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Bases moleculares e celulares Introdução a citologia Citologia, ou biologia celular, é a ciência que estuda os vários sistemas celulares, a maneira como as células são reguladas e a compreensão do funcionamento de suas estruturas. Exceção - vírus Teoria Celular O estabelecimento da Teoria Celular foi possível graças ao desenvolvimento da microscopia. A Teoria Celular apresenta postulados importantes para o estudo da Citologia: • Todos os seres vivos são constituídos por células; • As atividades essenciais que caracterizam a vida ocorrem no interior das células; • Novas células se formam pela divisão de células preexistentes através da divisão celular; • A célula é a menor unidade da vida. Tipos de células A biologia é um campo de estudo muito amplo, deste modo ela se organiza em níveis e cada um representa uma área de estudo. Na ordem crescente dos níveis, a citologia ocupa a segunda posição: Molécula --> Célula --> Tecido --> Órgão --> Sistema --> Organismo --> População --> Comunidade --> Ecossistema --> Biosfera Todos os seres vivos possuem no mínimo uma célula, está por sua vez pode ser definida como uma massa de substância viva limitada por uma membrana que protege o citoplasma e o núcleo. Elas são divididas em dois tipos: procarióticas e eucarióticas. As células procarióticas são primitivas e possuem uma estrutura simples, os organismos que as abrigam são chamados de procariontes. O núcleo desse tipo de célula não é individualizado, pois não há cariomembrana; não possuem organelas membranosas e o material nuclear está disperso no citoplasma. Os organismos que pertencem aos Domínios Bacteria e Archaea (Reino Monera), são procariontes, como as bactérias e as cianobactérias. Célula procariótica: Já as células eucarióticas, cujo organismo que as abrigam são chamados de eucariontes, apresentam uma estrutura mais completa se comparada com a anterior. O núcleo da célula eucariótica é individualizado; o material nuclear é envolvido pela cariomembrana e possuem organelas membranosas. Todos os organismos pertencentes aos demais reinos de seres são eucariontes, como os animais (Reino Animal, Animalia ou Metazoa), vegetais (Reino Plantae, Reino Vegetal ou Metaphyta) e os protozoários (Reino Protozoa ou Reino Portista). Os vírus não possuem células, logo não são considerados seres vivos. Célula animal: Célula vegetal: Célula animal x Célula vegetal - os animais e vegetais são organismo eucariontes e apresentam poucas diferenças entre suas células que vão além do formato. Por exemplo, as células animais possuem uma organela chamada lisossomos, que é ausente nos vegetais; as células vegetais possuem parede celular e plastos, enquanto a animal não. MEMBRANA Foi descoberta por Robert Hoocke, quando viu pela primeira vez a célula. Admitia-se que nem todas as células possuíam membrana, e chamavam a essas células de células nuas. Na realidade, a membrana é constante em todas as células, sendo em algumas bem visível, ao passo que em outras não. A membrana é, pois, a parte envoltória da célula. Citoplasma O citoplasma é uma região delimitada pela membrana plasmática. É onde se encontram o núcleo e as organelas (estruturas que funcionam como pequenos órgãos da célula). Existem diversas organelas no citoplasma, as principais são: • Centríolos: pequenas estruturas que participam da divisão celular. Os centríolos também produzem os cílios e os flagelos; • Plastos: estruturas membranosas encontradas apenas nas células vegetais, disponíveis nas células como cloroplastos, leucoplastos e cromoplastos; • Complexo de Golgi: formado por várias unidades (dictiossomos) e apresenta diversas funções como auxílio no processo de excreção da célula e formação dos lisossomos; • Lisossomos: são encontrados apenas nas células animais e exercem a função de digestão celular; • Mitocôndrias: liberam energia necessária para o trabalho celular; • Peroxissomos: liberam enzimas que destroem as moléculas tóxicas; • Retículo endoplasmático liso: formado por membrana lipoproteicas, essa estrutura desenvolve várias funções como facilitação das reações enzimáticas, transporte e armazenamento de substâncias; • Retículo endoplasmático rugoso: desempenha as mesmas funções do retículo liso, além de ser composto por ribossomos; • Ribossomos: produzem as proteínas; • Vacúolos digestivos: resultados da fusão de fagossomos com os lisossomos (fagocitose e pinocitose); • Vacúolos pulsáteis ou contráteis: realizam a osmorregulação (controle das concentrações de sais nas células); • Vacúolos de suco celular ou armazenamento: encontrado geralmente nas células vegetais, essas estruturas saculiformes desempenham funções como armazenamento de substâncias, controle osmótico e manutenção do pH celular. Núcleo celular - considerado o cérebro da célula, o núcleo geralmente apresenta uma forma esférica e porosa. Também abriga o material genético (DNA) dos organismos unicelulares (uma célula) e multicelulares (mais que uma célula), bem como é o lugar que acontece a reprodução celular. Teoria endossimbiótica A Teoria Endossimbiótica foi proposta por Lynn Margulis e explica como as mitocôndrias e cloroplastos surgiram nas células eucarióticas. Os cloroplastos surgiram nas células eucariontes por meio de um processo de simbiose. A teoria endossimbiótica foi proposta por Lynn Margulis, em 1981, em um livro intitulado Symbiosis in Cell Evolytion. Essa teoria explica como os cloroplastos e as mitocôndrias surgiram nas células eucarióticas. → A teoria endossimbiótica Segundo a teoria endossimbiótica, mitocôndrias e cloroplastos eram organismos procariontes que viviam de modo livre. Essas estruturas foram englobadas por células eucariontes, o que resultou em uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a associação. As mitocôndrias provavelmente eram organismos procariontes aeróbios, e os cloroplastos eram procariontes fotossintetizantes. Esses organismos procariontes forneciam energia para a célula que os englobou, e a célula hospedeira fornecia proteção contra o ambiente externo. → Pontos que reforçam a teoria endossimbiótica Ao analisar mitocôndrias e cloroplastos, algumas características evidenciam a semelhança entre essas organelas e organismos procariontes, além de alguns pontos que reforçam a teoria de que essas estruturas foram englobadas em um processo de endocitose. I. Mitocôndrias e cloroplastos possuem dupla membrana, resultado, provavelmente, do englobamento desses organismos. A mais interna seria proveniente do organismo englobado, e a mais externa seria resultado da membrana do organismo que o englobou; II. Mitocôndrias e cloroplastos possuem seu próprio genoma. O DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos é circular e sem as proteínas denominadas de histonas; III. Mitocôndrias e cloroplastos possuem capacidade de autoduplicação; IV. Os ribossomos encontrados em mitocôndrias e cloroplastos são semelhantes aos de procariontes e diferentes dos encontrados em eucariontes; V. Certos antibióticos causam alterações na síntese de proteínas de mitocôndrias e cloroplastos; VI. Mitocôndrias e cloroplastos possuem tamanho semelhante ao das bactérias. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/a-origem-das-mitocondrias.