que um ser procarionte é simples, seria interessante
considerar um flagelo. Veja na figura abaixo como é complexa a estrutura desta peça
rotativa que se chama flagelo. Um flagelo somente pode realizar até 1000 rotações por
minuto rodando em torno de si mesmo. Elas elaboram engrenagens muito complexas
feitas de proteínas que ajudam no deslocamento das células. Os seus movimentos são
necessários se a célula precisa se locomover para outra região como acontece com os
espermatozoides. Não faz realmente sentido chamar uma estrutura destas de simples.
Ou que outro tipo de célula seja mais complexa por ter organelas delimitadas por
membranas ou realizarem um número maior de sínteses, etc
Foto, lado esquerdo, mostra as partes integrantes de um flagelo tiradas por um microscópio
eletrônico e à direita um desenho técnico da mesma estrutura.
3.3
Célula Eucariótica: (eu = verdadeiro; karyon = núcleo), portanto, uma célula
eucariótica tem um núcleo definido envolvido por uma membrana nuclear ou carioteca.
O material genético é encontrado dentro do núcleo.
As organelas nas células eucarióticas são delimitadas por uma membrana plasmática.
As organelas são bem definidas como: mitocôndria, cloroplastos, lisossomos,
microtúbulos, complexo de Golgi, risossomos, centríolo, DNA, reticulo endoplasmático
rugoso e liso, vacúolos, cromossomos. Estas organelas estão geralmente relacionadas
com o metabolismo energético das células.
As células eucariontes são no mínimo 10 vezes maiores que as células procarióticas.
As maiores células eucariontes podem ser até 100 vezes maiores que as células
procariontes. Um célula procarionte pode ter proteínas como a actina, a miosina, a
tubulina e as histonas. As células eucariontes realizam a divisão celular pelos
processos de mitose ou meiose.
Uma célula eucarionte básica contém uma membrana plasmática, na parte externa da
membrana plasmática, o cistoplasma, citoesqueleto, e outros, veja a figura abaixo:
Em meados do século XVII, os primeiros microscópios estavam sendo usados. Os
observadores identificaram uma área globular escura dentro das células que Robert
Brown, já em 1831, chamou de núcleo (do latim, pequeno noz). Esta foi a primeira
organela celular descoberta devido ser a mais evidente em uma célula eucariótica,
geralmente localizada na parte central da célula. O núcleo controla todas as funções
das células e estoca no nucleoplasma as cromatinas, elementos básicos constituintes
de um DNA. O DNA é formado por nucleotídeos que por sua vez é formado por um
fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada.
Ele é delimitado pela carioteca ou envelope nuclear que é uma bicamada lipoprotéica
(Lipídeos e proteínas) permeável somente para pequenas moléculas não polares. Na
superfície da carioteca há vários ribossomos e partindo da carioteca surge o retículo
endoplasmático rugoso como se fosse uma continuação da carioteca.
A carioteca tem a função de proteger os ácidos nucléicos, o DNA (Ácidos
Desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico), que comandam as informações
genéticas, as atividades celulares e a hereditariedade. Nas células procarióticas o
material genético é o único conteúdo de um cromossomo circular. Já nas células
eucarióticas, o material genético é formado por uma cromatina que é constituído por
DNA e as proteínas histonas. O quantidade de proteínas no núcleo chega a ser o
dobro da quantidade de cromatina no núcleo. Estes importantes ácidos nucléicos são
responsáveis pela continuidade da vida no planeta e são formados por cadeia de
elementos chamada de nucleotídeos.
Cada nucleotídeo é formado por uma molécula de açúcar que é uma pentose, uma
base nitrogenada e um ou mais grupos fosfato. Os carbonos em uma pentose são
numerados de 1 a 5. No carbono de número 1 é ligada a base nitrogenada. No
carbono de número 5 se liga o grupo fosfato. O nucleotídeo é identificado de acordo
com a base nitrogenada que o compõe. As bases nitrogenadas são pirimídicas que
formam um anel simples (citosina (C), timina (T) e uracila (U)) e purínicas formam um
anel duplo (adenina (A), guanina (G)).
Esquema de um nucleotídeo
A vida se renova com o surgimento de novas células e o descarte das antigas. A
célula aumenta de tamanho e passa a se dividir gerando novas unidades. Quando
uma célula entra em divisão sofre inúmeras mudanças. No entanto, quando as células
não estão se dividindo, em um estado chamado interfase, elas mantêm as suas
organelas intactas e realizam todas as funções importantes para a manutenção dos
seres vivos.
No nucleoplasma acontece a transcrição do RNAs ribossômico. São tantos RNAs
sendo gerados no nucleoplasma que formam uma massa densa chamada de
nucléolo.
