ED 1 - CÉLULA VEGETAL (2)

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Estudo Dirigido I - Célula Vegetal
1. Como a estrutura de uma célula procariótica difere da estrutura de uma célula eucariótica?
Se diferem em sua estrutura e organização. As células procarióticas possuem o material
genético livre no citoplasma e não revestido pelo envoltório nuclear como na célula
eucariótica. Nas células eucarióticas existem uma variedade de organelas como mitocôndrias,
complexo de golgi, cloroplastos ( células vegetais), retículo endoplasmático, lisossomos,
dentre outros. E nas células procarióticas não há compartimentos membranosos distintos, com
exceção os ribossomos. As células eucariontes são complexas e possuem divisões internas,
enquanto as células procariontes são menores e menos complexas.
2. Quais são os vários tipos de plastídios e qual papel cada um tem na célula? Os cloroplastos
são os plastos mais conhecidos e apresentam coloração verde graças à presença de clorofila.
Neles há também a presença de carotenóides, pigmentos que variam do amarelo ao vermelho,
porém são mascarados pela clorofila. É nessa organela que ocorre o processo de fotossíntese,
que é responsável pela produção de glicose para a planta. Esses plastídios são encontrados em
todos os vegetais de coloração verde, ocorrendo principalmente nas folhas, porém podem
aparecer em caules e em algumas raízes aéreas. Os cromoplastos são plastídios que sintetizam
carotenoides, sendo eles os responsáveis pela coloração de flores, frutos, raízes e folhas velhas
que apresentam tons de amarelo a vermelho. Como exemplo de raiz rica em carotenóides,
podemos citar a cenoura. Diferentemente dos cloroplastos, os cromoplastos não participam do
processo de fotossíntese. Podemos relacioná-los com a função de atração de polinizadores.
Os leucoplastos são plastos que não apresentam nenhum tipo de pigmento, sendo encontrados
normalmente em partes da planta que não estão em contato direto com a luz. Com base na
substância que sintetizam, eles são denominados em: amiloplastos (produzem amido),
proteinoplastos (produzem proteínas) e elaioplastos (produzem substâncias lipofílicas).
Todos os plastídios citados anteriormente são formados a partir de estruturas indiferenciadas e
sem cor denominadas proplastídios. Eles são encontrados no embrião e em regiões
meristemáticas.
3. Que relações funcionais e de desenvolvimento existem entre o retículo endoplasmático e os
corpos de Golgi na célula vegetal?
Existe uma relação funcional entre o RER, o complexo de Golgi e os lisossomas (assim como
com as vesículas de secreção). Os lisossomas formam-se na face de maturação do complexo de
Golgi. Podem unir-se a uma vesícula endocítica e formar um corpo de maiores dimensões - um
vacúolo digestivo. As vesículas derivadas do complexo de Golgi podem ser incorporadas à
membrana plasmática ou ao tonoplasto. Assim, ocorre um processo de reciclagem entre as
membranas plasmáticas, do vacúolo e do complexo de Golgi.
4. O que é o “citoesqueleto” de uma célula e em que processo ele está envolvido? O
citoesqueleto encontra-se em todas as células vegetais, formando uma rede complexa de
elementos protéicos, localizada, principalmente, no citossol e também no núcleo. O
citoesqueleto das plantas consiste de três tipos de elementos: microtúbulos , microfilamentos e
filamentos intermediários.
5. Como as paredes celulares primárias diferem das paredes celulares secundárias? A parede
primária geralmente é depositada de forma homogênea, mas pode apresentar regiões mais
espessas do que outras, como ocorre nas células do colênquima. A parede secundária, por sua
vez, pode ser descontínua, como verificado nos elementos traqueais, sendo depositada em
forma de anel, espiral, escada e rede.
6. O que é o ciclo celular? Quais eventos-chave ocorrem nas fases G1, S, G2 e M do ciclo
celular?
Ciclo celular é uma série de fases e modificações que uma célula passa, desde o seu
surgimento até gerar duas células-filhas. Na fase G1 ocorre a síntese de RNA, proteínas e
organelas celulares, onde a célula recupera seu volume e aumenta de tamanho. Nessa fase,
células com material genético danificado não continuam seu ciclo. Na fase S, é a duplicação
do DNA. Na fase G2 se observa o acúmulo de energia para que a divisão celular ocorra. E a
mitose é a fase em que uma célula mãe dá origem a duas células filhas com o mesmo número
de cromossomos da célula originária.