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/cloroplasto.htm Microscópio – Microscopia Para que serve um microscópio? O microscópio, foi inventado para aumentar ou ampliar imagens de objetos não visíveis a olho nu. O poder de resolução dos microscópios atuais é de 0,2 µm, cerca de mil vezes mais que o olho humano. A história do microscópio A curiosidade humana e o fantástico mundo científico apresentaram, dentre inúmeras outras descobertas, o microscópio, aparelho capaz de aumentar a imagem de pequenos objetos.O crédito por essa incrível invenção foi dado, em 1591, aos holandeses Hans Janssen e seu filho Zacarias, fabricantes de óculos. Eles ampliavam as imagens e observavam objetos muito pequenos por meio de duas lentes de vidro montadas nas extremidades de um tubo. Posteriormente, o holandês Antonie van Leewenhoek construiu microscópios de apenas uma lente, pequena e quase esférica, entre duas placas de cobre, aperfeiçoando o instrumento. Ele foi o primeiro a utilizar o microscópio visando o entendimento da natureza e por isso estudou materiais como água estagnada, embriões de plantas, sangue, esperma e visualizou micro- organismos. Microscópio simples – única lente Com essas descobertas, Robert Hooke foi encarregado de construir um microscópio ainda mais poderoso. Ele desenvolveu um aparelho com duas lentes ajustadas nas extremidades de um tubo de metal. E por possuir duas lentes, a ocular e a objetiva, ficou conhecido como microscópio composto. Com isso, novas pesquisas foram realizadas e a tecnologia aprimorada. Microscópio composto – Ocular + Objetiva Microscópio óptico O microscópio óptico Embora existam muitas variações de microscópios, o microscópio óptico é o mais usado em diversas áreas, como pesquisas e análises. Ele é composto por dois jogos de lentes, sendo elas a objetiva e ocular, montadas em extremos opostos de um tubo fechado. O principal objetivo é criar uma imagem real do objeto examinado, quando se observa através da lente ocular se vê uma imagem virtual aumentada da imagem real. O microscópio é constituído de um suporte chamado platina que contém a lâmina com o item a ser analisado e de um mecanismo que permite aproximar e afastar a lâmina para focar a amostra. As espécies ou amostras observadas em um microscópio são transparentes, para sua observação é necessário colocar as amostras em uma lâmina que permita que a luz transpasse esta amostra possibilitando assim sua visualização. O poder de resolução dos microscópios atuais é de 0,2 µm, cerca de mil vezes mais que o olho humano. Microscopia Eletrônica Em 1931, através dos engenheiros alemães Ernest Ruska e Knoll Max, foi construído o primeiro modelo de microscópio eletrônico do mundo, que, em sua primeira versão, apesar de conseguir uma ampliação menor do que a proporcionada pelos microscópios de luz, conseguiu provar não apenas que a utilização do feixe focalizado de elétrons era viável, mas que os rumos e o futuro da ciência dependiam desse desenvolvimento. Todos os modelos de microscópios eletrônicos que se sucederam e são amplamente utilizados atualmente derivam diretamente desse modelo inicial de 1931, criado por Max e Ruska, sendo eles: (MET) Microscópio Eletrônico de Transmissão: Os microscópios eletrônicos de transmissão são capazes de produzir imagens por meio da gravação do feixe de elétrons após esse ter passado por uma fina fatia de amostra. A amostra é então colocada em uma grade composta por fio de cobre e, posteriormente, submetida a um feixe de elétrons, gerado, na maioria das vezes, por meio da execução de alta tensão através de um filamento de tungstênio. Assim, o feixe de elétrons “viaja” por meio de uma lente condensadora, atinge a amostra e prossegue por meio de lentes projetivas e objetivas, antes de ser recolhido em uma tela de substância fosforescente. Tal qual ocorre com todos os meios de microscopia eletrônica, a amostra alvo precisa ser tanto desidratada como isolada sob vácuo, com o intuito de evitar uma possível contaminação provocada por vapor de água, evitando assim a dispersão de elétrons. Os Microscópios Eletrônicos de Transmissão são capazes de produzir as maiores ampliações entre todos os modelos de microscópios eletrônicos. (MEV) Microscópio Eletrônico de Varredura: Juntamente com os MET, os Microscópios Eletrônicos de Varredura são os modelos mais utilizados de microscopia eletrônica. Todavia, seu funcionamento se dá de forma contrária aos METs, uma vez que os MEVs produzem imagens por meio da coleta de elétrons secundários ou inelasticamente espalhados que saltam para fora da superfície de uma amostra. Assim, os dados eletrônicos são digitalizados com o intuito de produzir imagens da superfície com considerável profundidade de campo. (MER) Microscópio Eletrônico de Reflexão: Em termos de estrutura, os MER, Microscópios Eletrônicos de Reflexão, operam de modo bastante similar ao Microscópios Eletrônicos de Varredura. Todavia, os MER recolhem os elétrons retroespalhados ou elasticamente dispersos logo após o feixe de elétrons primários atingirem a superfície da amostra. Destaca-se ainda que os MER são mais associados com a microscopia eletrônica de baixa energia de rotação polarizada para retratar a marcação de domínio magnético das superfícies da amostra na construção de circuitos do computador. (METV) Microscópio Eletrônico de Transmissão e Varredura: Os Microscópios Eletrônicos de Transmissão e Varredura, tal qual os METs (Microscópios Eletrônicos de Transmissão) tradicionais, passam um feixe de elétrons por meio de uma fatia fina da amostra. Todavia, em seu processo, um METV focaliza o feixe de antemão e elabora a imagem através de varredura no padrão retangular de linhas. Microscópios Eletrônicos de Transmissão e Varredura são muito adequados para técnicas de mapeamento de análise, como, por exemplo, a microscopia de campo escuro anular e espectroscopia de perda de energia eletrônica. Membrana Plasmática A membrana plasmática é uma estrutura celular que atua delimitando as células, separando o interior celular do ambiente e funcionando como uma barreira que seleciona o que entra e o que sai. Essa estrutura possui espessura de cerca de 7,5 a 10 nm e é composta por uma dupla camada de fosfolipídios, na qual encontramos proteínas inseridas. Composição da membrana plasmática A membrana plasmática é formada, principalmente, por lipídios e proteínas. Os lipídios atuam garantindo a estrutura da membrana, enquanto as proteínas estão relacionadas com as principais funções desempenhadas por essa estrutura celular. Os lipídios mais abundantes nessa estrutura são os fosfolipídios, os quais formam uma bicamada. Os fosfolipídios apresentam uma região hidrofílica e uma região hidrofóbica, estando a região hidrofóbica voltada para o centro da membrana e as regiões hidrofílicas voltadas para as duas superfícies da membrana. Além dos fosfolipídios também são encontrados na membrana os glicolipídios e o colesterol. As proteínas presentes na membrana plasmática estão incrustadas na bicamada. Essas proteínas podem inseridas totalmente ou apenas parcialmente na membrana. Vale destacar que algumas funcionam como verdadeiros canais para a passagem de substâncias. Características da membrana plasmática A membrana plasmática é uma estrutura constituída basicamente de uma bicamada de fosfolipídios com proteínas inseridas nessa camada. O modelo que a descreve atualmente é o chamado modelo do mosaico fluído. Dizemos que a membrana se parece com um mosaico, pois é constituída por uma série de proteínas inseridas na bicamada lipídica. Dizemos que a membrana é fluída, pois seus componentes são capazes de movimentar pela estrutura, não sendo, portanto, uma estrutura completamente estática. As proteínas e os lipídios apresentam a capacidade de se mover. Quando comparadas aos fosfolipídios, as proteínas apresentam uma movimentação mais lenta. Um ponto interessante a ser destacado é que as duas faces da membrana plasmática são diferentes. Isso está relacionado com as diferentesfunções atribuídas à membrana. Na superfície externa da membrana plasmática, observa-se a presença de uma região mal delimitada denominada de glicocálice. O glicocálice é constituído pelas cadeias glicídicas dos glicolipídios