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1 BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 2 ORGANIZAÇÃO GERAL DE UMA CÉLULA EUCARIONTE ANIMAL 3 Retículo endoplasmático (R.E.) 4 encontrado em todas as células eucariotas. ocupa cerca de 10% do volume celular – varia de acordo com atividade da célula. é formado por uma rede de membranas interconectadas na forma de tubos ou cisternas. 5 Dois tipos de R.E. são observados: liso (ou agranular). e rugoso (ou granular). apresentam características morfológicas e funcionais distintas. 6 Retículo endoplasmático: organela citoplasmática correspondente a um sistema de membranas no endoplasma da célula, com função de transporte, armazenamento, síntese de lipídeos (RE liso) e síntese de proteínas (RE rugoso). RE LISO RE RUGOSO NÚCLEO 7 O R.E. liso, ou agranular: ausência de ribossomos aderidos à sua membrana. uma rede de delgados túbulos que se anastomosam entre si. Anastomose nos veios de uma folha de Hydrangea. 8 ELETROMICROGRAFIAS DE RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (AGRANULAR) 9 Funções: síntese de hormônios esteroides: • testosterona, estrógenos. síntese de lipídios: • fosfolipídios. • colesterol. • lecitina. 10 Funções: desintoxicação celular: • conversão de substâncias nocivas lipossolúveis ou insolúveis em compostos hidrossolúveis. o álcool, medicamentos. armazenamento de cálcio: • Células musculares estriadas. 11 Excesso de bilirrubinas no sangue tornam a pele e a parte branca dos olhos (esclerótica) amarelados. Esse sintoma é conhecido como icterícia. 12 13 O R.E. rugoso (granular): caracterizado pela presença de polirribossomos (ribossomos e RNA mensageiro) aderidos ao lado externo da membrana. 14 15 16 17 18 19 20 O RE rugoso, em parceria com os polirribossomos, tem um importante papel na síntese e exportação de proteínas. As proteínas são capturadas pelo RE, assim que começam a ser sintetizadas pelo polirribossomo. 21 As proteínas sintetizadas podem ter dois destinos: proteínas de membranas: podem permanecer na membrana do retículo ou serem destinadas à membrana plasmática e à membrana de outras organelas. proteínas hidrossolúveis: podem ser direcionadas para o Golgi e serem secretadas no meio extracelular; ou encaminhadas ao lúmen de alguma organela. 22 Complexo de Golgi 23 24 formado por vesículas e túbulos achatados empilhados e organizados, chamados de cisternas (cerca de 4 a 8 cisternas). 25 As cisternas voltadas para o retículo endoplasmático são convexas (cisternas cis). As centrais são denominadas cisternas medianas, e as mais próximas ao sítio de secreção são côncavas (cisternas trans). 26 27 28 Principais funções do Golgi: processamento de lipídeos e proteínas (glicosilação, sulfatação e fosforilação); separação e o endereçamento de moléculas sintetizadas fazendo parte da via Biosintética secretora (RE – síntese; Golgi – processamento e seleção; vesículas – transporte). 29 30 As vias secretoras compreendem o transporte de: lipídeos; proteínas; e polissacarídeos aos destinos finais. bem como o empacotamento das macromoléculas em diferentes vesículas de transporte. 31 Essas vesículas transportadoras direcionam proteínas/lipídeos/hormônios do RE para o complexo de Golgi (face cis); 32 33 o transporte de proteínas/lipídeos (modificados) do complexo de Golgi para o retículo endoplasmático (face cis) e para a superfície celular (face trans) e, ainda, o transporte das moléculas que originam os lisossomos (face trans). 34 35 Citoplasma de célula eucariótica apresentando complexo de Golgi com suas cisternas empilhadas e vesículas. 36 Lisossomos 37 estruturas geralmente esféricas, delimitados por uma membrana, que apresentam uma grande variação no seu tamanho. Eletromicrografia de um eosinófilo. Seus grânulos eosinófilos (na ML), típicamente ovalados, são lisossomos primários (L). Observe suas dimensões quando comparados às mitocôndrias (M) em proximidade. O núcleo (N) está indicado. (MET, rato) 38 formados no complexo de Golgi, e em seu interior se encontram acumuladas cerca de quarenta enzimas hidrolíticas com propriedade de digerir uma grande gama de substratos, incluindo: nucleases, proteases, glicosidases, lipases, fosfolipases e, sulfatases. 39 A principal função do lisossomo é a digestão intracelular, permitindo, assim, que a célula seja capaz de degradar partículas, macromoléculas, microrganismos ou outras células provenientes da Endocitose (fagocitose e pinocitose). 40 Além disso, os lisossomos agem na eliminação de organelas ou partes danificadas da própria célula, por um processo denominado autofagia. 