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BIOLOGIA CELULAR - SDE3530 Semana Aula: 7 Organelas Citoplasmáticas e citoesqueleto. Tema Organelas Citoplasmáticas e citoesqueleto. Palavras-chave Retículo endoplasmático, ribossomo, Complexo Golgiense, lisossomo, proteossomos, peroxissomos, glioxissomos, mitocôndria, cloroplasto, centríolos, citoesqueleto. Objetivos Identificar as diferenças morfofisiológicas do Retículo Endoplasmático Liso e Retículo Endoplasmático Rugoso. Compreender a função dos ribossomos e dos proteossomos. Reconhecer a importância do Complexo de Golgi Estudar a estrutura e a função dos lisossomos, dos peroxissomos e dos glioxissomos. Entender a transdução de energia em nível de mitocôndrias e cloroplastos. Avaliar a participação dos centríolos na divisão e motilidade celular. Conhecer a estrutura e as funções do citoesqueleto. Estrutura de Conteúdo Aspectos que devem ser discutidos na aula: Unidades 2 e 3: Organelas Citoplasmáticas e Citoesqueleto. Nesta aula deverá ser abordada a organização do citoplasma para tanto é importante destacar que as células eucarióticas apresentam núcleo organizado, citoesqueleto e organelas membranosas no citoplasma, enquanto as células procariotas não apresentam essas estruturas membranosas intracelulares. Quanto ao citoesqueleto é interessante considerar que é uma rede citoplasmática de filamentos proteicos, responsáveis pela organização e sustentação interna da célula, além de atuar na adesão entre células vizinhas e n movimentação celular. Em relação aos cílios e flagelos deve-se ressaltar que são estruturas derivadas dos centríolos, envolvidas principalmente com a locomoção celular. No que diz respeito às organelas orienta-se destacar que os ribossomos são desprovidos de membranas, são encontrados em células procarióticas e eucarióticas e participam da síntese de proteína. O retículo endoplasmático granuloso ou rugoso corresponde a uma rede de tubos e bolsas membranosas, com ribossomos aderidos, participam pela síntese de proteínas, principalmente de exportação e enzimas lisossômicas. O retículo endoplasmático não granuloso ou liso corresponde a uma rede de tubos e bolsas membranosas, sem ribossomos aderidos, participam da síntese de ácidos graxos, fosfolipídios e esteroides; transporte intracelular de substâncias, inativação de substâncias tóxicas, armazenamento de íons de Cálcio (em células musculares). O aparelho de Golgi é composto de sacos membranosos achatados e sobrepostos (cisternas ou vesículas), participando da secreção celular, armazenamento e empacotamento de substâncias, formação de lisossomos, formação do acrossomo, síntese de alguns polissacarídeos e glicosilação de moléculas. O lisossomo tem o aspecto de uma bolsa membranosa derivada do aparelho de Golgi, contém diversas enzimas digestivas, participa da digestão celular. O peroxissomo corresponde a uma bolsa membranosa, com enzimas oxidativas (por exemplo, catalase), abundante em células hepáticas; participa de reações oxidativas, principalmente de ácidos graxos. As mitocôndrias são organelas revestidas por membrana dupla, possui DNA e ribossomos próprios, participam da produção de energia, principalmente pela respiração celular aeróbia. O cloroplasto é uma organela revestida por membrana dupla, possui DNA e ribossomos próprios, está presente somente em células vegetais, de plantas e de algas, participa do processo de fotossíntese. Os centríolos correspondem a cilindros formados por microtúbulos, geralmente há um par por célula animal, localizado no centrossomo, estão envolvidos no processo de divisão celular e na formação de cílios e flagelos. Em vegetais, as células das folhas e das sementes em germinação possuem peroxissomos especiais, conhecidos como glioxissomos. Nas células das folhas, essas estruturas atuam em algumas reações do processo de fotossíntese, relacionadas à fixação do gás carbônico. Nas sementes, essas organelas são importantes na transformação de ácidos graxos em substâncias de menor tamanho, que acabarão sendo convertidas em glicose e utilizadas pelo embrião em germinação. Em relação aos proteassomos, ou proteossomos é importante considerar que são complexos de diferentes proteases (multienzimas) que digerem proteínas marcadas para destruição através da união com a ubiquitina. A degradação de proteínas