e glicoproteínas presentes na membrana e por glicoproteínas e proteoglicanos que são produzidos pela própria célula. Essa camada rica em carboidratos está relacionada com alguns processos como o reconhecimento e união entre células. Proteínas de membrana As proteínas presentes na estrutura da membrana plasmática desempenham uma série de funções importantes para a célula, estando relacionadas, por exemplo, com o transporte de substâncias, comunicação entre células vizinhas e atividades enzimáticas. A depender da célula analisada, observa-se diferentes quantidades e também diferentes tipos de proteínas. Podemos classificar as proteínas presentes na membrana em dois grupos principais: • Proteínas integrais: As proteínas integrais são aquelas que penetram na bicamada lipídica. Algumas atravessam completamente a membrana, as chamadas proteínas transmembrana. A proteína transmembrana pode passar uma vez pela membrana ou, então, atravessá-la várias vezes. • Proteínas periféricas: As proteínas periféricas são aquelas que não penetram na membrana plasmática, estando apenas conectadas a essa estrutura fracamente. Funções da membrana plasmática A membrana plasmática é uma estrutura presente em todos os tipos celulares, sendo encontrada, assim, tanto em células procarióticas, quanto em células eucarióticas. Ela desempenha várias funções essenciais para a manutenção dessas estruturas. Entre as principais funções da membrana plasmática, podemos citar: • Definir os limites da célula. • Garantir proteção das estruturas da célula. • Permitir que as diferenças entre o meio externo e o meio intracelular sejam mantidas. • Selecionar o que entra e o que sai da célula. Em virtude da capacidade de selecionar essas substâncias, dizemos que a membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva. • Conseguir captar sinais externos. Transporte pela membrana plasmática Como sabemos, uma das funções da membrana plasmática é selecionar o que entra e o que sai da célula. O transporte pela membrana, no entanto, não é um trabalho simples, sendo, em alguns casos, necessário o gasto de energia. Dizemos que o transporte é passivo quando não envolve gasto de energia e ativo quando ocorre o gasto de energia. • Transporte passivo o Difusão simples: Na difusão simples, observa-se o movimento de uma substância do meio mais concentrado para o meio menos concentrado. o Osmose: Na osmose, o que se observa é a difusão do solvente pela membrana permeável do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. o Difusão facilitada: Nesse processo, a transferência de substâncias acontece com a ajuda de proteínas carreadoras. • Transporte ativo o Bomba de sódio-potássio: Nesse processo, ocorre o bombeamento de íons contra o gradiente de concentração. Na bomba de sódio-potássio, ocorre o bombeamento de sódio para fora da célula e potássio para o seu interior. Vale destacar que macromoléculas e partículas maiores entram em saem das células por processo mais complexos, como a endocitose e exocitose. A endocitose é um processo que garante a entrada de substância por meio da formação de vesículas que se invaginam e posteriormente se destacam da membrana plasmática. Na exocitose, ocorre a liberação de um conteúdo que está dentro da célula. Nesse processo, as vesículas migram até a membrana, fusionam-se a ela e liberam o conteúdo para fora da célula. Resumo • A membrana plasmática é uma estrutura presente em todos os tipos celulares. • A membrana plasmática é formada por uma bicamada lipídica, na qual estão inseridas proteínas. • As proteínas da membrana podem ser classificadas como integrais e periféricas. • A membrana plasmática, além de delimitar a célula, está relacionada com a seleção de substâncias que entram e que saem da célula e com captação de sinais externos. • Substâncias podem passar pela membrana plasmática por transporte passivo (sem gasto de energia) ou ativo (com gasto de energia). • A endocitose é um processo em que a membrana plasmática se e garante invagina a entrada de macromoléculas para o interior da célula. • A exocitose é um processo em que vesículas se formam no interior da célula e fundem- se com a membrana, liberando a substância que estava dentro da célula para fora dela. Organelas Citoplasmática Retículo Endoplasmático https://brasilescola.uol.com.br/biologia/transporte-ativo-passivo.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/endocitose.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/exocitose.htm O retículo endoplasmático é um sistema de membranas que percorre o citoplasma das células eucariontes e está em continuidade com o envoltório nuclear. Essa organela membranosa é constituída por túbulos e cisternas (sacos achatados) interligados. A membrana do retículo endoplasmático, em alguns locais, apresenta uma série de ribossomos aderidos, e, em outros, essas estruturas estão ausentes. Devido a essa característica, é possível distinguir duas regiões: o retículo endoplasmático rugoso e o liso. • Retículo endoplasmático rugoso, granular ou granuloso Caracteriza-se por apresentar ribossomos (na forma de polirribossomos) aderidos à superfície externa da sua membrana. Normalmente, apresenta-se como uma série de sacos achatados, também chamados de cisternas. A membrana do retículo endoplasmático rugoso é contínua com a membrana externa do envoltório nuclear. Grande parte dessas proteínas é transportada para o complexo golgiense, no qual sofrem algumas modificações e são empacotadas em vesículas que são levadas para locais específicos. Células especializadas na secreção de proteínas, como as células do pâncreas e plasmócitos, apresentam um retículo endoplasmático rugoso bem desenvolvido. Além da segregação de proteínas, o retículo endoplasmático rugoso participa de processos como produção de fosfolipídios, síntese de proteínas de membrana, glicosilação (adição de açúcares às proteínas) inicial das glicoproteínas e montagem de moléculas proteicas formadas por várias cadeias polipeptídicas. • Retículo endoplasmático liso ou agranular Apresenta membrana sem ribossomos aderidos e, geralmente, membrana disposta em um formato tubular. O retículo endoplasmático liso está em continuidade com o retículo endoplasmático rugoso. O retículo endoplasmático liso está relacionado com diferentes processos, a depender da célula na qual se encontra. Em células produtoras de hormônios esteroides, como as células das glândulas suprarrenais, o retículo endoplasmático liso apresenta papel essencial na síntese desses hormônios. Além de esteroides, o retículo endoplasmático liso relaciona-se com https://brasilescola.uol.com.br/biologia/complexo-golgi.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/pancreas.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/hormonios.htm a síntese de outros tipos de lipídios, como os fosfolipídios, utilizados em todas as membranas celulares. O retículo endoplasmático liso é bem desenvolvido também em células do fígado, uma vez que apresentam importante papel na inativação (desintoxicação) de substâncias nocivas e tóxicas ao organismo. Algumas substâncias, como o álcool, promovem a proliferação do retículo endoplasmático liso nesse órgão, garantindo, desse modo, maior desintoxicação. Isso explica, por exemplo, por que, com o tempo, as pessoas que fazem uso dessa substância necessitam de doses cada vez mais altas para conseguir determinado efeito. O retículo endoplasmático liso participa também do metabolismo de carboidratos, sendo fundamental na formação de glicose por meio da hidrólise do glicogênio. Além disso, outra função atribuída a essa organela é a capacidade de armazenaríons de cálcio, sendo esse papel importante no processo de regulação da contração muscular. Vale destacar que, nos músculos, o retículo endoplasmático recebe a denominação de retículo sarcoplasmático. Funções do retículo endoplasmático O quadro a seguir apresenta as diferentes funções realizadas pelo retículo endoplasmático, separando-as de acordo com a porção do retículo que as desempenha: Funções do retículo endoplasmático Retículo endoplasmático rugoso Retículo endoplasmático liso • Síntese de proteínas • Glicosilação de proteínas • Montagem de moléculas proteicas • Síntese de fosfolipídios • Síntese de lipídios • Metabolismo de carboidratos • Armazenamento de íons de cálcio • Inativação de substâncias tóxica https://brasilescola.uol.com.br/biologia/lipidios.