A comunicação do núcleo com o cistoplasma celular acontece através de diversos
poros na carioteca que permitem o transporte de pequenas moléculas polares e
macromoléculas para dentro e fora do núcleo das células. No interior do núcleo
celular, ligada a carioteca, tem a lamina nuclear que é uma estrutura fibrosa que dá
sustentação ao núcleo. Ainda está sendo estudada a importância da lamina nuclear,
especialmente porque esta estrutura se liga à várias proteínas vitais para o
funcionamento do núcleo.
Classificação quanto ao número de núcleos em uma célula:
a) mononucleadas – tecido epitelial
b) binucleadas – células hepáticas e
cartilaginosas
c) multinucleadas – células musculares
e estriadas do coração humano;
d) anucleadas – hemácias de muitos
mamíferos
Todas as células, procarióticas e eucarióticas, são revertidas estruturas membranosas,
dinâmica, fluida chamadas membranas plasmáticas, formadas por uma bicamada de
fosfolipídios, proteínas, colesterol e uma pequena quantidade de açúcar com 6 a 9 nm
de espessura. Em 1972, os cientistas S. J. Singer e G. L. Nicolson sugeriram pela
primeira vez este modelo de membrana chamando-o de modelo mosaico fluído por
lembrarem um trabalho de artesanato.
A membrana plasmática isola a célula do meio externo e interno, dois meios que
contêm água. Ela delineia o formato da célula e delimita o espaço no qual ocorrem as
reações químicas das células. A membrana plasmática permite a passagem de
algumas substâncias pequenas e impede a passagem de moléculas grandes polares
e íons para dentro da célula. Em temperaturas baixas, a bicamada fica bem coesa em
um estado gelatinoso. Em temperaturas elevadas, a bicamada ‘derrete’ e o seu
interior fica fluido o que permite as moléculas lipídicas se moverem, fazerem rotações
e mudarem de posições.
Um dos lipídios mais comuns na membrana plasmática é o
colesterol. Quando em altas temperaturas o colesterol interfere
com os fosfolipídios fazendo com a membrana fique menos fluída
e reduz a permeabilidade de pequenas moléculas. Quando em
temperaturas baixas o colesterol tem uma reação totalmente inversa quando a
temperatura é elevada. Graças ao colesterol, a membrana plasmática não congela.
Lamentavelmente, muitos
diminuem o papel do
colesterol no organismo de
humanos e divulgam
conceitos empíricos, sem
fundamento científico, que
são disseminados até por
leigos. Muitos têm medo de
suas taxas de colesterol ou
pelo menos sabem que existe
um colesterol chamado de
bom e outro chamado mal
colesterol. O bom colesterol é
de fato uma lipoproteína, o
HDL (do inglês High Density
Lipoprotein) e mau colesterol é também uma lipoproteína, o LDL (do inglês, Low
Density Lipoprotein).
O colesterol é um nutriente indispensável para o ser humano e não é comprovado que
em quantidades maiores no organismo possa provocar doenças cardíacas.
Os fosfolipídios são também muito presentes na membrana plasmática. Eles estão
em pares, um diante do outro. Um fosfolipídio é composto de uma cabeça polar e
duas cadeias de hidrocarboneto apolares. As membranas plasmáticas são ditas
anfipáticas por terem uma extremidade virada para fora da célula polar, hidrofílica,
que tem afinidade com água e outra extremidade virada para dentro da célula apolar,
hidrofóbica, que não reage com água.
A parte superior do fosfolipídio é composta por uma molécula NH3, que é um grupo
polar. Este grupo é ligado a uma molécula de glicerol e duas cadeias de ácidos
graxos. Uma das cadeias é reta, por ser uma cadeia saturada e a segunda apresenta
uma curva por se tratar de uma cadeia insaturada composta por uma ligação cis
dupla.
As quantidades de proteínas e lipídios diferem na membrana plasmática. Algumas
têm uma grande quantidade de proteína e poucos lipídios, outras o inverso e há
células que contém quantidades iguais destas substâncias.
A difusão passiva é o mecanismo mais simples de movimentação não seletivo de
partículas através da membrana plasmática sem gasto de energia. Ela acontece de um
local onde há uma maior concentração (hipertónica) da mesma substância para uma
área de menor concentração (hipotônica) desta. A molécula se dissolve na bicamada
da membrana e no interior da célula. A passagem é liberada pela membrana para:
moléculas hidrofóbicas pequenas como o oxigênio, gás carbônico e benzeno.
moléculas polares pequenas mas sem carga, como H2O e etanol.
moléculas grandes sem carga como a glicose não podem ultrapassar a
membrana por difusão passiva.
Outras substâncias com passagem proibida são as moléculas diferença de
cargas como os ions de H+, Na+, K+, and CJ-. A passagem destes elementos
vai se repetindo diversas vezes por causa das atividades celulares de respiração
e outras.
