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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNCIAS DA SAÚDE Disciplina: Bases Biológicas I Professor-Orientador: Paty Karoll Picardi Aluno-Monitor: Giovanna Beatriz André Lopes Matrícula: 2022020053 FICHAMENTO III REFERENTE AO MÊS DE OUTUBRO COMPONENTES DA CÉLULA: NÚCLEO, NUCLÉOLO, MITOCÔNDRIAS, RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO E LISOSSOMOS O núcleo é a maior organela das células eucariontes. Ele contém o ácido desoxirribonucleico (DNA) presente na célula (com exceção da parte do DNA da célula presente nas mitocôndrias), assim como a maquinaria para síntese do ácido ribonucléico (RNA). O núcleo é delimitado por duas membranas lipídicas e abriga três componentes importantes: a cromatina, o material genético da célula; o nucléolo, centro da síntese do RNA ribossômico (RNAr); e o nucleoplasma, que contém macromoléculas envolvidas na manutenção da célula. Geralmente, o núcleo é esférico e localizado no centro da célula. Entretanto, em algumas células, ele pode ser de formato fusiforme a alongado, retorcido, lobulado ou, até mesmo, discóide. O núcleo, usualmente, acompanha a mesma morfologia da célula em que se encontra. A membrana nuclear interna está voltada para o conteúdo nuclear. Ela está em contato íntimo com a lâmina nuclear, uma malha entrelaçada de filamentos intermediários. A membrana nuclear externa está voltada para o citoplasma e é contínua com o retículo endoplasmático granular (REG). Ela contém polirribossomos presos à sua superfície citoplasmática e é contínua com o retículo endoplasmático granuloso (REG). Os poros nucleares são interrupções do envoltório nuclear, onde as membranas nucleares interna e externa fundem-se uma com a outra, estabelecendo sítios através dos quais pode ocorrer comunicação entre o núcleo e o citoplasma. O número de poros COMPONENTES DA CÉLULA NÚCLEO nucleares varia de algumas dúzias a vários milhares, e está diretamente correlacionado com a atividade metabólica da célula. O poro nuclear está circundado por estruturas não-membranosas localizadas em sua borda. Estas estruturas, juntamente com o poro, são denominadas complexo do poro nuclear, que permite a passagem seletiva de determinadas substâncias (entrada e saída) através do poro. O núcleo é o centro de controle de todas as atividades celulares porque contém, nos cromossomos, quase todo o genoma da célula. Além de conter a maquinaria molecular para duplicar seu DNA, o núcleo é responsável pela síntese e pelo processamento de todos os tipos de RNA (RNAr, RNAm e RNAt), que são exportados para o citoplasma. A cromatina se encontra dentro do núcleo e se encontra na forma de heterocromatina e eucromatina. A heterocromatina é elétron-densa e aparece como grânulos grosseiros quando observados no microscópio. A heterocromatina é inativa porque nela a hélice dupla de DNA está muito compactada, o que impede a transcrição dos genes. A eucromatina aparece granulosa e clara, entre os grumos de heterocromatina. Na eucromatina, o filamento de DNA não está condensado e tem condições de transcrever os genes. Portanto, eucromatina significa cromatina ativa, sendo mais abundante nas células que estão produzindo muita proteína. Células do Fígado (hepatócitos). Os núcleos estão bem corados e visíveis. Distribuição dos poros nucleares Micrografia eletrônica de um núcleo. HC, heterocromatina; EC, eucromatina. Setas apontam para o nucléolo (NU). Pontas de seta indicam a cisterna perinuclear. Os nucléolos são as fábricas para produção de ribossomos. Existe uma porção de heterocromatina presa ao nucléolo, que é chamada cromatina associada ao nucléolo. O nucléolo é a estrutura que não está envolvida por uma membrana, que se cora fortemente, situada dentro do núcleo, e está envolvida com a síntese de RNAr e com a montagem das subunidades ribossômicas, pequenas e grandes. O nucléolo pode ser observado somente durante a interfase, pois fica disperso durante a divisão celular. Quando corado com hematoxilina e eosina, ele toma uma coloração basófila, por ser rico em RNAr e proteínas. Em geral, há somente dois ou três nucléolos por célula e quatro áreas distintas no nucléolo: um centro fibrilar, pouco corado, que contém DNA inativo; a pars fibrosa, que contém os RNAs nucleolares, que estão sendo transcritos; a pars granulosa, na qual estão reunidas as subunidades ribossômicas em maturação; e a matriz do nucléolo, uma malha de fibras