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/o-figado.htm https://brasilescola.uol.com.br/saude/glicose.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/glicogenio.htm Complexo Golgi O complexo de golgiense, também denominado de complexo de Golgi ou aparelho de Golgi, é uma organela celular que está relacionada com o processo de secreção de substâncias. É uma organela formada por uma série de vesículas achatadas, denominadas de cisternas, que possuem porções laterais mais dilatadas. Nessas cisternas, que estão dispostas na célula como uma pilha, há diferentes enzimas, as quais variam de acordo com a posição da cisterna no complexo. O complexo golgiense é uma estrutura polarizada, apresentando duas faces: a face cis e a face trans: • A face cis, ou face de formação, é uma superfície convexa e o local responsável por receber as vesículas provenientes do retículo endoplasmático, sendo o local mais próximo do retículo. Nela, as vesículas provenientes do retículo endoplasmático fundem sua membrana e liberam seu conteúdo. • A face trans, ou face de maturação, por sua vez, é a face côncava e é a responsável por gerar vesículas que partem do complexo, indo para outras partes da célula. Vale destacar ainda que, entre as duas faces, há as chamadas cisternas medianas ou mediais. O número de cisternas presentes em uma pilha e o número de pilhas encontrados em uma célula variam muito de uma célula para outra. Essa organela é bastante desenvolvida em células especializadas na secreção de substâncias, como é o caso das células caliciformes localizadas no intestino. As pilhas do complexo golgiense apresentam cerca de 4 a 8 cisternas, porém, em alguns organismos, como flagelados unicelulares, o complexo pode apresentar até 60 cisternas. Função do complexo golgiense O complexo golgiense é uma organela relacionada com uma série de funções importantes para a célula. Dentre as funções exercidas pelo complexo golgiense, podemos citar: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm • Processamento de lipídios e proteínas; • Empacotamento e endereçamento de moléculas sintetizadas na célula; • Fabricação de macromoléculas, como polissacarídeos não celulósicos que são produzidos nessa organela em células vegetais e incorporados à parede celular; • O complexo golgiense é responsável por originar o acrossoma, uma vesícula encontrada na cabeça dos espermatozoides que contém enzimas necessárias para a penetração desse gameta no ovócito secundário. O acrossoma é essencial para a realização da fecundação. Obs: O complexo golgiense é, de maneira resumida, uma organela relacionada com a produção, processamento, empacotamento e endereçamento de uma série de substâncias no interior da célula. Como as substâncias movem-se através do complexo golgiense? Anteriormente, o complexo golgiense era visto como uma estrutura estática. De acordo com essa visão, as vesículas moviam-se do retículo endoplasmático para o complexo golgiense, onde se fundiam com a face cis e liberavam seu conteúdo. Os produtos liberados no complexo sofriam modificações e passavam de uma cisterna para a outra por meio de vesículas. Na face trans, os produtos eram liberados em vesículas, que saíam em direção à superfície celular (exocitose) ou outros compartimentos celulares. Atualmente, considera-se que o complexo golgiense é mais complexo e mais dinâmico do que se acreditava e que as substâncias não se movem apenas da forma descrita anteriormente. De acordo com o modelo atual, conhecido como modelo de maturação de cisterna, as cisternas também sofrem uma espécie de maturação. As vesículas movem-se do retículo endoplasmático para o complexo golgiense e fundem-se nas cisternas cis. A cisterna então se move da direção cis para a trans, modificando, durante esse processo, o produto encontrado em seu interior. Formam-se então vesículas, que saem do complexo golgiense carregando os produtos para outros locais de secreção. No modelo de maturação de cisterna, considera-se ainda que algumas vesículas podem ser liberadas e voltar para regiões menos maduras. Essas vesículas são responsáveis pela reciclagem de enzimas. Lisossomas O lisossomo é uma organela membranosa presente nas células eucariontes. Sua função é digerir substâncias para a célula, processo que ocorre graças às inúmeras enzimas digestivas que contêm. Estrutura dos Lisossomos Essas estruturas estão relacionadas com o processo de digestão intracelular, sendo capazes de garantir a digestão de materiais capturados no meio externo e de estruturas obsoletas da própria célula. Essas organelas contêm muitas enzimas que lhes permite degradar muitas substâncias. As enzimas são peptidases (digerem aminoácidos), nucleases (digerem ácidos nucleicos), lipases (digerem lipídios), entre outras. Como essas enzimas hidrolases funcionam em ambiente ácido, a digestão ocorre dentro dos lisossomos para não prejudicar a célula. Resumo sobre lisossomo • Lisossomos são organelas membranosas. • Estão presentes em células eucarióticas (que possuem núcleo definido), sendo considerados, por muitos autores, uma organela exclusiva da célula animal. • Contêm enzimas e estão relacionados com a digestão intracelular. • Realizam digestão de materiais capturados pela célula e de partes celulares obsoletas. Lisossomos Primários e Secundários No Complexo de Golgi são formadas vesículas que se soltam originando os lisossomos primários. Esses lisossomos ficam no citoplasma até que a célula realize endocitose (fagocitose ou pinocitose) e englobe alguma partícula externa. Nesse processo, a partícula é interiorizada dentro de uma vesícula, chamada endossomo, que se funde com o lisossomo primário formando o lisossomo secundário, que é uma espécie de vacúolo digestivo. Função A função dos lisossomos é fazer a digestão intracelular, que pode ser por fagocitose ou autofagia. https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-organela-celular.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-nucleo.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/enzimas.htm Fagocitose Quando a célula precisa digerir substâncias vindas do meio externo, ela realiza fagocitose. Por exemplo, no caso das células do sistema imunitário humano que atacam células inimigas chamadas antígenos. A célula inimiga (uma bactéria, por exemplo) é capturada por uma célula APC (célula apresentadora de antígeno, que pode ser um macrófago ou um linfócito) através da fagocitose. Ela é então envolvida pela membrana plasmática do macrófago e forma uma vesícula chamada fagossomo, que vai para o citoplasma. Dentro da célula, o fagossomo se funde ao lisossomo, e em seguida, as enzimas digestivas do lisossomo começam a agir. O microrganismo invasor é quebrado em partes menores e eliminado para fora da célula. Autofagia Quando as organelas se tornam envelhecidas, a célula passa por uma reciclagem, ela realiza o processo de autofagia, através do qual digere algumas das suas organelasque já não funcionam bem. Isso também pode acontecer em situações com poucos nutrientes, em que a célula realiza a autofagia para manter a homeostase (equilíbrio interno). Mitocôndrias As mitocôndrias são as organelas da célula eucarionte que realizam a respiração celular e apresentam características que sugerem a origem endossimbiótica. As mitocôndrias são organelas celulares encontradas exclusivamente nas células eucariontes. É nelas que ocorre a respiração celular, um processo em que moléculas orgânicas são utilizadas na fabricação de adenosina trifosfato (ATP), que é a principal fonte de energia das células. