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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.


Célula Vegetal

Célula Animal

Capsula

X

Carioteca

Centríolos

X

Citoplasma

Cloroplastos

X

Organela

Complexo de Golgi

Vesículas no citoplasma

DNA

Flagelo

x

Glicocálix

x

Lisossomos

Mesossomos

Vesículas empilhadas

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

Ribossomos

Vacúolos

Maiores

Glicogênio

 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, diminuem

o

muitos papel

do

colesterol no organismo de humanos conceitos fundamento são

e

divulgam

empíricos, científico,

disseminados até

sem que 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) b) c) d)

seres eucariontes e procariontes; bactérias e cianobactérias; seres procariontes e eucariontes; 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) b) c) d) e)

Carioteca – Cromatina – Cromossomos. Carioteca – Nucléolos – Cromatina. Nucléolos – Cromatina – Cromossomos. Carioteca – Cromossomos – Cromátide. Nucléolos – Cromossomos – Cromonema.

4) (PUCRS) Qual das alternativas abaixo indica uma estrutura celular que até agora foi encontrada em todas as células conhecidas. a) b) c) d) e)

Membrana celular. Parede celular. Cloroplastos. Mitocrôndrias. Membrana plasmática.


5) Qual é o formato de um centríolo? a) b) c) d)

Quadrado Triangulo Diamante 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) b) c) d) e)

os lisossomos; as mitocôndrias; os cloroplastos; os dictiossomos; 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) b) c) d)

Dentro dos poros nucleares Na cromatina Na área do nucléolo 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 AMABIS, J.M; MARTHO, G.R. Fundamentos da Biologia Moderna. 3ª ed. São Paulo. Editora Moderna, v. único, 2003. AVISSAR, Yael et al. – Biology – OpenStax College – Rice University - 2013 CHILDS, Gwen V. Ph.D - Membrane Structure and Function – 07/10/01. Disponível em www.cytochemistry.net/cell-biology/membrane_intro.htm. Consultado em 29/04/2013. COOPER/ Geoffrey - The Cell: A Molecular Approach, Segunda edição - 2000 HUNTER, Philip - NoT So So Simple After All. A Renaissance of Research Into Prokaryotic Evolution and Cell Structure - EMBO Reports - Março 2008 – Disponível em www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2267389. Consultado em 29/04/13. INFOPÉDIA - Modelo de Mosaico Fluido. Porto: Porto Editora - 2003-2013. Disponível em www.infopedia.pt/$modelo-de-mosaico-fluido. Consultado 29/04/13 MORAES, Paula Louredo – A Descoberta da Célula – Disponível www.mundoeducacao.com.br/biologia/a-descoberta-celula.htm. Consultado 29/06/13

em

SOARES, Eduardo Patriota Gusmão – Teoria da Evolução Versus Design Inteligente (ou criacionismo) – Disponível em www.bulevoador.com.br/2011/01/teoria-da-evolucaoversus-design-inteligente-ou-criacionismo/. Consultado 29/04/13


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