ativas na organização do nucléolo. Esta micrografia eletrônica de parte de uma célula mostra um nucléolo. Estão visíveis o DNA organizador do nucléolo (NO), a pars fibrosa do nucléolo (PF), a pars granulosa do nucléolo (PG), a cromatina associada ao nucléolo (NAC), o envelope nuclear (NE) e o citoplasma (C). NUCLÉOLO As mitocôndrias são organelas esféricas ou alongadas e sua distribuição na célula varia, tendendo a se acumular nos locais do citoplasma em que o gasto de energia é mais intenso, por exemplo, no polo apical das células ciliadas, na peça intermediária dos espermatozoides e na base das células transportadoras de íons. São constituídas por duas membranas. A membrana interna apresenta projeções para o interior da organela, as cristas mitocondriais. Essas duas membranas delimitam dois compartimentos. O localizado entre as duas membranas denomina-se espaço intermembranoso; o outro compartimento é limitado pela membrana interna e contém a matriz mitocondrial. Na maioria das mitocôndrias as cristas têm um aspecto achatado, como prateleiras. As cristas aumentam a superfície da membrana interna da mitocôndria e contêm as enzimas e outros componentes da fosforilação oxidativa e do sistema transportador de elétrons. A degradação inicial das moléculas de glicídios, lipídios e proteínas é feita no citosol. O produto final dessas vias extra mitocondriais produz acetil-coenzima A (acetil-CoA), que entra nas mitocôndrias e combina-se com o ácido oxalacético para formar ácido cítrico, dando início ao ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs). Nesse ciclo energético há várias reações de descarboxilação que produzem C02 e quatro pares de H+ que são removidos por reações específicas catalisadas por desidrogenases. Os íons H+ reagem com oxigênio para formar H20. Pela atividade dos citocromos A, B e C, da coenzima Q, e da citocromo oxidase, o sistema transportador de elétrons, localizado na membrana mitocondrial interna, libera energia que é capturada para formar ATP, a partir de ADP e fosfato inorgânico. A teoria mais aceita sobre o funcionamento das mitocôndrias (teoria quimiosmótica) admite que a síntese de ATP ocorre às expensas de um fluxo de prótons através das partículas elementares. A quantidade de mitocôndrias e o número de cristas por organela são proporcionais ao metabolismo energético das células. As que consomem muita energia, como é o caso das células do músculo estriado cardíaco, têm grande quantidade de mitocôndrias, com elevado número de cristas. O DNA das mitocôndrias se apresenta como filamentos duplos e circulares. As mitocôndrias contêm os três tipos de RNA: RNA ribossomal (RNAr), RNA mensageiro (RNAm) e RNA transportador (RNAt). As mitocôndrias têm algumas características em comum com as bactérias, e, por isso, muitos pesquisadores admitem que elas se originaram de uma bactéria ancestral aeróbia que se adaptou a uma vida endossimbiótica em uma célula eucariótica. Endossimbiose é a simbiose intracelular. No centro da micrografia se observa uma mitocôndria, com suas membranas, crístas (C) e matriz (M). Notam-se também numerosas cisternas achatadas do retículo endoplasmático granuloso (REG), com ribossomos na superfície citoplasmática. MITOCÔNDRIAS Os ribossomos são pequenas partículas compostos por proteínas e RNA ribossômico (RNAr). Eles funcionam como uma superfície para a síntese de proteínas. Cada ribossomo é composto por uma subunidade grande e uma subunidade pequena, ambas fabricadas ou montadas nonucléolo e liberadas como entidades separadas no citosol. compostas de quatro tipos de RNA ribossômico (RNAr) e cerca de 80 proteínas diferentes. Em razão dos numerosos grupamentos fosfato do RNAr, os ribossomos são basófilos. Por isso, os locais do citoplasma que são ricos em ribossomos se coram intensamente pelos corantes básicos como o azul de metileno e hematoxilina. Ribossomos vistos por um microscópio eletrônico. São grupos de ribossomos unidos por uma molécula de RNA mensageiro. São os polirribossomos que traduzem RNAm que codificam proteínas para serem segregadas nas cisternas do retículo endoplasmático granuloso (REG) se prendem à membrana do retículo pelo lado das subunidades maiores de seus ribossomos, quando estão produzindo as suas respectivas proteínas. Essas proteínas podem ser secretadas ou armazenadas na célula. É o maior sistema de membranas da célula, constituindo aproximadamente metade do volume total das membranas. Os processos metabólicos