03. Citoplasma

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CITOPLASMA 
 
 Vamos agora discutir a parte interna da célula, ou seja, quais são os principais processos e reações 
que acontecem dentro da célula. Começaremos pelo citoplasma. O citoplasma pode ser dividido em dois 
componentes: citosol e organelas. 
 O citosol é a parte líquida do citoplasma que banha as organelas, constituindo sendo local de muitas 
reações químicas importantes. Possui entre 75% e 90% de água e vários componentes dissolvidos como 
glicose, aminoácidos, nucleotídeos, ácidos graxos, proteínas, lipídeos, ATP e diversas escórias. Você já 
pensou que a nossa alimentação é formada por células de outros organismos? Ou seja, botamos para 
dentro do nosso corpo DNA e proteínas de cenoura, de batata, de vaca e etc. Além disso, ainda ingerimos 
gordura e glicogênio encontrado nas células animais e amido nas células vegetais. Tudo isso será digerido 
pelo nosso sistema digestório e absorvido. Então, o nosso sistema cardiovascular se encarrega de distribuir 
os produtos dessa digestão para todas as nossas células. E são esses produtos da digestão de células de 
outros organismos que são encontrados dentro das nossas células. 
 As organelas são estruturas especializadas com forma característica e que desempenham funções 
celulares específicas. Cada tipo de organela tem seu conjunto característico de enzimas que executam 
reações específicas. O número e os tipos de organelas variam nas diferentes células dependendo da 
função desempenhada pela célula. Existem dois tipos de organelas, as não-membranosas e as 
membranosas. As organelas não-membranosas não têm membrana e estão em contato direto com o citosol 
como, por exemplo, o citoesqueleto, os centrossomas e os ribossomas. Por outro lado, as organelas 
membranosas são circundadas por membrana que delimita um espaço interno, separando seu interior do 
citosol como, por exemplo, o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomas, os peroxissomas 
e as mitocôndrias. 
 
O CITOESQUELETO 
 O citoesqueleto é uma malha formada por três tipos de filamentos proteicos que se estendem por 
todo o citosol. São classificados segundo o diâmetro, sendo eles os microfilamentos, os filamentos 
intermediários e os microtúbulos. As figuras a seguir mostram em (a) os três tipos de filamentos do 
citoesqueleto juntos em uma célula e em (b) os três tipos de filamentos separados e ampliados. 
 
 
 
 Os microfilamentos são os mais finos do citoesqueleto e possuem duas funções gerais: movimento 
e manutenção da forma celular. Em relação ao movimento, os microfilamentos participam da contração 
muscular, da divisão do citoplasma no final da divisão celular, da locomoção das células como ocorre 
durante a saída de glóbulos brancos da circulação e os movimentos executados durante o processo de 
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fagocitose. Os microfilamentos também dão sustentação mecânica para as microvilosidades que são 
projeções microscópicas da membrana plasmática abundantes nas superfícies das células epiteliais que 
revestem o intestino delgado. 
 Os filamentos intermediários são mais grossos que os microfilamentos e ajudam a ancorar 
organelas e o núcleo no interior da célula. 
 Os microtúbulos são os mais grossos componentes do citoesqueleto. São tubos ocos, longos e não 
ramificados, compostos principalmente por uma proteína chamada tubulina. Uma organela chamada 
centrossoma serve de local para a montagem dos microtúbulos. Os microtúbulos participam do transporte 
de estruturas dentro da célula como, por exemplo, movimentação dos cromossomas durante a divisão 
celular. Assista ao vídeo sobre a vida no interior de uma célula, incluindo algumas proteínas do 
citoesqueleto no link: 
https://www.youtube.com/watch?v=B_zD3NxSsD8 
 
O CENTROSSOMA 
 O centrossoma está geralmente localizado perto do núcleo e consiste em dois componentes, a área 
pericentriolar e os centríolos. A área pericentriolar é uma área do citosol composta por densa malha de 
pequenas fibras protéicas. Dentro da área pericentriolar existe um par de estruturas cilíndricas chamadas 
centríolos, cada um formado por nove grupos de três microtúbulos, dispostos em padrão circular chamado 9 
+ 0. O 9 se refere às nove trincas enquanto o 0 se refere à ausência de microtúbulos no centro. O maior 
eixo de um centríolo fica em ângulo reto com o maior eixo do outro. O centrossomo é o centro organizador 
do fuso mitótico, desempenhando papel crítico na divisão celular e na formação dos microtúbulos como 
veremos nos capítulo seguinte. Além disso, têm participação na formação dos cílios e flagelos. As figuras 
abaixo mostram em (a) um esquema do centrossoma e em (b) a disposição de microtúbulos de um 
centríolo. 
 