A difusão facilitada é um transporte realizado do meio de menor concentração para o
meio de maior concentração de um soluto. Neste processo não há gasto de energia
com o auxílio de proteínas e canais proteicos transportadores. As proteínas
transportadoras se associam com moléculas que necessitam ser transportadas para
dentro das células.
Os canais de proteínas, por outro lado, abrem poros através da membrana que
permitem moléculas de tamanho e cargas específicas passar livremente. Moléculas
polares, carboidratos, aminoácidos, nucleosídeos e ions são as moléculas que mais
atravessam a membrana plasmática por difusão facilitada e estas não se dissolvem
quando entram na célula.
A passagem de íons através dos canais iônicos acontece muito rapidamente. É
impressionante o movimento de íons pela membrana plasmática. São mais de um
milhão de íons por segundo pelos canais abertos. Isto significa um fluxo de
aproximadamente 1000 vezes maior que o visto com proteínas transportadoras. Os
canais iônicos são altamente seletivos. Eles restringem a passagem de íons de
acordo com o seu tamanho e sua carga elétrica. Os canais iônicos nem sempre ficam
abertos. Eles são regulados por portões que se abrem de acordo com os estímulos
recebidos
A osmose é um processo físico em que água se movimenta através de uma membrana
semipermeável de meio hipotônico para um meio hipertônico até que ambos os lados
fiquem isotônicos, isto é, solutos com a mesma concentração. Quando isto acontece
não há mais pressão osmótica.
O transporte de substâncias para dentro e fora da célula pode ocorrer de um local de
menor concentração para um de maior concentração. Neste caso é dito que o
transporte aconteceu contra a gradiente de concentração. A energia para o transporte
ativo vem da hidrólise do ATP.
A bomba de sódio e potássio é um mecanismo proteico complexo que auxilia no
transporte de íons Na+ da parte interna da célula para a externa. A concentração de
Na• é de aproximadamente dez vezes maior fora da célula do que dentro da célula.
Já a concentração de K• é maior dentro da célula do que fora. Outra função da bomba
de sódio e potássio na maioria das células animais é manter o balanceamento
osmótico e o volume da célula. Ao se abrir para a parte externa, a bomba de sódio e
potássio capta íons de K+ e o libera para parte interna da célula.
processos mediados por vesículas: são processos que utilizam vesículas para a
entrada ou saída de substâncias das células. Eles podem ser: endocitose: a entrada
de substâncias na célula e exocitose: a saída de substâncias da célula.
Imobilizar os primeiros grupos de hidrocarbonetos das moléculas de fosfolipídios e
previne que estes se cristalizem. Assim a membrana se torna menos permeável para
as pequenas moléculas solúveis em água. Sem colesterol, as células iriam precisar
de uma parede celular como acontece com as bactérias que não têm colesterol.
A membrana plasmática tem a capacidade de se distender e se retrair. As membranas
celulares são elásticas e resistentes graças às fortes interações hidrofóbicas entre os grupos
apolares dos fosfolipídios.
O modelo da membrana plasmática atual, o mosaico fluido, foi proposto pelos
cientistas Singer e Nicolson em 1972, Elas são formadas por fosfolipídeos, proteínas
e uma pequena quantidade de açúcares. Nas células de animais há o glicocálice que
tem a função de reconhecimento químico da célula e de proteger a célula, impedindo
que alguns tipos de vírus ou bactérias se anexem à célula. Algumas proteínas
encontradas na membrana plasmática tem a função de controlar as substâncias que
entram ou saem das células. Esta função é chamada de permeabilidade seletiva.
Outras proteínas conferem a membrana plasmática a função de transporte, podem
ser ativo, quando há gasto de energia
O glicocálix (glico = açúcar; cálix = envoltório). Este revestimento pode ser visto em
células animais e de algumas amebas, isto é, seres protistas. O glicocálix é uma
molécula de açúcar que pode se juntar covalentemente a uma proteína e a moléculas
de fosfolipídios do folheto externo, dando origem a um glicolipídio. As funções mais
relevantes de um glicocálix são adesão entre células e o reconhecimento de célula a
célula e a proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas.
A parede celular é uma estrutura rígida formada especialmente por duas camadas
deuplas de microfibrilas de celulose. Uma das funções da membrana plasmática é de
envolver, delimitar e dar forma às células de plantas, fungos, procariontes e protistas.
A parede celular não substitui a membrana plasmática. As duas estruturas existem
dentro dos mesmos seres, ao mesmo tempo. A bactéria, que é revestida por uma
parede celular, também exibe sua membrana plasmática.