que ocorrem são síntese e modificação de proteínas, síntese de lipídios e esteroides e fabricação de todas as membranas da célula. É uma rede intercomunicante de vesículas achatadas, vesículas redondas e túbulos, formada por uma membrana contínua e que delimita um espaço muito irregular, a cisterna do retículo endoplasmático. dois tipos de retículo endoplasmático: o granuloso e o liso. RIBOSSOMOS POLIRRIBOSSOMOS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O retículo endoplasmático liso (parte anterior do desenho) não apresenta ribossomos, porém o retículo endoplasmático granuloso tem muitos ribossomos presos à sua superfície. É constituído por um sistema de túbulos anastomosados e vesículas achatadas delimitados por membranas. Acredita-se que a luz do REL seja contínua com a do retículo endoplasmático granular (REL). Com exceção das células com síntese ativa de esteróides, colesterol e triglicerídeos, a maioria das células não possui um REL abundante. O REL tornou-se especializado em algumas células (por exemplo, nas células musculares esqueléticas), nas quais ele é denominado retículo sarcoplasmático. Nestas células ele funciona sequestrando íons cálcio do citosol, auxiliando o controle da contração muscular. Não apresenta ribossomos, outra função importante do retículo endoplasmático liso é a síntese de fosfolipídios para todas as membranas celulares. Consiste em cisternas saculares ou achatadas, limitadas por membrana que é contínua com a membrana externa do envelope nuclear. Tem a existência de polirribossomos na superfície citosólica da membrana. As células que sintetizam proteínas para exportação têm um REG muito desenvolvido por possuírem proteínas integrais, que funcionam reconhecendo e ligando ribossomos à sua superfície citosólica. O REG participa da síntese de todas as proteínas que serão empacotadas ou levadas à membrana plasmática. Ele também efetua modificações pós-tradução destas proteínas, incluindo sulfatação, dobramento e glicosilação. Adicionalmente, lipídios e proteínas integrais de todas as membranas celulares são manufaturados pelo REG. A cisterna do REG é contínua com a cisterna perinuclear, o espaço existente entre as membranas interna e externa do núcleo. A principal função do retículo endoplasmático granuloso é segregar do citosol proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular. Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, a síntese de fosfolipídios, a síntese das proteínas integrais da membrana e a montagem de moléculas proteicas com múltiplas cadeias polipeptídicas. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR É um conjunto de vesículas achatadas e empilhadas, com as porções laterais dilatadas. Na maioria das células, o complexo de Golgi se localiza em uma determinada região do citoplasma. O complexo de Golgi completa as modificações pós-traducionais das proteínas, empacota e coloca um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula, encaminhando-as, principalmente, para as vesículas de secreção, para lisossomos ou para a membrana celular. As proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso (REG) são transferidas para o complexo de Golgi por meio de pequenas vesículas que se destacam de uma parte do retículo endoplasmático desprovida de polirribossomos, migram e se fundem com as membranas do complexo de Golgi. Nas células secretoras, o material é condensado em vesículas grandes e densas aos elétrons, que são envoltas por uma membrana, formando as vesículas de secreção. Em geral, o Complexo de Golgi atua na síntese de carboidratos e modificando e selecionando proteínas produzidas pelo REG. As proteínas produzidas e empacotadas no REG seguem uma via obrigatória dirigindo-se para o aparelho de Golgi, onde são modificadas e empacotadas após a tradução. As proteínas destinadas a permanecerem no REG, ou irem para outro compartimento, que não o Golgi, possuem o sinal que as desviará da via obrigatória. É constituído por uma ou mais séries de cisternas achatadas, levemente encurvadas e delimitadas por membranas, periferia de cada cisterna é dilatada e revestida por vesículas, que estão se fundindo com, ou se separando daquele compartimento determinado. Possuem 3 faces: a face cis (ou rede cis do Golgi); a face medial (face intermediária); e a face trans. A face cis é a mais próxima do REG. Ela tem forma convexa e é considerada a face de entrada, porque as proteínas recém-formadas pelo REG penetram