41 Mitocôndrias 42 presentes no citoplasma das células eucarióticas, sendo caracterizadas por uma série de propriedades morfológicas, bioquímicas e funcionais. 43 44 Geralmente, são estruturas cilíndricas, podendo ser esféricas, ovoides e alongadas, com aproximadamente 0,5 mm de diâmetro e vários micrômetros de comprimento. 45 46 47 Localizam-se em sítios intracelulares onde há maior necessidade de energia, pois sua função principal é a produção de ATP. Uma célula hepática normal pode conter de 1.000 a 1.600 mitocôndrias, enquanto alguns ovócitos podem conter até 300 mil. 48 Caracterizada pela presença de um envoltório formado por duas membranas estrutural e funcionalmente distintas, as quais delimitam dois espaços. Existe um espaço intermembranar separando as membranas interna e externa, e um segundo gerado pela membrana interna, delimitando a matriz mitocondrial. 49 A membrana interna apresenta uma série de invaginações para o interior da mitocôndria, gerando as cristas mitocondriais, onde estão presentes os componentes da cadeia respiratória responsáveis pela síntese de ATP. As mitocôndrias apresentam uma molécula de DNA circular, semelhante àquelas encontradas nas bactérias. 50 A mitocôndria é considerada a usina da célula, uma vez que esta é capaz de processar oxigênio e glicose e convertê-los em energia na forma de ATP (adenosina trifosfato), por meio do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória. 51 52 PEROXISSOMOS 53 são organelas envolvidas por uma membrana lipoprotéica, arredondadas, medindo cerca de 0,5 mm de diâmetro. 54 55 Nas células animais, os peroxissomos participam da biossíntese de: fosfolipídios; de ácidos biliares; de colesterol e de intermediários de colesterol; participam na oxidação de substratos organicos em presença de oxigénio molecular (O2). 56 Dentre as enzimas encontradas nos peroxissomos destacam-se: as relacionadas ao metabolismo H2O2: • a D-aminoácido oxidase, urato oxidase e glicolato oxidase: geram H2O2, • a catalase – H2O2 H2O + O2, e as enzimas responsáveis pela beta (b)- oxidação dos ácidos graxos. 57 Citoesqueleto 58 confere às células eucarióticas: sua organização interna, a manutenção da diversidade de formas, a realização de movimentos coordenados e direcionados. 59 60 61 62 63 Macrófago - Fagocitose 64 Esse citoesqueleto depende de uma complexa rede de filamentos de proteínas que se estende por todo o citoplasma, sendo constituído por três principais tipos de estruturas: 65 Proteínas: o Filamentos de actina (5 - 9 nm). o Microtúbulos (25 nm). o Filamentos de miosina (15 nm). o Filamentos intermediários (10 nm). o Filamentos de miosina: proteína motora. 66 Os microtúbulos são formados por subunidades: b-tubulina e a-tubulina, que quando associadas conferem ao filamento uma forma cilíndrica, com o diâmetro de 25 nm. 67 Microtúbulos 68 Distribuição: presente no citoplasma de todas as células. estão presentes na manutenção da estrutura celular. na morfologia e movimentação dos cílios e flagelos.69 70 71 CÍLIOS ao ME de varredura. 72 73 Distribuição: constituição dos: o centríolos. o corpúsculos basais. o fuso mitótico. direcionam o deslocamento de vesículas. 74 75 76 77 Transporte intracelular 78 Os filamentos intermediários recebem esta denominação por apresentarem um diâmetro intermediário entre filamentos de actina e microtúbulos (10 nm de diâmetro). Sua composição é proteica, formando uma rede estrutural por toda a célula. Função: Manutenção da forma celular (sustentação mecânica). 79 Distribuição: Presente em todas as células. Dispersos no citoplasma. Junto da membrana interna do núcleo (lâmina nuclear). Desmossomos. Sinapses dos axônios. 80 Micrografia de fluorescência de uma célula de fibroblasto corada para evidenciar filamentos intermediários de queratina. 81 Os filamentos de actina estão distribuídos por todo o citoplasma das células eucarióticas e apresentam diâmetro de 5 nm. Eles são formados por uma proteína globular, a actina. 82 5 – 7 nm de diâmetro. – Microfilamentos – Filamentos Finos. Distribuição: Encontrada em todas as células. Muito abundante nos músculos. 83 Filamentos de actina 84 Funções: Movimento celular superficial – fagocitose. Contração muscular (sarcômero). Sustentação de microvilosidades e estereocílios. 85 86 87 Filamentos de miosina: 88 15 nm de diâmetro – Filamentos grossos ou espessos. Distribuição: Encontrado em grande quantidade nos músculos. Funções: Contração muscular. 89 Filamento de Miosina-II Duas a-hélices contorcidas Cabeças de MiosinaZona livre 90