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membra- na interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela. Função: Respiração Celular As mitocôndrias são formadas por duas membranas lipoproteicas, sendo uma externa e outra interna: • Membrana externa: semelhante à de outras organelas, lisa e composta de lipídeos e proteínas chamadas deporinas, que controlam a entrada de moléculas, permitindo a passagem de algumas relativamente grandes. • Membrana interna: é menos permeável e apresenta numerosas dobras, chamadas de cristas mitocondriais. As cristas mitocondriais se projetam para a parte interna da mitocôndria, um espaço central chamada matriz mitocondrial, que é preenchida por uma substância viscosa onde estão enzimas respiratórias que participam do processo de produção de energia. Na matriz são encontrados os ribossomos, organelas que produzem proteínas necessárias à mitocôndria. Eles são diferentes daqueles encontrados no citoplasma celular e mais parecidos C6H12O6 + O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia com o das bactérias. Outra característica comum a bactérias e mitocôndrias é a presença de moléculas circulares de DNA. Características das mitocôndrias As mitocôndrias são organelas de formato esférico ou alongado encontradas em quase todas as células eucariontes, isto é, células que se caracterizam pela presença de material genético envolto pela membrana nuclear. Em células procariontes, as mitocôndrias não estão presentes. O número de mitocôndrias varia de uma célula para outra, porém, normalmente, observam- se centenas de mitocôndrias em uma única célula. Um número maior é observado em células que apresentam grande atividade metabólica. Além disso, as mitocôndrias acumulam-se nos locais do citoplasma que possuem maior gasto de energia. Essas organelas apresentam um comprimento que varia de 1,0 µm a 10 µm e largura entre 0,5 µm e 1,0 µm. Apresentam duas membranas: uma membrana interna, que apresenta projeções para seu interior (cristas mitocondriais), e uma membrana mais externa, que é lisa. Entre a membrana externa e a interna, há o chamado espaço Inter membranoso. A membrana interna, por sua vez, delimita um espaço interno, o qual contém a matriz mitocondrial. As cristas mitocondriais são responsáveis por garantir o aumento da superfície da membrana interna. Nessa crista, é possível perceber a presença de enzimas e outros componentes que são importantes no processo de respiração celular. Na matriz mitocondrial, encontra-se uma grande quantidade de enzimas que atuam na respiração celular, outras proteínas, material genético (DNA e RNA) e ribossomos. O DNA encontrado nas mitocôndrias é muito semelhante ao das bactérias, apresentando-se como filamentos duplos e circulares. Os filamentos de DNA são sintetizados na própria organela, e sua duplicação ocorre sem interferência do DNA nuclear. Como dito, o RNA está também presente nas mitocôndrias. Nessas organelas, ocorrem o RNA ribossomal, RNA mensageiro e RNA transportador. Os ribossomos também são encontrados no https://brasilescola.uol.com.br/biologia/celulas-eucariontes.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/celulas-procariontes.htm interior das mitocôndrias, porém são diferentes daqueles encontrados no citoplasma da célula. Esses ribossomos da mitocôndria são menores e assemelham-se muito aos das bactérias. Nas mitocôndrias, também são sintetizadas algumas proteínas, mas em menor quantidade. As mitocôndrias são capazes de se fundir e de se dividir por fissão binária, assim como organismos procariontes. Funções das mitocôndrias As mitocôndrias funcionam como um sítio do processo de respiração celular. Esse processo metabólico extrai energia armazenada na glicose e em outros combustíveis orgânicos, havendo decomposição desses combustíveis, na presença de oxigênio, em gás carbônico e água. A energia liberada é utilizada para realizar diversas atividades celulares, como o transporte através da membrana. Citoesqueleto O citoesqueleto é um sistema de proteínas filamentosas presente tanto em organismos eucariotos quanto em organismos procariotos. O termo citoesqueleto (originalmente, cytosquelette) foi cunhado pelo embriologista e zoologista francês Paul Wintrebert, no ano de 1931, ao acreditar na existência de uma rede intracelular resistente e elástica. O citoesqueleto é constituído por três sistemas filamentosos: microfilamentos (filamentos de actina), microtúbulos e filamentos intermediários. O citoesqueleto participa de uma série de eventos celulares dinâmicos, tais como: a divisão celular; o transporte intracelular de vesículas; o movimento flagelar ou ciliar; mobilidade celular, e a fagocitose. Sendo importante, ainda, para a determinação do formato celular e por conferir proteção contra estresses mecânicos. Veremos, agora, as principais características estruturais e funcionais de cada tipo de filamento que compõe o citoesqueleto. Microtúbulo Os microtúbulos são a terceira classe de proteínas que constituem o citoesqueleto. O diâmetro médio de um filamento de microtúbulo é de aproximadamente 25 nm, sendo o mais espesso de todos os filamentos que compõem o citoesqueleto. Os microtúbulos estão envolvidos em diversos processos celulares, incluindo a formação do fuso mitótico durante a divisão celular, o tráfego intracelular de vesículas e organelas, e a formação dos cílios e flagelos das células eucarióticas. Assim como nos filamentos de actina, o microtúbulo também é formado pela polimerização de proteínas globulares. Estas proteínas, denominadas tubulinas α e β, formam os heterodímero responsáveis pelo elongamento do filamento. Os microtúbulos, da mesma forma que a actina F, também apresentam uma estrutura polarizada, onde a adição das subunidades de tubulina ocorre na extremidade mais (+), e a dissociação destas subunidades, na extremidade menos (-). A adição do heterotrímero ao polímero é mediada pela ligação das subunidades de tubulina com o trifosfato de guanosina (GTP). Após a incorporação do heterotrímero no filamento, o GTP é hidrolisado em difosfato de guanosina (GDP), o que afeta a estabilidade do heterodímero no filamento e permite uma eventual separação do mesmo. Este processo é conhecido como instabilidade dinâmica e é fundamental para todos os processos biológicos regulados pelos microtúbulos. A nucleação e organização dos microtúbulos ocorrem em regiões especializadas no citoplasma, denominadas centros organizadores dos microtúbulos, e inclui os centrossomos, estrutura supramolecular composta por um par de centríolos e os corpúsculos basais. A proteína responsável pela na nucleação dos microtúbulos, nos centrossomos, é a tubulina γ. Obs: Além das tubulinas (85% do total), os microtúbulos são compostos por proteínas microtubulares associadas. Obs: Os microtúbulos são o alvo farmacológico de uma série de fármacos utilizados no tratamento de tumores humanos, entre os quais podemos citar a vimblastina, a vincristina e o taxol. Faça uma pesquisa e descubra as bases moleculares da utilização destes compostos no tratamentodo câncer. Resumo dos microtúbulos Destacam-se por serem os filamentos mais grossos e apresentarem-se como tubos ocos. Os microtúbulos são formados por subunidades de tubulina e o seu diâmetro é de 25 nm com lúmen de 15 nm. Os microtúbulos estão relacionados com uma função fundamental: a divisão celular. É graças aos microtúbulos que os cromossomos são distribuídos para as células-filhas. Também são componentes essenciais de duas estruturas importantes de algumas células eucariontes, os flagelos e cílios, estruturas relacionadas à movimentação. https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/cromossomos.