Apostila de Biologia– Profª Maria Cecília Monteiro CITOPLASMA E ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS Citoplasma: é a região localizada entre a membrana plasmática e o envoltório nuclear, preenchido por um líquido viscoso e transparente, o citosol, composto por 80% de água e por variados tipos de proteínas glicídios, lipídios, aminoácidos, bases nitrogenadas, etc. Todas as organelas celulares se encontram dispersas no citoplasma e é nele que ocorrem as reações químicas realizadas na célula. No citoplasma encontramos uma complexa rede de microtubulosos e filamentos de proteína que constitui o citoesqueleto. Citoesqueleto - define a forma e organiza a estrutura interna da célula; - permite a adesão da célula a células vizinhas e a superfícies extracelulares; - possibilita o deslocamento de matérias no interior da célula; Retículo endoplasmático (RE): Conjunto de membranas que delimitam cavidades das mais diversas formas formando CISTERNAS. Estende-se a partir do envoltório nuclear e percorre grande parte do citoplasma formando uma rede que se intercomunica. É uma rede de estruturas tubulares e bolsas achatadas interligadas. Suas paredes são formadas por membranas de bicamadas lipídicas, contendo grandes quantidades de proteínas, de forma semelhante à membrana celular. Podemos distinguir dois tipos de retículo endoplasmático: Retículo endoplasmático rugoso ou granuloso (RER) -possui ribossomos aderidos à face citoplasmática de suas membranas; - participa da síntese e de transporte de proteínas; - a maioria das proteínas produzidas se destinam a atuar fora da célula. Retículo endoplasmático liso ou não- granuloso (REL) - envolvido com o metabolismo e síntese de lipídios; - nas células musculares se especializam no armazenamento de cálcio; - nas células das gônadas, sintetizam os hormônios sexuais. - síntese de lipídeos; - principal reservatório de cálcio do citoplasma. Complexo de Golgi: constituídos de bolsas membranosas e achatadas, que podem armazenar e transformar substâncias que chegam via retículo endoplasmático, possuem localização e funções variadas. Abundantes em células secretoras. Sua função está associada à recepção de proteínas vindas do RER, empacotamento e secreção das mesmas. Produz muco (substância viscosa, constituída de proteínas + polissacarídeos). Dão origem às enzimas presentes no acrossomo do espermatozóide, para perfuração do ovócito na fecundação. Originam os lisossomos. O complexo de Golgi possui a face cis, onde as substâncias provenientes do RER penetram e a face trans, por onde as substâncias saem dele. Esse processo de entrada e saída de substâncias é contínuo. ProfªMaria Cecília Monteiro / 2013 Lisossomos: são bolsas circundadas por membrana, contendo mais de 80 tipos de enzimas digestivas. São originados no complexo de Golgi e estão presentes em praticamente todas as células eucariontes. Podem atuar de duas maneiras: digerindo material capturado do exterior por fagocitose ou por pinocitose (função heterofágica) ou digerindo partes desgastadas da própria célula (função autofágica), desta última função temos como exemplo a regressão da cauda dos girinos. Lisossomos primários- quando ainda não iniciaram sua atividade digestiva; Lisossomos secundários- em ação digestiva, resultado da fusão entre lisossomos primários e bolsas membranosas com os materiais a serem digeridos. Existem mais de 25 doenças humanas relacionadas ao mau funcionamento dos lisossomos. A doença de Tay-Sachs (defeito nas enzimas que catalizam a digestão intracelular de gangliosídios) é uma delas. Peroxissomos: são, em termos físicos, semelhantes aos lisossomos, mas diferem em dois aspectos importantes: Primeiro acredita-se que sejam formados por auto – replicação (ou talvez por brotamento do REL) e não pelo complexo de Golgi; segundo que eles contêm oxidases e não hidrolases. Além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase, que converte o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) em água e gás oxigênio. Estão presentes em grandes quantidades nas células de defesa como os macrófagos, nas células dos rins e do fígado, também existem nas células vegetais, onde participam do processo da fotorespiração. Participam dos processos de desintoxicação da célula. Ribossomos: são os locais de síntese de proteína. Eles não são limitados por membranas e portanto ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. Os ribossomos de eucariontes são ligeiramente maiores que os de procariontes. Estruturalmente, o ribossomo