na face cis antes do que nas outras cisternas do aparelho de Golgi, recebendo as vesículas que brotam do retículo endoplasmático. A face trans tem forma côncava e é considerada a face de saída, porque a proteína modificada está pronta para ser empacotada e enviada para seu destino. Essa face origina vesículas onde o material deixa o Complexo de Golgi. As cisternas do Complexo de Golgi apresentam enzimas diferentes conforme a posição da cisterna para glicosilação, sulfatação, fosforilação e hidrólise parcial. Representação em três dimensões de um Complexo de Golgi COMPLEXO DE GOLGI A ilustração maior é uma elétron-micrografia do Complexo de Golgi de uma célula mucosa. Observe pequenas vesículas redondas colocadas à direita e que se fundem com as grandes vesículas achatadas do Golgi. Na periferia dessas grandes vesículas achatadas observam-se dilatações com conteúdo granular fino, que apresentam o produto de secreção dessa célula. Essas dilatações se destacam do complexo de Golgi (seta) e confluem, formando vesículas de secreção (1-2-3). À esquerda, dispostas verticalmente, duas membranas plasmáticas separando duas células. Observa-se retículo endoplasmático com partes lisas, e, portanto, sem ribossomos, e partes rugosas (REG e REL). Embaixo, à direita, uma mitocôndria. Uma cisterna do retículo endoplasmático granular está assinalada (C). Os lisossomos têm um pH ácido e contêm enzimas hidrolíticas. Cada um contém pelo menos 40 tipos diferentes de hidrolases ácidas, tais como sulfatases, proteases, nucleases, lipases e glicosidases, entre outras. Como todas estas enzimas requerem um ambiente ácido para seu funcionamento ótimo, a membrana lisossômica possui bombas de prótons, que transportam ativamente íons H+ para dentro do lisossomo, mantendo, desta maneira, sua luz em pH 5,0. Os lisossomos ajudam a digerir não somente macromoléculas, micro-organismos fagocitados, restos de células e células, mas também organelas em excesso ou remanescentes, tais como mitocôndrios e REG. As várias enzimas digerem o material englobado tornando pequenos e solúveis os produtos finais, que são transportados por proteínas carregadoras da membrana dos lisossomos para o citosol e, ou são reusados pela célula, ou são exportados da célula para o espaço extra celular. Os lisossomos recebem suas enzimas hidrolíticas, assim como suas membranas, da rede trans do Complexo de Golgi. No geral, os lisossomos são vesículas delimitadaspor membrana, com a função de digestão intracitoplasmática. São encontrados em todas as células; porém, são mais abundantes nas células fagocitárias, como os macrófagos. As enzimas dos lisossomos variam com a célula, porém, todas têm atividade máxima em pH 5,0 e as mais comuns são: fosfatase ácida, ribonuclease, desoxirribonuclease, protease, sulfatase, lipase e betaglicuronidase. A membrana dos lisossomos constitui uma barreira, impedindo que as enzimas ataquem o citoplasma. O pH do citosol (aproximadamente de 7,2) constitui uma defesa adicional para proteger a célula contra a ação das enzimas que, acidentalmente, poderiam escapar dos lisossomos para o citosol. As enzimas dos lisossomos são segregadas no retículo endoplasmático granuloso e transportadas para o Complexo de Golgi, no qual são modificadas e empacotadas nas vesículas que constituem os LISOSSOMOS lisossomos primários. Os lisossomos que ainda não participam de processo digestivo são denominados lisossomos primários. Partículas do meio extracelular são introduzidas na célula por meio dos fagossomos, vesículas que se formam pela fagocitose. A membrana dos lisossomos primários funde-se com a dos fagossomos, misturando as enzimas com o material a ser digerido. A digestão intracelular tem lugar dentro desse novo vacúolo, que é chamado de lisossomo secundário (autofagossomo), formado pelo lisossomo primário e o fagossomo. Outra função dos lisossomos relaciona-se com a renovação das organelas celulares. Em certos casos, os lisossomos são eliminados da célula e suas enzimas agem sobre o meio extracelular. Esta elétron-micrografia mostra quatro lisossomos secundários (escuros) circundados por muitas mitocôndrias. REFERÊNCIAS (TEXTO E IMAGENS) JUNQUEIRA, LC; CARNEIRO, J. Histologia Básica. 12o ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. GARTNER, LESLIE P; HIATT, JAMES L. Tratado de Histologia em cores. 3} ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007.
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