Uma parede celular é uma rígida, evitar que a célula desidrate, mas permite que
alguns elementos consigam passar por ela sem que haja controle sobre o que possa
entrar ou sair da célula. A comunicação entre as células vizinhas são feitas pelos
plasmodesmos e há ainda, entre as paredes das células, as lamelas médias. Em
alguns seres procariontes, além da parede celular, existe uma cápsula. Quando as
células são jovens a parede celular é menos rígida e espessa.
A composição da parede celular pode variar dependendo do indivíduo. Nos fungos, a
parede celular é composta da proteína quitina. Nas plantas a parede celular é
composta por celulose. Em bactérias, a parede celular pode ser formada de
peptidoglicano.
Os cílios e os flagelos são estruturas semelhantes originadas dos centríolos, porém
com funções diferentes. Eles podem ser encontrados em todos os seres unicelulares
e pluricelulares, exceto em artrópodes e nematóides.
Os cílios são aqueles pequenos pelos vistos na parede da traqueia, tubas uterinas e
microvilosidades do intestino delgado. A movimentação realizada pelos cílios
acontece sempre na mesma direção. Os movimentos dos cílios estão relacionados
com a remoção de impurezas, poeiras e células mortas do organismo. Os cílios são
mais abundantes e curtos que os flagelos no organismo humano.
Flagelos
Os flagelos são tipos de filamentos responsáveis pela locomoção de células
flageladas como os espermatozoides. Os flagelos podem ser diferentes de acordo
com o reino animal que ele se encontra. O que vamos ver em seguida é o flagelo
bacteriano.
1- Núcleo; 2 - Centríolo; 3 – Aparelho de Golgi; 4 – Membrana nuclear.
O citoplasma ou citosol é a área da célula entre a membrana plasmática e o envelope
nuclear. A substância fluida no citoplasma é constituída principalmente de água,
proteínas, sais minerais, aminoácidos, ácidos nucleicos, ácidos graxos, derivados de
glicerol, glicose, e outros açúcares simples. Os seguintes minerais são encontrados
dissolvidos no citoplasma: íons de sódio, potássio, cálcio e muitos outros elementos.
No citosol ocorre a maioria das reações químicas da célula.
Na região celular próxima a membrana plasmática, o ectoplasma, o citosol é mais
viscoso tendo uma consistência gelatinosa mole. Na parte central da célula,
endoplasma, a consistência já é mais fluida. Não se deve entender que uma célula
animal tenha uma consistência amolecida. O citoesqueleto concede a firmeza
necessária para a célula.
O interior de uma célula não é um ambiente estático. A movimentação das organelas
e do líquido viscoso do citoplasma é tão intensa que pode se observar até correntes
internas chamadas cicloses. Em vegetais a ciclose acontece de forma uniforme e
mais intensamente. Em animais a ciclose não obedece uma orientação como nos
vegetais.
A velocidade das correntes internas aumenta de acordo com a temperatura,
temperaturas altas provocam mais movimentação e baixas temperaturas, como
também a diminuição de oxigênio celular, desaceleram a movimentação dentro das
células.
Os centríolos são duas organelas cilíndricas não envolvidas em membranas que
estão presentes em quase todos os núcleos das células eucarióticas em animais. As
plantas não dispõem de centríolos. Os vegetais têm uma região de organização de
microtúbulos que desenvolvem as mesmas funções dos centríolos. São dois
centríolos por célula dispostos perpendicularmente formando um diplossomo. Cada
centríolo é composto por 9 grupos de nove microtúbulos dispostos com três
microtúbulos cada.
Os centríolos têm a capacidade de autoduplicação devido a existência do DNA
centriolar. A replicação acontece durante a interfase da mitose e da meiose. Suas
principais funções são as de participar no processo de divisão celular, organização do
fuso mitótico e a formação dos cílios e flagelos.
Os ribossomos são pequenas estruturas granulares, medindo de 20 a 30 nm
diâmetro. Os ribossomos são formados por proteínas associadas a um tipo de ácido
nucléico, denominado ácido ribonucleico ribossômico (RNAm). Os ribossomos não
organelas membranosas, isto é, não possuem uma membrana delimitando a sua
estrutura.
Eles podem ser encontrados em células
procarióticas e eucarióticas. Todas as células
possuem ribossomos. Os ribossomos ficam
espalhados sozinhos no citoplasma, unidos ao
retículo endoplasmático granuloso ou dentro de
mitocôndrias e cloroplastos.
Quando se apresentam enfileirados numa
molécula de RNAm são chamados de
polirribosomos.
Os ribossomos atraem os aminoácidos encontrados nas células que usando a
codificação genética rRNA, sintetizam cadeias de proteínas para suprir as
necessidades da própria célula onde ocorre a sua síntese.