consiste em uma sub-unidade pequena e outra maior. Bioquimicamente o ribossomo consiste em RNA ribossômico (RNAr) e cerca de 50 proteínas estruturais. Os ribossomos se encontram aderidos ao RER ou dispersos no citoplasma. Mitocôndrias: em forma de bastonete formada por duas membranas lipoprotéicas. A membrana interna apresenta cristas que aumentam a área de absorção total. Produzem energia para todas as atividades celulares. Sua composição química conta principalmente com a presença de DNA, RNA, proteínas, carboidratos, enzimas, ATP (adenosina – trifosfato), ADP (adenosina – difosfato), etc, dispostos em uma solução líquida viscosa chamada matriz. No interior das mitocôndrias ocorre a respiração celular, que é o processo em que moléculas orgânicas de alimento reagem com gás oxigênio, transformando-se em gás carbônico e água e liberando energia. As mitocôndria surgem exclusivamente pela autoduplicação de mitocôndrias preexistentes. Todas as mitocôndrias são de origem materna, porque só o núcleo do espermatozóide penetra no ovócito. Todas as células do novo indivíduo, independente do sexo, possuem mitocôndrias de descendência materna. Centríolos: São estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares, constituídos por nove conjuntos de três microtúbulos. Constituição do fuso aromático durante o mecanismo de divisão por mitose e meiose, deslocando-se cada um para extremos opostos da célula, emitindo projeções em formação de feixes filamentosos que se unem à região do centrômero dos cromossomos, que proporcionalmente realizam a separação dos cromossomos homólogos ou das cromátides irmãs. Os centríolos originam estruturas locomotoras denominadas cílios e flagelos, que diferem entre si quanto ao comprimento e número por célula. ProfªMaria Cecília Monteiro / 2013 Vacúolos: São cavidades limitadas por membrana lipoprotéica. Os digestivos, típicos de células fagocitárias, estão associados à atuação de enzimas lisossômicas, formando outros vacúolos derivados a esse processo: vacúolos primários e secundários, ou também chamados de vacúolos digestivos e residuais. Os contráteis, ou também com função pulsátil, são característicos de alguns protozoários (paramecium), já os vacúolos de armazenamento, de suco celular e controle osmótico, encontrados primordialmente nos vegetais, ocupam significativo volume celular. Dependendo da espécie, armazenam variadas substâncias: carboidratos (amiloplastos – plastos de reserva nutritiva nas raízes), proteínas (proteoplastos – plastos de reserva protéica em sementes), alguns pigmentos de pétalas e folhas (antocianinas) e até toxinas (nicotina e tanino), substâncias de defesa contra predadores herbívoros. São responsáveis pelo equilíbrio osmótico, eliminando o excesso de água. Esse tipo também pode ser utilizado como auxílio locomotor ou excretor de algumas espécies. Plastos: estão presentes apenas em células de plantas e de algas, variando em forma e tamanho de acordo com o tipo de organismo e de célula que se encontram. Os plastos podem ser separados em duas categorias: cromoplastos (do grego chromos, cor), que apresentam pigmentos em seu interior. O mais frequente nas plantas é o cloroplasto, cujo principal componente é a clorofila, de cor verde. Há também plastos vermelhos, os eritroplastos que se desenvolvem, por exemplo, em frutos maduros de tomate e os xantoplastos são responsáveis pela cor amarelada dos vegetais, pois possui a xantofila leucoplastos (do grego leukos, branco), que não contêm pigmento. Estão presentes em certas raízes e caules tuberosos e sua função é armazenar amido. Em momentos de necessidade o amido pode ser reconvertido em glicose e utilizado pela célula como fonte de energia CLOROPLASTOS: apresentam duas membranas envolventes e inúmeras membranas internas, que formam pequenas bolsas discoidais e achatadas, os tilacóides, estes se organizam uns sobre os outros, formando estruturas cilíndricas que lembram pilhas de moedas. Cada pilha é um granum, que significa grão, em latim (no plural, grana). Produzem substâncias orgânicas através do processo de fotossíntese. Nesse processo, a energia luminosa é transformada em energia química, que fica armazenada nas moléculas das substâncias orgânicas fabricadas. Sua origem é semelhante ao da mitocôndria, mas existem diferenças como o tamanho das organelas, o cloroplasto é bem maior que a mitocôndria, e a fonte de energia é diferente, o cloroplasto usa energia luminosa enquanto a mitocôndria usa energia química. ProfªMaria Cecília Monteiro / 2013