se faz necessária para que haja a remoção de excesso de enzimas e outras proteínas quando elas não exercem mais nenhuma função na célula, ou seja, quando se tornam inúteis. Outra função desta multienzima é a destruição de moléculas proteicas defeituosas e as proteínas codificadas por vírus, que seriam usadas para a produção de novos vírus. Sua atividade se dá sobre moléculas proteicas individualizadas, enquanto os lisossomos (vesículas com funções digestivas também) atuam sobre material introduzido na célula e em organelas. É interessante considerar que pela hipótese endossimbiótica mitocôndrias e cloroplastos originaram-se de seres procarióticos que estabeleceram uma relação de mutualismo com células eucarióticas primitivas. Estratégias de Aprendizagem Indicar leituras de textos e do livro didático, vídeos, links, atividades, exercícios e outros procedimentos que ajudem o aluno tanto a se preparar para a aula quanto retomar o que foi apresentado na aula. Recomendar que o aluno navegue pelo SAVA e acesse os recursos indicados e disponíveis. Orientar o aluno sobre possibilidades de abordagem ou estudo do conteúdo da aula, além de estimulá-lo a conferir com o professor outras sugestões para seu aprendizado. Despertar o interesse do aluno, explicitando a relevância do tema diante do contexto da disciplina e do curso. É importante enfatizar a recomendação de o aluno consultar ao Roteiro de Estudos, disponibilizado no SAVA (WebAula), com indicações para o antes, durante e depois da aula. Para antes da aula: Assistir a vídeo aula intitulada “Organelas citoplasmáticas parte I”, disponibilizada em: http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224& topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S Acessar ao vídeo intitulado “Biologia – Fotossíntese”, disponibilizado em: https://www.youtube.com/watch?v=v77Dc6gVFic Para depois da aula: Assistir a vídeo aula intitulada “Organelas citoplasmáticas parte II”, disponibilizada em: http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224& topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S Acessar ao vídeo intitulado “Visão geral da respiração celular”, disponibilizado em: https://www.youtube.com/watch?v=tOrgqgka3uo Indicação de Leitura Específica Leitura do Capítulo 5 do livro Introdução à Biologia Celular Capítulo 5: Componentes Citoplasmáticos. Aplicação: articulação teoria e prática http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S https://www.youtube.com/watch?v=v77Dc6gVFic http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S http://estaciodocente.webaula.com.br/Classroom/index.html?id=8679&courseId=11224&topicId=2327377&p1=c4ca4238a0b923820dcc509a6f75849b&enableForum=S https://www.youtube.com/watch?v=tOrgqgka3uo Nas aulas serão utilizados objetos de aprendizagem para articulação da teoria e da prática. No SAVA estão disponíveis quiz, atividades, vídeos apresentados na aula e outros vídeos complementares referentes aos conteúdos da aula. Exercício proposto em aula: 1) (UF-PA) Sobre as funções dos tipos de retículo endoplasmático, pode-se afirmar que: a) O rugoso está relacionado com o processo de síntese de esteroides; b) O liso tem como função a síntese de proteínas; c) O liso é responsável pela formação do acrossomo dos espermatozoides;d) O rugoso está ligado à síntese de proteína; e) O liso é responsável pela síntese de poliosídios. 2) (UECE) O ergastoplasma é a região formada por cavidades tubulares, em cuja periferia situam-se numerosos ribossomos, constituindo local de: a) Circulação celular. b) Digestão proteica. c) Síntese proteica. d) Respiração celular. e) Síntese de lipídios. 3) (UFRJ) Os processos de secreção celular são feitos na sequência: a) Aparelho de Golgi, retículo endoplasmático granular, retículo endoplasmático agranular, vesículas de transferência. b) Vesículas de transferência, retículo endoplasmático agranular, aparelho de Golgi, grânulos de secreção. c) Retículo endoplasmático granular, vesículas de transferência, aparelho de Golgi, grânulos de secreção. d) Aparelho de Golgi, vesículas de transferência, retículo endoplasmático granular, grânulos de secreção. e) Retículo endoplasmático agranular, grânulos de secreção, aparelho de Golgi, vesículas de transferência. 