7. Qual é o papel da mitose? Quais eventos ocorrem durante cada uma das quatro fazes da
mitose?
O papel da mitose é a divisão celular. Na fase da prófase, duas cromátides-irmãs unidas pelo
centrômero, iniciando a formação do fuso mitótico, formado por microtúbulos que partem do
centrossomo e são responsáveis por garantir a movimentação dos cromossomos durante a
mitose. Na prometáfase, ocorre a fragmentação da membrana nuclear e uma maior
condensação dos cromossomos. Os microtúbulos ligam-se em regiões especiais do
cromossomo denominadas cinetocoro. Na metáfase, os cromossomos estão dispostos no plano
equatorial da célula. Eles migram para essa região graças à ação dos microtúbulos e atingem o
maior grau de condensação. Na fase de anáfase, as cromátides-irmãs separam-se e migram para
cada pólo da célula devido ao encurtamento dos microtúbulos, ocasionando no alargamento da
célula. Ao final, em cada extremidade, é encontrada uma coleção completa de cromossomos.
Por último, na telófase, os envoltórios nucleares são reconstruídos, dando origem a dois
núcleos.
8. O que é citocinese e quais os papéis do fragmossomo, do fragmoplasto e da placa celular
durante o processo?
Citocinese em uma célula vegetal formam a placa celular que se forma no meio da célula,
criando uma parede que separa a célula em duas. Essa existência de uma parede celular rígida
altera o processo, que não pode ocorrer por estrangulamento. Em vez de se formar um anel
contráctil, como nas células animais, forma-se uma placa celular – lamela média – na região
média da célula. O fragmoplasto (conjunto de microtúbulos e vesículas que originam a placa
celular) situa-se perpendicular ao fragmossoma e avança desde o centro seguindo o plano do
fragmossoma, movendo-se para a periferia à medida que a placa celular se forma. Quando a
mitose termina, a placa celular dá lugar à nova parede celular divisória localizada ao longo do
plano que ocupará o fragmossoma e se fundiu com a parede celular parental nos pontos onde
estava a banda da pré-prófase.
9. O que significa a teoria celular e qual a importância desta teoria para a biologia? A Teoria
Celular refere-se à constituição celular dos organismos vivos, ou seja, estabelece que todo ser
vivo é formado por células.Apesar de hoje ser bem definido o que é uma célula esse conceito é
relativamente recente. Em 1665, Hooke usou esse termo pela primeira vez para se referir a
estruturas que observou ao estudar fatias de cortiça. Hooke observou apenas paredes celulares
de células mortas, o que o fez imaginar que as células nada mais eram do que pequenos
compartimentos. Após a descoberta das células, vários estudiosos começaram a analisar os
organismos em sua forma microscópica. Vários estudos estavam focados nessa área,
destacando-se o trabalho de Anton van Leeuwenhoek, que observou organismos como
bactérias, protozoários e até mesmo espermatozóides humanos. Após várias análises de
diversos pesquisadores, além do avanço da tecnologia, T. Schwann e M. Schleiden chegaram à
conclusão, em trabalhos diferentes, que todos os organismos vivos eram compostos por
células. Nascia aí a base da famosa Teoria Celular.
10. Quais as três características das células vegetais que as diferenciam das células animais?
A parede celular, os vacúolos e os plastídeos.
11. Tanto os plastídeos quanto as mitocôndrias são considerados como organelas “semi
autônomas”. Explique.
Os plastídeos apresentam propriedades semiautônomas, assim com as mitocôndrias. Isto se
evidencia pelo fato de que apresentam ribossomos semelhantes aos das bactérias, além de
possuírem seu próprioDNA. Por conta disso, são as únicas organelas citoplasmáticas que
seriam capazes de sobreviver fora da célula, já que contém as informações necessárias para a
manutenção de sua composição.
12. Antigamente considerados como depósitos de produtos de descarte das células vegetais,
atualmente se sabe que os vacúolos desempenham muitos papéis essenciais. Quais são alguns
desses papéis?
As principais funções que podem ser atribuídas aos vacúolos de suco celular são a de
armazenamento de substâncias, controle osmótico, manutenção do pH da célula, digestão de
componentes celulares, pigmentação de flores e frutos e defesa contra patógenos e herbívoros.