O retículo endoplasmático (RE) é o maior sistema de membranas em uma célula. Ele
é encontrado em todas as células eucarióticas. O RE é composto por uma rede de
túbulos cilíndricos e vesículas achatadas
interligados que faz a conexão entre o
núcleo da célula e o citoplasma. A palavra
retículo significa rede e endoplasmático
significa dentro do citoplasma.
Quanto a sua estrutura, o RE pode ser
liso, rugoso ou sarcoplasmático. A
presença de ribossomos na superfície do
RE o torna rugoso. Na ausência de
ribossomos, ele se chama retículo endoplasmático liso.
As funções desempenhadas pelo RE dependem especialmente da célula onde ele se
encontra.
O retículo endoplasmático rugoso ou ergastoplasma (Grego ergozomai = elaborar,
sintetizar, fabricar. É uma das organelas mais abundantes no citoplasma celular. O
RER é um conjunto de sacos achatados com uma porção de ribossomos em sua
superfície. O retículo endoplasmático rugoso sintetiza e secreta albumina no fígado e
hormônios como a insulina, e leite em glândulas. Portanto, o RER é mais
desenvolvido em células do fígado, pâncreas, células caliciformes da parede do
intestino e glândulas, que são células com a função secretora.
Diferentemente do RER, o REL não tem ribossomos ligados à sua estrutura
membranar tubular. No entanto, quando a célula for rica em glicogênio, fato comum
nas células do fígado e dos músculos, o REL fica rodeado por grânulos de glicogênio
formando estruturas chamadas de glicossomos. Ele está envolvido diretamente com a
síntese de fosfolipídios, dos hormônios esteroides, isto é, o estrógeno, progesterona,
testosterona e alguns outros lipídios.
O fígado armazena glicose em forma de glicogênio graças ao REL. Quando o
organismo precisa de glicose pode reverter o processo desde que o glicogênio esteja
desassociado do grupo fosfato ao qual ele é ligado ao ser armazenado pelo fígado. A
forma que a célula tem para provocar esta dissociação do grupo fosfato é graças a
ação das enzimas da membrana do reticulo endoplasmático liso.
Os REL são responsáveis pela desintoxicação do organismo, degrada o etanol
presentes em bebidas alcoólicas, drogas, como a degradação de medicamentos
como antibióticos e anestésicos.
Em músculos estriados ou lisos, o REL é chamado de Retículo Sarcoplasmático (RS).
A função principal do RS é armazenar, regular e fornecer íons de cálcio para os
músculos quando necessário durante a contração muscular.
As mitocôndrias (do grego mito: filamento e chondrion: grânulo) são estruturas muito
pequenas de composição lipoprotéica contendo na matriz mitocondrial muitas
enzimas, cópias do DNA e ribossomos mitocondriais, coenzimas importantes para as
reações de transformação da energia celular. O número de mitocôndrias dentro de
uma célula é variável.
A membrana da mitocôndria é formada por duas camadas, uma externa, altamente
permeável e uma interna que são especializadas, mais finas e forma pregas
chamadas cristas.
As mitocôndrias estão presentes no citoplasma das
células e são responsáveis pela respiração aeróbia da
célula através da glicose e do oxigênio. Devemos lembrar
que parte do processo de respiração celular é realizado
no citoplasma que é a degradação da glicose. Neste
momento a mitocôndria junta o oxigênio ao carbono,
gerando uma molécula de gás carbônico, que sairá como
um resíduo do processo respiratório das células.
No interior de uma mitocôndria é observado:
a) formação de Acetil-COA;
b) ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs;
c) transporte de elétrons e síntese quimiosmótica de ATP.
Ela produz a energia necessária para o funcionamento das células. Por este motivo
as mitocôndrias são mais abundantes em células com uma maior necessidade de
energia, como células musculares. Outra curiosidade importante é que as
mitocôndrias possuem o seu próprio material genético e assim se explica a
capacidade que as mitocôndrias têm de se autoduplicarem.
Os peroxissomos são as menores organelas das células eurcarióticas. Eles têm
apenas uma matriz granulosa delimitada por uma membrana única. Quanto a sua
estrutura externa os peroxissomos são iguais em todas as células. Diferem somente
quanto a quantidade e tipos de enzimas, que podem variar de acordo com as
necessidades de cada tipo de célula.
Quando analisados por um microscópio eletrônico, tem formato arredondado, e estão
presentes em células vegetais e animais. A diferença
entre os peroxissomos e as mitocôndria e cloroplastos
é que eles não dispõem de DNA e nem de ribossomos.
No homem, Há de 70 a 100 peroxissomos por células,
exceto em células do fígado e dos rins que pode haver
uma concentração maior desta organela. A menor
concentração de peroxissomos no corpo humano é no
cérebro e nos fibroblastos.