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/cilios-flagelos.htm Nas células animais, o centrossomo caracteriza-se como o principal centro organizador de microtúbulos. Filamentos de Actina e Microfilamentos Estruturas filamentosas de 5-7 nm de diâmetro que se observam nas células eucariotas sob a forma de feixes de filamentos paralelos ou de redes de filamentos anastomosados. São constituídos pela polimerização da proteína monomérica globular actina G, uma proteína abundante em células eucariotas, originando filamentos de actina F. Tem-se admitido que os microfilamentos sejam constituídos por duas cadeias de actina F enroladas helicoidalmente. Contudo, alguns trabalhos com reconstrução de imagem e simulação em computador apontam como modelo mais provável, o de um único filamento helicoidal formado por uma cadeia simples de monómeros. Os filamentos de actina, tal como os microtúbulos, são estruturas polarizadas. Os filamentos de actina F crescem por adição de monómeros a uma das extremidades, ligação que ocorre a maior velocidade na extremidade em que a actina G está associada a uma molécula de ATP (polo de crescimento). Na interfase, os microfilamentos localizam-se preferencialmente na região cortical das células, de forma adjacente à membrana plasmática. Os microfilamentos são nucleados na região adjacente à membrana plasmática. Os microfilamentos podem interagir com outras estruturas e adquirir diferentes propriedades através de várias moléculas genericamente denominadas de proteínas de ligação à actina. O filamento formado pela união de dois protofilamentos também é conhecido como actina F. A adição das subunidades monoméricas de actina G ocorre na extremidade mais (+), e a despolimerização, na extremidade menos (-). A polimerização da actina G nos filamentos depende de sua ligação com a molécula de ATP, ao passo que o desligamento das subunidades de actina G depende da hidrólise do ATP, formando ADP e fosfato inorgânico. Os filamentos de actina podem estar associados a diversas proteínas, que promovem, por exemplo, a sua interação com a membrana plasmática, a formação de malhas ou feixes de filamentos, o deslocamento de um filamento sobre outro, ou o aumento ou diminuição da estabilidade do polímero. Os filamentos de actina são responsáveis pela formação de projeções da membrana plasmática em processos de migração celular e fagocitose, além da estruturação das microvilosidades presentes em células epiteliais. A actina F também importante na determinação do formato celular e no processo de clivagem celular que ocorre durante a citocinese. As proteínas de ligação à actina apresentam enorme diversidade, podendo: 1. Interferir com a dinâmica de polimerização e despolimerização; 2. Promover ligações entre diferentes microfilamentos influenciando a sua estabilidade estrutural (fimbrina, fodrina, filamina e actina ); 3. Mediar a interacção dos microfilamentos com membranas celulares - integrinas e caderinas; 4. Funcionar como motores, família das miosinas. As proteínas associadas que participam na regulação da dinâmica de polimerização dos microfilamentos actuam por vários mecanismos: 1. Por sequestração dos monómeros de actina G, limitando a sua polimerização (ex. profilina); 2. Por ligação a uma das extremidades dos filamentos de actina F, impedindo o seu crescimento ou dissociação (ex. capping proteins, gelsolina, vilina, actinina ); 3. Por associação lateral a segmentos dos filamentos, impedindo a sua fragmentação (ex. tropomiosinas). Contração Muscular Resumo Filamentos de actina ou microfilamentos São os filamentos mais finos e estão presentes em todas as células eucarióticas. São formados por subunidades de actina e apresentam diâmetro de 7nm. Esse tipo de filamento é mais numeroso em células musculares, onde atuam no processo de contração muscular. Além de participarem da contração muscular, os filamentos de actina estão relacionados, dentre outras funções, a: • alterações na forma da célula; • realização de movimentos ameboides; • divisão de células animais. FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS Os filamentos intermediários possuem um diâmetro de cerca de 8 a 10 nm, situando-se entre os filamentos de actina e os microtúbulos. Estes filamentos são importantes na sustentação e estruturação do envelope nuclear, na coesão entre células epiteliais (junções célula-célula) e na resistência mecânica contra estresses físicos. Os filamentos intermediários são formados por uma grande e diversa família de proteínas fibrosas, que são classificadas em 6 tipos diferentes de acordo com as homologias das sequências de DNA e resíduos de aminoácidos. Existem pelo menos 65 genes codificantes para proteínas que constituem os filamentos intermediários em humanos. As proteínas que formam os filamentos intermediários não apresentam sítios de ligação a nucleotídeos, como as proteínas relacionadas aos microfilamentos ou aos microtúbulos. A formação do polímero ocorre a partir de uma associação antiparalela retorcida do tipo cabeça-cauda, onde o domínio amino-terminal de uma cadeia polipeptídica encontra-se justaposto ao domínio caboxi-terminal da outra cadeia. A contracção muscular deve-se ao deslizamento de filamentos de actina (filamentos finos) sobre filamentos de miosina (filamentos grossos). https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/contracao-muscular-esqueletica.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/celula-animal.htm • Resumo Filamentos intermediários Apresentam, como o próprio nome sugere, uma espessura intermediária entre os filamentos de actina e os microtúbulos. O diâmetro dos filamentos intermediários é de 8–12 nm. Esses filamentos são formados por uma família de proteínas fibrosas. Eles atuam, principalmente, garantindo que a célula resista ao estresse mecânico gerado quando ela é distendida. Além disso, filamentos intermediários atuam na ancoragem do núcleo e de certas organelas e na formação da lâmina nuclear. TIPO Proteínas Expressão I Queratinas ácidas Células epiteliais II Queratinas neutras e básicas Células epiteliais III Vimentina Fibroblastos e glóbulos brancos Desmina Células musculares Periferina Neurônios periféricos Proteína glial fibrilar ácida (GFAP) Células da glia IV α-Internexina Neurônios NF-H, NF-L & NF-M Neurônios Nestina Células-tronco de diversos tecidos (nervoso, muscular, polpa dentária e epitélio olfatório) Sincoilina Neurônios Sinemina α & Sinemina β/Desmulina Células musculares V Laminas nucleares Expressão ubíqua VI Filesina Células fibrosas do cristalino Faquinina Células fibrosas do cristalino https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/o-nucleo-celula.