 
RIBOSSOMAS 
 Os ribossomas são locais de síntese protéica. Estas pequenas organelas são associação entre RNA 
ribossômicos (RNAr) e várias proteínas. Estruturalmente, um ribossoma consiste de duas subunidades, uma 
com cerca de metade do tamanho da outra. As duas subunidades são formadas independentes no nucléolo, 
um corpo esférico no interior do núcleo. Uma vez formadas, elas saem do núcleo e se juntam no citosol 
(observe a figura abaixo). 
 
 
 
 Alguns ribossomas chamados ribossomas livres não se prendem a qualquer estrutura do citoplasma 
e sintetizam proteínas que serão usadas no interior das células. Outros ribossomas, chamados ribossomas 
ligados à membrana, prendem-se na membrana nuclear ou na membrana do retículo endoplasmático e 
sintetizam proteínas da membrana plasmática ou proteínas que serão secretadas pela célula. 
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RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
 O retículo endoplasmático (RE) é uma malha de membranas que formam sacos ou túbulos 
achatados, chamados cisternas. O RE se estende por todo o citoplasma constituindo mais da metade do 
sistema de membrana interno da célula. 
 As células contêm duas formas distintas de RE que diferem em estrutura e funções, o RE rugoso e 
o RE liso. A figura abaixo mostra um esquema do RE rugoso e do RE liso. 
 
 
 
 A membrana do RE rugoso é contínua com a membrana nuclear e repleta de ribossomas aderidos. 
As proteínas sintetizadas por estes ribossomos entram nas cisternas do RE rugoso para serem 
processadas. No interior do RE rugoso também são sintetizados os fosfolipídios. 
 Diferentemente do RE rugoso, o RE liso não tem ribossomas aderidos nas suas membranas e 
contém enzimas que o fazem ser funcionalmente mais diversificado que o RE rugoso. Embora não sintetize 
proteínas, o RE liso sintetiza fosfolipídios (como também faz o RE rugoso), gordura e esteróides como 
estrógenos e testosterona. Veremos no capítulo referente ao tecido muscular que o RE liso da fibra 
muscular esquelética é o local de armazenamento de íons cálcio fundamentais para o processo de 
contração. 
 
COMPLEXO DE GOLGI 
 A maior parte das proteínas sintetizadas pelos ribossomos aderidos ao RE rugoso é transportada 
para uma organela chamada complexo de Golgi. Ela consiste de 3 a 20 sacos membranosos denominados 
cisternas que são muitas vezes curvados. 
 A face de entrada do complexo de Golgi é formada pela cisterna voltada para o RE rugoso e a face 
de saída é formada pela cisterna voltada para a membrana plasmática. As cisternas entre as faces de 
entrada e de saída são chamadas cisternas mediais. A face de entrada, as cisternas mediais e a face de 
saída possuem enzimas que permitem modificar quimicamente as proteínas enviadas para o complexo de 
Golgi. A figura a seguir mostra um esquema do complexo de Golgi. 
 
 
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 As proteínas sintetizadas no RE rugoso são transportadas para a face de entrada do complexo de 
Golgi por vesículas denominadas vesículas de transporte. Estas proteínas são modificadas quimicamente 
dentro das cisternas mediais e saem funcionalmente prontas pela face de saída, podendo ter três destinos 
possíveis: (1) algumas proteínas que foram processadas saem pela face de saída em vesículas secretoras 
que levam as proteínasaté a membrana plasmática, de onde são liberadas por exocitose no líquido 
extracelular; (2) outras proteínas processadas saem pela face de saída em vesículas que levam seu 
conteúdo até a membrana plasmática onde serão incorporadas à membrana plasmática; (3) algumas 
proteínas processadas saem pela face de saída em vesículas de armazenamento chamadas lisossomas 
que ficarão dentro da célula (observe a figura abaixo). 
 