Embora os peroxissomos sejam morfologicamente similares aos lisossomos, eles se
reproduzem como as mitocôndrias e cloroplastos, por autor replicação.
A sua principal função é armazenar a enzima oxidativa catalase utilizada para a
realização da catalise do peróxido de hidrogênio, uma substância muito tóxica para o
ser humano - H2O2, popularmente conhecida como água oxigenada e produzida
durante a degradação de gorduras e de alguns aminoácidos. A enzima catalase
desintoxica o corpo transferindo os átomos de hidrogênio para o oxigênio. A ação da
catalase é extremamente rápida. Uma só molécula de catalase é capaz de degradar
até 42.000 moléculas de H2O2 por segundo.
Representação da reação de oxidação:
2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2
Outras funções importantes dos Peroxissomos são:
- auxiliar na produção de ácidos biliares sintetizados no fígado;
- degradar gorduras, aminoácidos;
- metabolização do ácido úricos proveniente da degradação de purinas;
Nos vertebrados os peroxissomos constituem aproximadamente 2% das células do
fígado e dos rins. Elas contribuírem para a desintoxicação de substâncias absorvidas
do sangue como o etanol que degrada cerca de 25% do álcool ingerido pelo homem.
O restante é enviado para ser degradado pelo retículo endoplasmático liso. As
diversas enzimas contidas nos peroxissomos são produzidas por ribossomos livres no
citosol. Em vegetais os peroxissomos regulam os processos germinativos quando
convertem os lipídios armazenados nas sementes em açúcares.
O complexo golgiense ou dictiossomo é uma organela citoplasmática que foi descrita
pela primeira vez em 1898 pelo citologista
italiano Camilo Golgi. Esta organela,
encontrada em quase todas as células
eucarióticas, próxima ao núcleo e ao
retículo endoplasmático rugoso em células
animais e espalhado no citoplasma em
células vegetais.
O complexo golgiense é formado por
aproximadamente 6 discos com o formato
de bolsas achatadas empilhadas como
pratos.
As suas funções fundamentais são:
- a eliminação de substâncias que precisam ser secretadas das células;
- o armazenamento das proteínas recebidas do retículo endoplasmático;
- síntese e eliminação de muco, um lubrificante para o nosso corpo;
- empacotamento das enzimas digestivas do pâncreas, produzidas no RER;
- produção de espermatozoides;
- síntese dos lisossomos.
O complexo de Golgi é uma organela dinâmica. Ela desaparece durante a divisão
celular por mitose e na fase de telófase da mitose, reaparece. Os cientistas ainda não
descobriram como esta organela é criada mais uma vez.
Os lisossomos (do grego lise quer dizer quebra, destruição) são bolsas esféricas em
células vegetais e animais contendo aproximadamente 50 tipos diferentes de enzimas
com um pH aproximado de 5, capazes de realizarem uma hidrolise ácida de todos os
tipos de polímeros biológicos, proteínas, DNA, RNA, carboidratos e lipídios no
processo de digestão intetracelular. A acidez dentro de um lisossomo é mantida
mantendo ions de hidrogênio (prótons) graças a bomba de prótons na membrana
lisossomial. Estas enzimas são originadas no Retículo Endoplasmático Rugoso e em
seguida transportadas para o Complexo de Golgi.
Ao chegarem no Complexo de Golgi as enzimas digestivas são modificadas,
acumuladas e acondicionadas em vesículas que formam os lisossomos. As funções
básicas dos lisossomos são a digestão de substâncias que entram na célula por
fagocitose ou pinocitose ou a heterofagia. Outra função dos lisossomos é a digestão
de materiais e organelas pertencentes à própria célula ou a autofagia.
Os tamanhos destas vesículas são variados. Os seus limites são determinados por
membranas lipoproteicas únicas. Os lisossomos estão presentes em todas as células
animais especialmente nas células que realizam fagocitose, pinocitose ou a
clasmacitose.
Dentro de um lisossomo o pH é muito baixo, isto é, um meio muito ácido e a
membrana protege as outras organelas citoplasmáticas. A membrana do lisossomo
tem bombas de H+ que bombeiam íons H+ usando a hidrólise de ATP
Eles podem digerir até organelas e células inteiras, autofagia, quando não há
alimentos para a célula ou quando dentro da célula há organelas que tenham
concluído o seu ciclo de vida. Esta função é indispensável para a sobrevivência da
célula. Os lisossomos contêm até 40 enzimas hidrolíticas em seu interior.
A membrana do lisossomo possui também bombas de H+, que, através da hidrólise
de ATP, bombeiam íons H+ para o lúmen, mantendo assim o pH ácido, ideal para a
ação enzimática. A maioria das membranas lisossomais é altamente glicosilada, de
modo que lhe é conferida proteção das enzimas contidas no lúmen.