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/organelas-celulares.htm As proteínas dos filamentos intermédios apresentam um domínio central em hélice , com 310 a 350 aminoácidos, e duas porções globulares em ambas as extremidades de dimensões e sequência variáveis. A organização dos filamentos intermédios começa com a constituição de dímeros proteicos que se agregam em complexos de 4 cadeias (tetrâmeros). Os tetrâmeros constituem depois protofilamentos de 2 a 3 nm. Quatro protofilamentos, enrolados helicoidalemnte, originam protofibrilas de4 a 5 nm. Da associação de 4 protofibrilas resulta o filamento de 10 nm. Tipos de proteínas constituintes dos filamentos intermédios: 1) Citoqueratinas ácidas; 2) Citoqueratinas básicas-neutras; 3) Vimentina, desmina, proteína ácida fibrilar glial e periferina; 4) As três proteínas dos neurofilamentos, a nestina e a - internexina; 5) As laminas nucleares. As citoqueratinas apresentam a maior diversidade entre todas as proteínas dos filamentos intermédios e constituem os filamentos intermédios das células epiteliais As citoqueratinas apresentam a maior diversidade entre todas as proteínas dos filamentos intermédios e constituem os filamentos intermédios das células epiteliais. Ao contrário dos microtúbulos e microfilamentos, os filamentos intermédios parecem não apresentar polaridade. Funções dos filamentos intermédios • Estabilidade mecânica das células e tecidos no seu ambiente natural de organização multicelular tridimensional. • Estabilidade estrutural, ancoragem e posicionamento do núcleo (lâminas nucleares). • Associação entre filamentos intermédios e desmossomos contribui para a arquitetura e estabilidade estrutural das células e tecidos. A associação entre filamentos intermédios e hemidesmossomas contribui para a resistência a tracções e estabilidade estrutural da ligação entre o tecido epitelial e o mesênquima subjacente. Junções mediadas por interinas que estabelecem a adesão celular à lâmina basal em epitélios estratificados e em certos epitélios simples. Cílios e Flagelos A função desempenhada pelos cílios e flagelos é basicamente locomotora. Eles são estruturas citoplasmáticas ligadas à membrana plasmática das células. A vista frontal da estrutura ciliar. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células que revestem a traqueia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traqueia, lubrifica e protege a traqueia. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados para a locomoção. Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns protozoários (por exemplo, o tripanosssomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozoide. Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento. Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove pares de microtúbulos periféricos de tubulina, circundando um par de microtúbulos centrais. É a chamada estrutura 9 + 2. Tanto os cílios como flagelos são originados por uma região organizadora no interior da célula, conhecida como corpúsculo basal. Em cada corpúsculo basal há um conjunto de nove trios de microtúbulos (ao invés de duplas, como nos cílios e flagelos), dispostos em círculo. Nesse sentido, a estrutura do corpúsculo basal é semelhante à de um centríolo. O núcleo celular O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é considerado o descobridor do núcleo celular. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos. Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir. Células eucariontes e procariontes A membrana celular está presente nas células eucariontes, mas ausente nos procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático. Os componentes do núcleo O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma). Envoltório Nuclear Envoltório nuclear: o núcleo celular é envolvido por uma dupla membrana denominada envoltório nuclear ou carioteca. Entre essas membranas, há um espaço, de 20 nm a 40 nm, chamado cisterna perinuclear. Cada uma delas apresenta uma estrutura formada por uma bicamada lipídica com proteínas associadas. A membrana mais externa está em contato com o citoplasma da célula, apresenta vários ribossomos associados e é, em vários locais, contínua com o retículo endoplasmático. A membrana mais interna, por sua vez, mantém contato com a matriz nuclear. Em associação com essa última, encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que atua na estabilização do envoltório nuclear. O envoltório nuclear é rico em poros circulares, os quais apresentam de 30 a 100 nanômetros de diâmetro e possuem suas bordas formadas pelas membranas internas e externas do envoltório nuclear. Os poros são importantes para garantir a comunicação entre o interior do núcleo e o citoplasma celular. Entretanto, é importante deixar claro que eles não são apenas espaço de passagem de substâncias, sendo uma estrutura complexa circundada pelo chamado complexo do poro, o qual garante uma regulação do que entra e sai no núcleo. • Nucleoplasma: no interior do núcleo, temos o chamado nucleoplasma, uma espécie de gel proteico que possui propriedades semelhantes às do citoplasma. É no https://brasilescola.uol.com.br/biologia/proteinas.htm https://www.google.com/url?client=internal-element-cse&cx=010178560479257371445:irhdoarfd3k&q=https://brasilescola.uol.com.br/biologia/ribossomos.htm&sa=U&ved=2ahUKEwjUrNDntcrqAhUgIbkGHZ7FAQsQFjAAegQIAxAB&usg=AOvVaw0_FYc8PD2myIUER4DO--PP nucleoplasma que encontramos a cromatina, definida como DNA associado a proteínas histonas. Dois tipos de cromatina podem ser identificados, a heterocromatina, em que a dupla hélice de DNA está muito condensada, e a eucromatina, em que o DNA está menos condensado. No processo de divisão celular, essa cromatina condensa-se e forma o que chamamos de cromossomos. Quando não está em divisão, a cromatina aparenta uma massa difusa, não sendo possível diferenciar os cromossomos. É importante deixar claro que cada espécie apresenta um número próprio deles. A espécie humana, por exemplo, apresenta em suas células somáticas 46 cromossomos, enquanto a mosca-das-frutas apresenta oito cromossomos, e a Arabidopsis thaliana (uma erva daninha), 10 cromossomos. • Nucléolo: dentro do núcleo, quando este não está em divisão, é possível observar uma estrutura esférica chamado nucléolo. Nele se observa uma grande quantidade de RNA e proteínas, bem como algumas alças de DNA que saem dos cromossomos e são conhecidas como regiões organizadoras do nucléolo. Nessa estrutura ocorre a formação das subunidades ribossômicas, que, após formadas, saem do núcleo pelos poros e seguem para o citoplasma, onde serão responsáveis por formar um ribossomo. • Matriz nuclear: é uma estrutura fibrilar que se espalha pelo núcleo. Alguns pesquisadores admitem a existênciadela, outros não. Aqueles que não a confirmam acreditam que se trata de uma estrutura formada durante a preparação para a observação das células. Funções do núcleo celular O núcleo celular é extremamente importante para a célula, exercendo funções como: • Controle das atividades celulares, estabelecendo quais e quando as proteínas serão produzidas. • Armazenamento da informação genética, uma vez que é no núcleo que está presente a maior parte do DNA. Dizemos especificamente que a maior parte do DNA está no núcleo, pois nas mitocôndrias e plastos observa-se também a sua presença. https://brasilescola.uol.com.br/biologia/dna.htm https://www.google.com/url?client=internal-element-cse&cx=010178560479257371445:irhdoarfd3k&q=https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-cromossomo.htm&sa=U&ved=2ahUKEwjw1baJt8rqAhXECtQKHRFmAP0QFjAAegQIABAB&usg=AOvVaw1-7cBJcgalXats31ODbjJx https://brasilescola.uol.com.br/biologia/tipos-rna.