13. Explique o fenômeno da coloração outonal.
Em locais de clima subtropical e temperado, algumas espécies vegetais perenes,
principalmente as caducifólias, proporcionam belo efeito outonal com a mudança de cores na
folhagem. Isto ocorre porque as plantas, com a chegada do outono, sofrem processos
fisiológicos estimulados pelas noites mais longas e com temperaturas mais baixas. Os sinais
visíveis ocorrem quando as folhas passam da cor verde para diferentes tons de amarelo ao
vermelho. Fisiologicamente, essas mudanças são sinais de estratégias que essas plantas estão
realizando para sobreviver às temperaturas baixas durante o inverno, quando elas entram em
dormência. Este processo de mudança de coloração das folhas ocorre devido à mudança
gradativa de pigmentos existentes nas folhas. No verão, os pigmentos predominantes são as
clorofilas, cujas moléculas são ricas em nitrogênio. No final desta estação, pelo estímulo
fotoperiódico, inicia a degradação das clorofilas e a consequente translocação de nitrogênio
das folhas para o caule e as raízes. Com isso, a concentração de clorofilas diminui
drasticamente nas folhas, permanecendo em maior concentração os pigmentos denominados
carotenóides, de cor amarela, laranja e vermelha. A coloração das folhas ainda pode evoluir
para o vermelho devido a predominância do pigmento antocianina, sintetizado nas folhas em
temperaturas ainda mais baixas. Durante este processo de mudança de cor na folhagem, na
base do pecíolo da folha acontece a preparação de uma zona de abscisão, de modo que a
separação da folha da planta aconteça sem perda de água e nutrientes. Assim, quando notamos
a presença de folhas caídas sob a copa das árvores caducifólias, todos estes processos
fisiológicos aconteceram na planta.
14. Diferencie o retículo endoplasmático rugoso do liso, tanto estrutural como funcionalmente.
Quando o RE está associado aos ribossomos, é denominado retículo endoplasmático rugoso
(RER); quando não, é chamado de retículo endoplasmático liso (REL). Geralmente, o RER
apresenta-se como cisternas e o REL, como túbulos. Na célula vegetal, forma-se uma extensa
rede de RE com cisternas e túbulos interligados. O RE mostra, ainda, continuidade à
membrana externa do núcleo. O RE, pela presença dos ribossomos, tem papel importante na
síntese protéica de exportação, e o REL, na síntese lipídica.
15. Diferencie os microtúbulos dos filamentos de actina. Quais são as funções associadas
a cada um desses tipos de filamentos proteicos?
Os 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, às alterações na forma da célula, realizando
movimentos amebóides. Já os 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.
16. Explique o processo de crescimento da parede celular e da deposição de celulose em
células que estão se alongando, usando os seguintes termos: microfibrilas de celulose,
complexos celulose sintase (rosetas), microtúbulos corticais, vesículas de secreção, substâncias
da matriz e membrana plasmática.
O processo começa com a ativação dos complexos de celulose nas regiões da membrana
plasmática onde a expansão celular está ocorrendo. Os complexos de celulose sintase (rosetas)
sintetizam novas cadeias de celulose, que são secretadas para fora da célula pela membrana
plasmática. As microfibrilas de celulose sintetizadas são direcionadas e orientadas pela rede de
microtúbulos corticais dentro da célula. Os microtúbulos corticais fornecem um esqueleto para
o movimento direcional das vesículas de secreção contendo celulose sintetizada. As vesículas
de secreção fundem-se com a membrana plasmática na interface entre a célula e a parede
celular. Isso permite que as microfibrilas de celulose sejam depositadas na parede celular em
direção à expansão celular, contribuindo para o seu crescimento. Além da celulose, a parede
celular também contém outras substâncias da matriz, como hemiceluloses, pectinas e proteínas
estruturais, que fornecem estabilidade e flexibilidade à parede celular.
17. O que é uma célula meristemática?
As células meristemáticas, embora não especializadas contém, os elementos essenciais para a
edificação da estrutura das células diferenciadas. Caracterizam-se pelo tamanho reduzido,
considerável compactação, parede apenas primária e plastídios não diferenciados
(proplastídios). O núcleo pode ser proeminente (como nos meristemas apicais), ou não (como
nos meristemas laterais); o citoplasma pode ser denso, conseqüência de vacúolos minúsculos
(como nos meristemas apicais) ou não (como nos meristemas laterais). Os meristemas são os
tecidos responsáveis pelo crescimento e cicatrização de injúrias nos vegetais.