Os cloroplastos são pequenas organelas encontradas em plantas e algas. Eles são
similares às mitocôndrias em células animas. Os cloroplastos têm uma membrana
externa, uma membrana interna e estruturas membranosas chamadas de tilacóides
que implilhadas compõem uma grana.
Os cloroplastos são capazes de realizar fotossíntese usando a energia do sol
capitada pelos pigmentos de clorofila. Uma série de reações sintetizam a glicose e
oxigênio a partir de água e de dióxido de carbono no fluido dentro da membrana
interna dos cloroplastos, chamados estromas. Os cloroplastos participam da
assimilação do nitrogênio, na síntese e armazenamento de amidos e na biossíntese
de aminoácidos e lipídios. Os carboidratos produzidos pelos cloroplastos são
utilizados pela célula onde o cloroplasto se encontra. Semelhante às mitocôndrias os
cloroplastos têm o seu próprio DNA e ribossomos.
1) (UNCISAL) O núcleo celular, em algumas células, encontra-se “difuso” no citosol e sem
envoltório nuclear, e em outros organismos encontra-se individualizado e com envoltório
nuclear. Estas células são respectivamente:
a) seres eucariontes e procariontes;
b) bactérias e cianobactérias;
c) seres procariontes e eucariontes;
d) algas e protozoários.
2) (UFERSA) Indique qual das sentenças apresenta a definição correta para o nucléolo.
a) Uma região dentro do núcleo onde se dá o início da montagem dos ribossomos a
partir de proeteínas específicas e de RNA ribossomal.
b) Uma organela citoplasmática constituída de DNA responsável pela codificação de
genes.
c) Uma organela nuclear rica em heterocromatina fundamental para que ocorra a divisão
celular.
d) Um estrutura complexa envolvida pelo envelope nuclear e responsável pela replicação
do DNA durante a fase S do cicle celular.
3) (UNIVAS-MG) O estudo do núcleo da célula é um tanto complexo, pois devemos levar em
consideração o momento vital da célula. Se ela está em um período de divisão, ou um
período de interfase. Na interfase a célula produz proteínas e aumenta de tamanho e seu
DNA se duplica. A interfase é mais longa do que a divisão celular propriamente dita.
Assinale a alternativa que indica todas as estruturas presentes no núcleo de uma célula
eurarionte durante todo o período da interfase.
a) Carioteca – Cromatina – Cromossomos.
b) Carioteca – Nucléolos – Cromatina.
c) Nucléolos – Cromatina – Cromossomos.
d) Carioteca – Cromossomos – Cromátide.
e) Nucléolos – Cromossomos – Cromonema.
4) (PUCRS) Qual das alternativas abaixo indica uma estrutura celular que até agora foi
encontrada em todas as células conhecidas.
a) Membrana celular.
b) Parede celular.
c) Cloroplastos.
d) Mitocrôndrias.
e) Membrana plasmática.
5) Qual é o formato de um centríolo?
a) Quadrado
b) Triangulo
c) Diamante
d) Barrel shape
6) Em que tipo de célula pode ser o centríolo encontrado?
a) Célula animal procariótica
b) Célula vegetal procariótica
c) Célula animal eucariótica
d) Célula vegetal eucariótica
7) (PUCCAMP) Organelas citoplasmáticas que não se apresentam delimitadas por
membranas são:
a) os lisossomos;
b) as mitocôndrias;
c) os cloroplastos;
d) os dictiossomos;
e) os centríolos
8) (FUVEST 2012 – PRIMEIRA FASE)
O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são organelas celulares cujas funções
estão relacionadas. O complexo de Golgi
( ) recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático.
( ) recebe proteínas nele sintetizadas para o retículo endoplasmático.
( ) recebe polissacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático.
( ) envia polissacarídeos nele sintetizados para o retículo endoplasmático.
( ) recebe monossacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático e para ele envia
polissacarídeos.
9) (UFRRJ) Observando-se uma célula, ao microscópio eletrônico, verifica-se a existência de
um sistema membranoso, cujas membranas delimitam canais interligados em forma de
túbulos. Este sistema membranoso é denominado
a) retículo endoplasmático.
b) vacúolo autofágico.
c) lisossoma.
d) crista mitocondrial.
e) vácuolo digestivo.
10) O ____________da célula retém o material genético e é responsável pelas atividades
gerais das células.
a) nucléolo
b) retículo endoplasmático
c) núcleo
d) centrossomo
11) Em que parte do núcleo a produção dos ribossomos acontece?
a) Dentro dos poros nucleares
b) Na cromatina
c) Na área do nucléolo
d) A produção do ribossomo não acontece no núcleo.
09) (UNESP- JULHO/2008) Leia as descrições seguintes.