4) O complexo golgiense apresenta como principal função distribuir as macromoléculas provenientes do retículo endoplasmático. Algumas dessas substâncias, como algumas proteínas, são levadas para o meio externo por meio de vesículas produzidas por essa organela. Esse processo recebe o nome de: a) síntese de proteínas. b) glicosilação. c) secreção celular. d) síntese de carboidratos. e) sinalização. 5) (UFSM) Uma criança de aproximadamente um ano, com acentuado atraso psicomotor, é encaminhada pelo pediatra a um geneticista clínico. Este, após alguns exames, constata 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. Afirma, 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. A organela que apresenta deficiência de enzimas nessa criança é denominada: a) Lisossoma b) Centríolo c) Complexo de Golgi d) Mitocôndria e) Peroxissoma 6) Os peroxissomos são muito importantes para a eliminação de substâncias tóxicas que foram absorvidas pelo sangue, realizando a desintoxicação do organismo. Baseando-se nessa informação, marque a alternativa que indica corretamente os órgãos que possuem células ricas nessa organela. a) pulmão e coração. b) estômago e bexiga. c) pâncreas e intestino delgado. d) rins e fígado. e) baço e vesícula. 7) (UFTM) A catalase é uma enzima que decompõe a água oxigenada, como demonstrado na reação: 2H2O2 + catalase ? 2H2O + O2 Sabe-se que essa enzima está presente em todos os nossos tecidos, bem como em outros seres vivos. Sobre esse assunto, foram feitas três afirmações: I. a água oxigenada é produzida em pequenas quantidades em todas as nossas células; II. a catalase é encontrada em vesículas denominadas peroxissomos; III. a ação da catalase sobre a água oxigenada pode inibir a proliferação de bactérias anaeróbicas. Está correto o contido em a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 8) (Mackenzie-SP) Uma vez no citoplasma, a glicose participará do processo de respiração celular, resultando, no final, gás carbônico, água e liberação de energia sob a forma de ATP. Essa transformação ocorre primeiramente no citoplasma e posteriormente no interior de uma organela citoplasmática. O nome da organela e a sequência completa dos acontecimentos, incluindo o que ocorre no citoplasma, correspondem à: a) ribossomo, ciclo de Krebs, cadeia respiratória, glicólise. b) complexo de Golgi, cadeia respiratória, ciclo de Krebs, glicólise. c) mitocôndria, glicólise, ciclo de Krebs, cadeia respiratória. d) lisossomo, glicólise, cadeia respiratória, ciclo de Krebs. e) ribossomo, glicólise, fermentação, ciclo de Krebs. 9) (Fuvest-SP) Células de certos organismos possuem organelas que produzem ATPs e os utilizam na síntese de substância orgânica a partir de dióxido de carbono. Essas organelas são: a) os lisossomos. b) as mitocôndrias. c) os cloroplastos. d) o sistema de Golgi. e) os nucléolos. 10) São organelas citoplasmáticas comuns nas células eucariontes. Eles ficam localizados nas proximidades do núcleo (região denominada centrossomo) onde estão dispostos aos pares e perpendiculares um ao outro. Essas estruturas possuem organização bem simples, porém indispensáveis ao funcionamento de uma célula, sendo formadas por um conjunto de microtúbulos (constituídos basicamente por proteínas globulares alfa e beta) em arranjo padrão: nove grupos, cada um contendo três microtúbulos interligados por proteínas denominadas dineínas. Em relação ao parágrafo acima, se pode afirmar que a organela descrita é denominada de: a) cloroplastos b) centríolo c) mitocôndria d) glioxissomo e) proteossomo 11) (PISM/2008) O citoesqueleto é fundamental para o adequado funcionamento das células. Sobre o citoesqueleto, é INCORRETO afirmar que ele: a) está envolvido no movimento dos espermatozóides. b) participa do processo de contração muscular. c) apresenta centríolos como um dos seus componentes. d) tem como principais componentes diversos tipos de glicídios. e) participa da adesão entre células. 12) (UFC/2007) O citoplasma de células eucarióticas apresenta um conjunto de fibras finas e longas, de constituição protéica, chamado de citoesqueleto. Assinale a alternativa que apresenta uma função dessa estrutura na célula. a) Manter a forma e a sustentação de bactérias. b) Participar da descondensação dos cromossomos. c) Permitir a digestão de vários compostos nas células. d) Possibilitar a oxidação de substâncias orgânicas no interior da célula. e) Permitir a adesão da célula a células vizinhas e a superfícies extracelulares. 