 
 
LISOSSOMAS 
 Os lisossomas são vesículas revestidas por membranas que se formam no complexo de Golgi. No 
seu interior, existem até 40 tipos de enzimas digestivas (ou hidrolíticas) capazes de degradar ampla 
variedade de moléculas. As enzimas lisossômicas atuam melhor em pH ácido e por isso, a membrana 
lisossômica contém bombas de transporte ativo que movem os íons H+ para o interior destas organelas. 
Assim, o interior dos lisossomas tem pH 5, o que é 100 vezes mais ácido do que o citosol que possui pH 7. 
Os lisossomas podem se fundir com vesículas englobadas por endocitoses para digerir o material 
introduzido. As células com funções especificamente fagocíticas, como alguns glóbulos brancos do sangue 
e macrófagos do tecido conjuntivo, possuem o sistema lisossômico muito desenvolvido. 
 As enzimas lisossômicas também reciclam as próprias estruturas celulares. Um lisossoma pode 
englobar outra organela, digeri-la e retornar os componentes digeridos ao citosol para que sejam 
reutilizados. Desta forma, as organelas envelhecidas são continuamente substituídas, processo chamado 
autofagia. Assista ao vídeo que mostra os dois tipos de atuação dos lisossomos no link: 
http://www.youtube.com/watch?v=FBNMGWBmvNc&feature=related 
 
PEROXISSOMAS 
 O peroxissoma é uma organela semelhante estruturalmente ao lisossoma, porém menor. Os 
peroxissomas contêm uma ou mais enzimas capazes de oxidar (remover átomos de hidrogênio) de várias 
substâncias orgânicas. As enzimas dos peroxissomas oxidam substâncias tóxicas como, por exemplo, o 
álcool ingerido. Um produto adicional das reações de oxidação é o peróxido de hidrogênio (H2O2 ou água 
oxigenada) composto potencialmente tóxico. Todavia, os peroxissomas também contêm a enzima catalase, 
que decompõe o H2O2 em H2O e O2. Como a geração e a decomposição da H2O2 ocorrem dentro dos 
peroxissomas, eles protegem as células contra os efeitos tóxicos do H2O2. 
 
MITOCÔNDRIAS 
 Devido à sua função de gerar moléculas de ATP (adenosina trifosfato), as mitocôndrias são 
chamadas de “usinas” da célula. A molécula de ATP é a molécula de fácil acesso energético das nossas 
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células. As células não conseguem utilizar energia diretamente da molécula de glicose. Por isso, as células 
precisam realizar a respiração celular aeróbica, que consiste na degradação da molécula de glicose e 
montagem de moléculas de ATP a partir da energia liberada dessa degradação. Montar uma molécula de 
ATP significa inserir o último fosfato no ADP (adenosina difosfato). Observe na figura a seguir a fórmula 
química da molécula de ATP e do ADP. Repare na seta vermelha que indica a ligação que é formada 
durante a síntese de ATP. Quando as células precisarem de energia elas devem quebrar essa última 
ligação do fosfato, produzindo ADP e fosfato. 
 
 
 
 Uma célula pode conter desde uma centena até milhares de mitocôndrias. As células 
fisiologicamente ativas, como as musculares, células do fígado e dos rins têm um grande número de 
mitocôndrias, porque usam ATP com grande intensidade. Uma mitocôndria é revestida por duas 
membranas semelhantes à membrana plasmática. A membrana externa da mitocôndria é lisa, mas a 
membrana interna possui dobras chamadas cristas. A cavidade central, cheia de líquido, no interior da 
membrana interna é a matriz. Na matriz e nas cristas ocorrem as reações químicas da respiração celular 
aeróbica. Estas reações produzem a maior parte do ATP usada pela célula. A figura abaixo mostra um 
esquema de uma mitocôndria. Repare nesta figura que a mitocôndria é uma organela que possui o seu 
próprio DNA podendo então se duplicar de forma independente dentro da célula e também possui seus 
próprios ribossomos podendo também sintetizar algumas proteínas específicas que são importantes para a 
realização da respiração celular aeróbica. Assista ao vídeo sobre a origem das mitocôndrias no link: 
http://www.youtube.com/watch?v=ReH3ReD0T9M