I. Organela constituída por numerosos sáculos interligados, normalmente localizada nas
proximidades do núcleo e do retículo endoplasmático granuloso.
II. Organela do tipo vacúolo, rica em enzimas.
III. Rede de canais delimitados por membranas lipoprotéicas.
Pode-se afirmar corretamente que o item
a) I refere-se ao retículo endoplasmático não-granuloso, que tem a função de transporte
de substâncias dentro das células.
b) I e o item III referem-se, respectivamente, ao Complexo Golgiense e ao retículo
endoplasmático, os quais estão particularmente desenvolvidos em células com
função de secreção.
c) II refere-se aos lisossomos, que são vacúolos responsáveis pela produção de
proteínas.
d) II e o item III referem-se, respectivamente, aos lisossomos e ao complexo
golgiense, os quais são responsáveis pelo processo de fagocitose dentro da célula.
e) III refere-se aos centríolos, que são responsáveis pela formação de cílios e
flagelos celulares.
10) (UFVJM/2005) Leia a informação seguinte.
No citoplasma das células encontram-se os orgânulos que interagem fisiologicamente,
executando diferentes funções na manutenção da vida dos diversos órgãos. Com base
nessa informação e em seus conhecimentos, é CORRETO afirmar que:
a) O centríolo participa da divisão celular animal.
b) O complexo de Golgi participa da síntese de lipídeos.
c) O lisossomo é responsável pela respiração celular.
d) O retículo endoplasmático liso é responsável pela síntese de proteínas.
11) (UFRN 1º dia 2013) As organelas que estão distribuídas no citoplasma são fundamentais
para o funcionamento e para a adaptação das células em suas funções. Tanto
maratonistas (corredores de prova de longa distância) quanto insetos voadores, como as
abelhas, que sustentam o batimento de suas asas durante muito tempo, possuem uma
taxa metabólica elevada em suas células musculares.
As células musculares de maratonistas e de insetos voadores contêm grande quantidade
de
( ) a) vacúolo, que armazena Ca+2 para a contração muscular
( ) b) complexo golgiense, que secreta enzimas para sintetizar hormônios.
( ) c) lisossomo, que faz autofagia para eliminar partes desgastadas das células
musculares.
( ) d) mitocôndria, que fornece energia para a contração muscular.
12) (UFRS) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as seguintes considerações sobre o
colesterol, um lipídio do grupo dos esteróides.
( ) Ele participa da composição da membrana plasmática das células animais.
( ) Ele é sintetizado no pâncreas, degradado no fígado e excretado na forma de sais
biliares.
( ) Ele é precursor dos hormônios sexuais masculino e feminino.
( ) Ele é precursor da vitamina B.
( ) As formas de colesterol HDL e LDL são determinadas pelo tipo de lipoproteína que
transporta o colesterol.
A seqüência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é
a) V - F - V - F - V. b) F - V - F - F - V. c) V - V - F - V - F. d) F - F - V - V - F. e) V - V - F - V - V.
13) (UFPR) A Citologia se fundamenta em estudos morfológicos, funcionais e moleculares. De acordo com os estudos citológicos, é correto afirmar que: (01) As mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular tanto em células animais
como em células vegetais.
(02) O centríolo orienta a formação do fuso mitótico nas células dos vegetais superiores.
(04) É possível diferenciar o DNA do RNA pela base pirimídica e pela pentose.
(08) O principal componente do núcleo é a cromatina que é constituída por DNA e
proteínas.
(16) O nucléolo é uma estrutura característica das células eucariontes, visível na intérfase.
(32) O complexo de Golgi está relacionado a várias funções celulares, sendo a secreção
celular uma delas.
Soma ( )
14) Uma criança de aproximadamente 1 ano, com acentuado atraso psicomotor, é
encaminhada pelo pediatra a um geneticista clínico. Este, após alguns exames, contata que a criança possui ausência de enzimas oxidases em uma das organelas celulares. Esse problema pode ser evidenciado no dia-a-dia, ao se colocar H2O2 em ferimentos. No caso dessa criança, a H2O2 “não ferve”, O geneticista clínico explica aos pais que a criança tem uma doença de origem genética, é monogênica com herança autossômica recessiva. Diz também que a doença é muito grave, pois a criança não possui, em um tipo de organela de suas células, as enzimas que deveriam proteger contra a ação dos radicais livres.
1. A organela que apresenta deficiência de enzimas nessa criança é denominada a) Lisossoma b) Centríolo c) Complexo de Golgi d) Mitocôndria e) peroxissoma
Bibliografia
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(ou criacionismo) – Disponível em www.bulevoador.com.br/2011/01/teoria-da-evolucao-
versus-design-inteligente-ou-criacionismo/. Consultado 29/04/13