13) Existem mutações que afetam a aducina, uma proteína de ligação ao conjunto de filamentos e finíssimos túbulos de proteínas presentes no citosol das células, responsáveis pela sustentação e forma, permitindo o seu movimento e transporte de substâncias. Tais mutações demonstram estar associadas geneticamente à hipertensão essencial. Essas mutações modificam o transporte iônico transmembrana de uma maneira semelhante às perturbações observadas nos pacientes hipertensos. A alteração nesse conjunto de filamentos e túbulos protéicos intracelular talvez resulte em uma homeostase iônica alterada nos tecidos vasculares, contribuindo para o surgimento da hipertensão em alguns pacientes. O parágrafo refere-se a uma estrutura que é responsável por manter a forma da célula e as junções celulares, auxiliando nos movimentos celulares, a qual é denominada de: a) lâmina basal b) matriz extracelular c) citoesqueleto d) centríolo e) cromossomo 14) A colchicina, o nocodazol, o taxol e a vimblastina se ligam à tubulina e interferem na sua dinâmica normal. Como os microtúbulos estão envolvidos na formação do fuso durante a divisão celular, essas drogas são frequentemente usadas como antimitóticos na quimioterapia do câncer. A colchicina também é usada para tratar doenças de infiltração celular. Na gota, é utilizada para impedir a migração de neutrófilos para as articulações, sendo também empregada em doenças dermatológicas que envolvem a infiltração por leucócitos, como por exemplo, no tratamento da psoríase. Em relação ao parágrafo, os microtúbulos, alvos das diferentes substâncias citadas, são estruturas filamentosas que juntamente com os microfilamentos e os filamentos intermediários fazem parte do: a) cromossomo b) citoesqueleto c) retículo endoplasmático d) aparelho de Golgi e) peroxissomo 15) (Pism/2016) O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2016 foi para uma área bastante fundamental das Ciências Biológicas. O japonês Yoshinori Ohsumi foi escolhido pela sua pesquisa sobrecomo a autofagia realmente funciona. Trata-se de uma função ligada ao reaproveitamento do “lixo celular” e também ligada a doenças. Fonte: texto modificado a partir de http://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesaude/2016/10/1819288- japones-vence-nobel-de-medicina-por-pesquisa-sobre-aautofagia.shtml de 03/10/2016. Acesso em 16/10/2016. Tanto no processo de autofagia, quanto na heterofagia, os ____________________ atuam realizando a digestão intracelular. De acordo com o tipo de célula, após o processo de digestão, forma-se o _____________________, que pode ser eliminado por ______________________ ou ficar retido indefinidamente no citoplasma da célula. Assinale a alternativa com a sequência CORRETA que completa os espaços tracejados: A) fagossomos, peroxissomo, pinocitose. B) lisossomos, corpo residual, clasmocitose. C) ribossomos, vacúolo digestivo, fagocitose. D) glioxissomos, lisossomo, clamocitose. E) lisossomos, fagossomo, pinocitose. 16) (Fuvest-2003) As mitocôndrias são consideradas as “casas de força” das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias: a) estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão dos alimentos. b) produzirem ATP com a utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas. c) consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir de glicose. d) serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP. e) produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio. 17) A teoria endossimbiótica tenta explicar a origem da mitocôndria e do cloroplasto. Segundo essa teoria, células procariontes foram fagocitadas por células eucariontes e estabeleceram uma endossimbiose. Marque a alternativa que apresenta evidências dessa teoria: a) Presença de membrana única e DNA próprio. b) Presença de dupla membrana e núcleo complexo. c) Presença de dupla membrana e DNA circular. d) DNA circular e presença de clorofila. e) Clorofila e dupla membrana. 18) (UFRGS) As células animais para a produção de energia necessitam de oxigênio, enzimas e substrato. Em relação ao processo de produção de energia, considere as afirmações abaixo. I - A fosforilação oxidativa ocorre nas mitocôndrias. II - Na fase aeróbia, ocorre alta produção de ATP. III - A glicólise possui uma fase aeróbia e outra anaeróbia. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 19) (PUC - PR-2007) - Analise as afirmações abaixo, relativas ao processo do metabolismo energético: I. Fermentação, respiração aeróbica e respiração anaeróbica são processos de degradação das moléculas orgânicas em compostos mais simples, liberando energia. II. Todos os processos de obtenção de energia ocorrem na presença do oxigênio. III. A energia liberada nos processos do metabolismo energético é armazenada nas moléculas de ATP. IV. No processo de fermentação, não existe uma cadeia de aceptores de hidrogênio que está presente na respiração aeróbica e anaeróbica. V. Na respiração aeróbica, o último aceptor de hidrogênio é o oxigênio, enquanto na respiração anaeróbica é outra substância inorgânica. VI. Na fermentação, a energia liberada nas reações de degradação é armazenada em 38 ATPs, enquanto na respiração aeróbica e anaeróbica é armazenada em 2 ATPs. Estão corretas: a) I , III , IV , V b) I , III , V , VI c) I , IV , V , VI d) I , II , IV , V e) I , II , III, IV 20) (UNESP) Sobre o processo de fotossíntese, é correto afirmar que: a) O CO2 é fonte de carbono para a síntese de matéria orgânica e fonte de O2 para a atmosfera. b) A água é fonte de H+ para a síntese de NADPH2 e de O2 para a atmosfera. c) O NADPH2 é fonte de energia para a conversão do CO2 em matéria orgânica. d) O ATP é doador de energia para a quebra da molécula de água, que, por sua vez, fornece O2 para a atmosfera. e) A conversão de CO2 em matéria orgânica produz energia que é acumulada pelo ATP. 21) (Fuvest-SP) Células de certos organismos possuem organelas que produzem ATPs e os utilizam na síntese de substância orgânica a partir de dióxido de carbono. Essas organelas são: a) os lisossomos. b) as mitocôndrias. c) os cloroplastos. d) o sistema de Golgi. e) os nucléolos. 22) (UESPI) O cloroplasto é uma “fábrica” que produz um combustível valioso para as células vivas, a partir de substâncias simples, aqui chamadas de “matérias-primas”. Indique a alternativa que apresenta, corretamente, as matérias-primas e as substâncias produzidas no processo em consideração, nesta ordem: a) H2O, CO2, glicose e O2. b) CO2, O2, glicose e proteína. c) H2O, O2, glicose e proteína. d) O2, CO2, proteína e H2O. e) Proteína, CO2, H2O, O2. 23) (UFMA) Após correr 21 km na maratona das olimpíadas de Sidney, um atleta foi obrigado a parar em virtude de uma fadiga muscular. Esse fato foi decorrente: a) do excesso de oxigenação dos músculos, aumentando o nível de mioglobina. b) de uma oxigenação insuficiente dos músculos, levando à fermentação e ao acúmulo de ácido láctico nos músculos. c) do acúmulo de ATP, devido ao excesso de conversão aeróbica da lactose. d) do excesso de ácido láctico e ATP, resultante da transformação aeróbica da glicose. e) do acúmulo de neurotransmissores nos músculos, devido à sobrecarga de estímulos nervosos. 24) A fermentação e a respiração celular são dois processos de obtenção de energia. Entretanto, um deles obtém maior quantidade de ATP que o outro. Marque a alternativa correta a respeito do rendimento dos dois processos. a) A fermentação é um processo mais eficiente, uma vez que o saldo final é de 30 ATP. b) A respiração celular é um processo pouco eficiente, pois são obtidos apenas 2 ATP. c) O saldo final de ATP da respiração celular é muito maior que o saldo da fermentação, que é de apenas 50 ATP. d) A fermentação possui um saldo de apenas 2 ATP, apresentando, portanto, pouco rendimento. e) O rendimento da fermentação é de apenas 1 ATP, enquanto a respiração apresenta saldo final de 2 ATP. 25) (UFTPR) No Brasil, 50% das 35.000 mortes ocorridas anualmente em acidentes de trânsito são causadas por motoristas alcoolizados. O governo decidiu ser mais rigoroso em relação às penas aplicadas, aprovando a lei que estabelece tolerância zero ao uso do álcool por quem vai dirigir (lei seca). Nas células, principalmente nas do fígado, as estruturas encarregadas pela degradação do álcool ingerido em bebidas alcoólicas é feita pelo: a) vacúolo. b) ribossomo. c) complexo de Golgi. d) retículo endoplasmático não granuloso (liso). e) retículo endoplasmático granuloso (rugoso). Considerações Adicionais Para próxima aula Leitura do Capítulo 4 do livro Introdução à Biologia Celular.