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-celula.htm https://www.google.com/url?client=internal-element-cse&cx=010178560479257371445:irhdoarfd3k&q=https://brasilescola.uol.com.br/biologia/mitocondrias.htm&sa=U&ved=2ahUKEwiAle6ltsrqAhW4F7kGHRcADnUQFjAAegQIAhAB&usg=AOvVaw2xqa2n-v9gIdZ0-juroPuN • Duplicação do DNA. • Síntese e processamento do RNA mensageiro, transportador e ribossomal. Ribossomos Ribossomos são estruturas celulares observadas em todos os tipos de célula. Eles são formados por RNA ribossomal e proteínas e são constituídos por uma subunidade maior e uma subunidade menor. É nos ribossomos que os aminoácidos se unem e formam as proteínas, sendo essas estruturas, portanto, as responsáveis pela síntese proteica. Ribossomos podem ser encontrados livres no citoplasma da célula, aderidos ao retículo endoplasmático e envelope nuclear ou ocorrerem no interior de plastídios e mitocôndrias. Resumo sobre ribossomo • Ribossomos são formados por RNA ribossomal e proteínas. • São estruturas, presentes em células procarióticas e eucarióticas, relacionadas com a síntese proteica. • Ribossomos são compostos por uma subunidade menor e uma maior. • Podem ser observados livres no citoplasma da célula, no interior de mitocôndrias e plastídios ou aderidos ao retículo endoplasmático e envelope nuclear. O que são ribossomos? Ribossomos são componentes celulares presentes em células procarióticas e eucarióticas. Apresentam entre 20 e 30 nm e são constituídos por RNA ribossomal (rRNA) e proteínas, sendo observadas mais de 50 proteínas diferentes e diversas moléculas de rRNA em cada ribossomo. Como as células possuem milhares de ribossomos, o rRNA é o tipo de RNA mais abundante dentro de uma célula. Ribossomos são organelas celulares? Os ribossomos são estruturas que não são consideradas organelas celulares. Isso se deve ao fato de que uma organela é definida como uma estrutura envolvida por membrana, com funções especializadas e suspensa no citosol das células. A ausência de membranas, portanto, faz com que ribossomos não sejam considerados organelas. Estrutura dos ribossomos Os ribossomos são estruturas celulares constituídas por RNAr (RNA ribossômico) e proteínas. Essas estruturas são pequenas, apresentando cerca de 12 nm de largura e 25 nm de comprimento, e formadas por duas subunidades, uma maior e uma menor. Essas subunidades encontram-se separadas, unindo-se apenas durante o processo de síntese proteica. Pelo fato de não apresentarem membranas, alguns autores não consideram essa estrutura como uma organela. Os ribossomos são as estruturas responsáveis pelo processo de síntese proteica. Eles estão presentes em células procarióticas e eucarióticas, sendo encontrados em maior quantidade em células nas quais há uma intensa síntese de proteínas. Embora sejam bastante semelhantes, os ribossomos em células eucariontes são maiores do que os procariontes, são sintetizados no nucléolo e depois transferidos ao citoplasma. Estrutura e função dos ribossomos Os ribossomos possuem duas subunidades, uma maior e uma menor, constituídas por cerca de quatro tipos de RNAr e 80 tipos de proteínas. Os ribossomos podem associar-se a uma fita de RNAm e formar grupos denominados de polirribossomos. Acredita-se que o RNAr seja o principal responsável por sua estrutura e função. O RNAr é responsável pela catalização do processo de síntese proteica, atuando aqui como uma ribozima (enzimas de ácidos nucleicos). Os ribossomos são as estruturas responsáveis pela síntese de proteínas e apresentam em suas estruturas três sítios de ligação para o RNAt (RNA transportador, responsável pelo transporte dos aminoácidos que irão formar a proteína, do citoplasma para os ribossomos), como veremos a seguir: Sítio P: nele a molécula de RNAt está ligada à cadeia polipeptídica que está sendo formada; Sítio A: nele se encontra o RNAt que carrega o próximo aminoácido a ser adicionado na cadeia polipeptídica; Sítio E: após deixar o aminoácido que será adicionado na cadeia polipeptídica, é nesse local que o RNAt deixa o ribossomo. Tipos de ribossomos As células podem apresentar dois tipos de ribossomos: • Ribossomos livres: encontram-se dispersos no citosol, e as proteínas produzidas por eles atuarão dentro do citosol; • Ribossomos ligados: encontram-se presos ao retículo endoplasmático e ao envelope nuclear, sendo que suas proteínas poderão ser inseridas em membranas para serem utilizadas por alguma organela ou então secretadas para o exterior da célula. Mitose e Meiose Mitose e meiose são processos de divisão celular que acontecem nos seres vivos. Na mitose, temos como resultado duas células-filha geneticamente idênticas. Na meiose, temos 4 células, cada uma com metade dos cromossomos da célula-mãe. O que é mitose e quais suas fases? Chamamos de mitose o processo de divisão celular que ocasiona em crescimento, regeneração e renovação das células. É por causa dela que, por exemplo, uma criança cresce ou que um machucado sara. Acontece nas células somáticas, as quais estão presentes em quase todo o corpo. As células originadas aqui sofrem um processo equacional. Isso significa que as células-filha são idênticas às células-mãe, além de ter a mesma quantidade de cromossomos. Dessa forma, uma célula diploide divide-se em 2 células também diploides. Suas fases são as seguintes. Prófase Ocorre após a interfase (etapa na qual há o aumento da célula) e é a fase mais longa da mitose. Começa com o aumento do volume nuclear, pois o citoplasma cede água ao núcleo e, com isso, tornar-se mais denso. Nesse início, cada cromossomo tem, em sua constituição, dois filamentos chamados de cromátides, que são unidos pelo centrômero. Com o tempo, os cromossomos condensam- se, e o nucléolo desaparece. Prometáfase Aqui, ocorre a desintegração da carioteca. Os cromossomos andam em direção à região equatorial da célula. Metáfase Nessa etapa, os cromossomos atingem seu maior grau de condensação e permanecem parados por um tempo. As partículas e as organelas movimentam-se intensamente dentro do citoplasma, dirigindo-se aos lados opostos da célula. Anáfase Acontece a separação das células cromátides irmãs. Os cromossomos migram para o lado oposto da célula. Metade vai para um lado, e a outra metade, para o outro. Telófase Os núcleos e os envelopes nucleares são formados. O nucléolo reaparece, os cromossomos descondensam-se, e a carioteca reorganiza-se. Temos como resultado uma membrana celular dividida em duas partes idênticas, formando duas novas células. O que é meiose e quais suas fases? Nem todas as células sofrem mitose. A meiose é responsável pela divisão de células germinativas, que são aquelas responsáveis pela reprodução sexual. No homem, estão presentes nos testículos. Na mulher, nos ovários. As células originadas aqui sofrem um processoreducional. Isso significa que as células- filha não são idênticas às células-mãe. Elas apenas herdam metade de seu material genético. Assim, uma célula diploide passa por duas fases e tem como resultado 4 células haploides. Metáfase I A membrana celular desaparece, e os pares de cromossomos homólogos ordenam-se no plano equatorial da célula. Anáfase I Os cromossomos homólogos separam-se e vão em direção a lados opostos. Telófase I Com os cromossomos separados em dois grupos de cada polo, o citoplasma divide-se e forma duas células-filha. Prófase II A segunda divisão da meiose acontece nas duas células-filha. Aqui, os cromossomos movimentam-se e vão em direção à placa metafásica. Metáfase II Os cromossomos posicionam-se na placa metafásica. Anáfase II As cromátides irmãs separam-se e vão para cada um dos polos das células. Telófase II O nucléolo reorganiza-se, ocorre a citocinese e o surgimento de 4 células-filha haploides. Quais são as diferenças entre mitose e meiose? Apesar de mitose e meiose referirem-se à divisão celular, podemos notar algumas diferenças nesses processos, por exemplo: • mitose dá origem a 2 células-filha idênticas à célula-mãe. A meiose gera 4 células- filha com apenas metade do material genético da mãe; • mitose acontece nas células somáticas, enquanto meiose, nas células germinativas; • mitose não tem crossing over (troca de material genético), na meiose, por outro lado, há; • na mitose, o processo é equacional, ou seja, o número de células é mantido. Na meiose, acontece o processo reducional, no qual há redução pela metade do número de cromossomos nas células-filha.
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