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Biologia Prof. Esp. Franklin Herik Soares de Matos E-mail: franklinheriksoares@gmail.com CAJAZEIRAS – PB 2024 mailto:franklinheriksoares@gmail.com Membrana Plasmática Membrana Celular 1) Constituição da Membrana Celular ▪ Sinônimos: Membrana citoplasmática, Membrana plasmática e Plasmalema. ▪ Presente em todos os tipos de células. ▪ Visível somente ao microscópio eletrônico. Componentes: a) Fosfolipídios formando uma bicamada. b) Colesterol movimentando-se entre aos fosfolipídios e confere maleabilidade à membrana. c) Proteínas periféricas (que não atravessam a membrana). d) Proteínas integrais (que atravessam a membrana) e criam canais por onde ocorre a passagem de soluto. e) Glicoproteínas e Glicolipídios na superfície formando o glicocálix. Membrana Celular 1) Constituição da Membrana Celular Membrana Celular 2) Propriedades da membrana celular a) Permeabilidade seletiva: Capacidade que a membrana possui de selecionar as substâncias que entram e que saem da célula. a) Baixa tensão superficial: Devido a grande maleabilidade da membrana a) Alta resistência elétrica: Devido a presença dos fosfolípides que são péssimos condutores de eletricidade. a) Alta resistência mecânica: Devido a sua grande plasticidade. a) Regeneração: Até certos limites a membrana consegue se reconstituir. a) Elasticidade: As moléculas de fosfolipídios e colesterol presentes na membrana tornam a estrutura maleável. Membrana Celular Membrana Celular PROTEÍNAS RECONHECIMENTO Membrana Celular PROTEÍNAS RECEPTORAS Membrana Celular PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS Membrana Celular 3) Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) ▪ Não ocorre gasto de energia (ATP) pela célula. ▪ Apenas moléculas muito pequenas conseguem atravessar a membrana. ▪ Existem três tipos de transporte passivo: difusão simples, difusão facilitada e osmose. I) Difusão Simples (+ 🡪 -) ❑ Passagem de soluto (partículas moleculares) do meio onde sua concentração é maior para um outro meio onde sua concentração é menor. ❑ Passagem de solutos do meio hipertônico (mais concentrado) para o meio hipotônico (pouco concentrado). Membrana Celular 3) Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) I. Difusão Simples (+ 🡪 -) Para ocorrer difusão simples ✔ A membrana deve ser permeável ao soluto ✔ Deve haver diferença na concentração do soluto dentro e fora da célula. http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B2_CELULA/t22_MEMBRANA/animaciones/difusion.gif Membrana Celular 3) Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) II) Difusão Facilitada (+ 🡪 -) • Passagem de soluto através das proteínas integrais (permeases), já que não conseguem atravessar a membrana celular. • As proteínas facilitam a entrada e a saída de solutos. Tipos de proteínas integrais ✔ Canais iônicos: permite a passagem de íons e somente abrem após estímulo. ✔ Proteínas carreadoras (permeases) transportam aminoácidos, glicose, monossacarídeos, etc. http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2004/1ano/membrana/pro5.gif Membrana Celular 3) Transporte através da membrana a) Passivo (Sem gasto de energia) III) Osmose (- 🡪 +) • Passagem de água (solvente) através da membrana de uma região hipotônica (pouco concentrada) para outra região hipertônica (muito concentrada). Célula Túrgida Célula Plasmolisada Membrana Celular b) Ativo (Há gasto de energia) Ocorre contra um gradiente de concentração e, por isso, a célula gastará energia para transportar a substância desejada. ( - 🡪 +) I) Bomba de Sódio e Potássio ❑ [K+] é maior dentro da célula. – [Na+] é maior fora da célula. ❑ Poderíamos esperar que por difusão, as concentrações se igualassem. ❑ Isso não ocorre porque a célula gasta energia para bombear sódio e potássio em sentido contrário ao da difusão. 3 Na+ são enviados para fora da célula 2 K+ são enviados para dentro da célula O interior da célula torna-se negativo devido ao déficit de cargas positivas no interior da célula http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2004/1ano/membrana/bombaanima2.gif Membrana Celular b) Ativo (Há gasto de energia) o Ocorre contra um gradiente de concentração e, por isso, a célula gastará energia para transportar a substância desejada. ( - 🡪 +) II) Endocitose o É o englobamento de partículas e microrganismos para o meio intracelular. o Existem dois tipos: fagocitose e pinocitose. Fagocitose: É o englobamento de partículas sólidas por meio de expansões citoplasmáticas denominadas pseudópodes. Após o englobamento forma-se um vacúolo alimentar ou fagossomo. Membrana Celular b) Ativo (Há gasto de energia) II) Endocitose FAGOCITOSE: Funções da fagocitose Alimentação: Amebas Defesa: Glóbulos brancos Membrana Celular II) Endocitose Pinocitose: É o englobamento de partículas líquidas as quais tocam a membrana e provocam sua invaginação, formando bolsas que contém o material englobado denominado pinossomo. Membrana Celular III) Exocitose (clasmocitose) o Eliminação de substâncias a partir de bolsas citoplasmáticas. o As bolsas contendo o material a ser eliminado aproximam-se da membrana e fundem-se a ela, expelindo seu conteúdo. o As células por exocitose podem eliminar restos metabólicos ou secretar produtos úteis ao organismo. Biologia Prof. Esp. Franklin Herik Soares de Matos E-mail: franklinheriksoares@gmail.com CAJAZEIRAS – PB 2024 mailto:franklinheriksoares@gmail.com Citoplasma: Organelas Celulares Citoplasma: Organelas Celulares 1) O Citoplasma Toda região da célula compreendida entre a membrana citoplasmática e o núcleo. Partes do citoplasma: a) Hialoplasma ou matriz citoplasmática É um colóide (material gelatinoso) em que o solvente é a água e os solutos são substâncias orgânicas e inorgânicas dissolvidas na solução. Estados do colóide ✔ Gel = gelatinoso (região mais externa denominada ectoplasma) ✔ Sol = fluído (região mais periférica denominada endoplasma) ▪ Ciclose: Movimento cíclico do hialoplasma capaz de distribuir o conteúdo intra-celular. A mudança do estado sol para gel, e vice versa (tixotropismo), permite que a célula realize movimentos amebóides e a ciclose. Citoplasma: Organelas Celulares Citoplasma: Organelas Celulares 1) O Citoplasma b) Citoplasma diferenciado: Conjunto de estruturas mergulhadas no citoplasma. Organelas Celulares I. Ribossomos II. Retículo Endoplasmático Rugoso III. Retículo Endoplasmático Liso IV. Complexo de Golgi V. Lisossomos VI. Mitocôndrias VII. Plastos (Cloroplastos) VIII.Centríolos IX. Vacúolos X. Peroxissomos Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas I. Ribossomos Ocorrência: células procariotas (única organela) e eucariotas (animais e vegetais) Estrutura Possui duas subunidades Subunidade menor Subunidade maior O ribossomo é constituído de RNAr (RNA ribossômico) associados à proteínas. Não possui membrana lipoprotéica Função: Participa da síntese de proteínas (Tradução). Obs.: Os ribossomos podem ser encontrados no citoplasma associados ao Retículo Endoplasmático Rugoso realizando síntese de proteínas para exportação. Ribossomo Citoplasma: Organelas Celulares (UFRO) Qual das seguintes estruturas celulares é responsável pela formação dos ribossomos? a) Retículo endoplasmático b) Complexo de Golgi c) Centríolo d) Nucléolo e) Lisossomo Nucléolo Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas II. Retículo Endoplasmático ▪ Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) ▪ Sistema de bolsas e tubos membranosos, que delimitam uma cavidade (cisterna); ▪ Existem dois tipos: a) Retículo Endoplasmático Liso (REL) b) Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Rugoso Ribossomos Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas II. Retículo Endoplasmático Funções do Retículo Endoplasmático Liso Funções do RetículoEndoplasmático Rugoso Armazenamento de substâncias Armazenamento de substâncias Distribuição e Transporte de substâncias Distribuição e Transporte de substâncias Neutralização de substâncias tóxicas (Fígado) Neutralização de substâncias tóxicas (Fígado) Síntese de lipídios Síntese de proteínas para exportação Síntese de enzimas digestivas Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas III. Complexo de Golgi ▪ Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) ▪ Grupo de cisternas achatadas, formadas por membrana lipoprotéica, empilhadas umas sobre as outras. Obs.: O Complexo de Golgi recebe vesículas contendo proteínas produzidas no RER para serem modificadas, empacotadas em vesículas e utilizadas na própria célula ou exportadas. Vesículas Membranas Cisternas Complexo de Golgi Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas III. Complexo de Golgi ▪ Funções: a) Empacotamento e transporte de substâncias. b) Formação e liberação de vesículas repletas de substâncias que estavam armazenadas no interior das cavidades. c) Formação de lisossomos primários (vesículas liberadas contendo enzimas digestivas). d) Formação dos peroxissomos (vesículas que contém enzima catalase). e) Formação da lamela média das células vegetais. f) Formação do acrossomo dos espermatozóides. Citoplasma: Organelas Celulares (PUC-RS) “Na célula nervosa, ao contrário do corpo celular, o axônio não apresenta Complexo de Golgi nem retículo endoplasmático rugoso. Além disso há pouquíssimos ribossomos no axônio.” O texto acima permite deduzir que o axônio é uma região do neurônio que: a) apresenta intensa síntese de lipídios. b) dispõe de numerosos grânulos glicídicos. c) provavelmente é inativa para síntese proteica. d) apresenta uma intensa síntese de hormônios. (PUC-RJ) A síntese de proteínas para exportação em eucariontes acontece principalmente ao nível de: a) envoltório nuclear. b) ribossomos nucleares. c) membranas do complexo de Golgi. d) membranas do retículo endoplasmático rugoso. Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas IV. Lisossomo ▪ Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) ▪ São bolsas membranosas produzidas pelo complexo de Golgi que contêm enzimas digestivas. Função: Digestão intracelular a) Autofagia: É a digestão das próprias organelas citoplasmáticas o Renovação das organelas o Em caso de falta de alimento para a célula a) Heterofagia: É a digestão de substâncias que entram na célula o O lisossomo primário funde-se ao fagossomo ou pinossomo o Forma-se lisossomo secundário ou vacúolo digestivo o Ocorre a digestão dos componentes úteis para a célula e clasmocitose (exocitose) dos resíduos. o Autofagia o Heterofagia o Autólise Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas IV. Lisossomo c) Autólise: É a autodestruição celular que ocorre devido ao rompimento da membrana lipoprotéica dos lisossomos com a liberação das enzimas digestivas. o Apoptose: morte celular programada ✔ Desaparecimento da cauda do girino ✔ Eliminação das membranas interdigitais do feto. o Silicose: morte celular devido a ação da sílica (SiO2) ✔ Muito comum em trabalhadores de minas que apresentam problemas respiratórios ainda muito cedo devido a destruição dos alvéolos pulmonares. Citoplasma: Organelas Celulares Fagossomo Citoplasma: Organelas Celulares (PUC-RS) A inativação de todos os lisossomos de uma célula afetaria diretamente a: a) síntese protéica. b) digestão intracelular. c) síntese de aminoácidos. d) circulação celular. e) secreção celular. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA-90) Para que ocorra a digestão no interior de uma ameba, é necessário que os fagossomos fundam-se a: a) lisossomos. b) mitocôndrias. c) ribossomos. d) cinetossomos. e) desmossomos. Citoplasma: Organelas Celulares (PUC-SP) Considere os seguintes eventos: I- Fusão do fagossomo com lisossomo. II- Atuação das enzimas digestivas. III- Clasmocitose. IV- Formação do fagossomo. A seqüência correta em que esses eventos ocorrem no processo de englobamento e digestão intracelular de partículas em uma célula é: a) I - II - III - IV d) IV - I - II - III b) II - I - III - IV e) II - III - I - IV c) III - I - IV - II Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas V. Mitocôndria ▪ Ocorrência: células eucariotas (animais e vegetais) Função das mitocôndrias Produzir energia para célula através do processo de respiração celular. Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas V. Mitocôndria ▪ As mitocôndrias possuem Ribossomos, DNA e RNA próprios. ▪ Novas mitocôndrias surgem exclusivamente por autoduplicação de mitocôndrias preexistentes. ▪ Possuem sempre origem materna. Teoria Endossimbiótica: Propõe que a mitocôndria surgiu a partir de uma associação mutualística entre bactérias aeróbias ancestrais e células eucariotas anaerobias primitivas. Evidências da Teoria: ❑ Ribossomos presentes em mitocôndrias similares aos de bactérias. ❑ Possuem capacidade de autoduplicação. ❑ DNA circular mitocondrial semelhante aos plasmídeos bacterianos. ❑ Mitocôndrias possuem duas membranas. Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas VI. Plastos ▪ Ocorrência: células eucariotas (vegetais) ▪ Classificação dos plastos: o Leucoplastos ✔ incolores ✔ sem pigmentos ✔ Função: Armazenamento de substâncias o Cromoplastos ✔ Coloridos ✔ Com pigmentos ✔ Função: Fotossíntese Ex: Proteoplastos (proteínas) Oleoplastos (lipídios) Amiloplastos (Carboidratos) Ex: Xantoplastos (Amarelo) Eritroplastos (Vermelho) Cloroplastos (Verde) Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas VI. Plastos ▪ Estrutura de um cloroplasto ❑ Assim como as mitocôndrias, os cloroplastos apresentam ribossomos, RNA e DNA próprios. ❑ Possuem capacidade de autoduplicação. ❑ Estroma: Ocorre a fase enzimática da fotossíntese ❑ Tilacóide: Ocorre a fase fotoquímica da fotossíntese. Citoplasma: Organelas Celulares (UFRN) No interior de cloroplastos e mitocôndrias são encontradas pequenas quantidades de DNA, RNA e ribossomos. Tais componentes permitem que os cloroplastos sejam capazes de realizar: a) fluorescência e síntese lipídica. b) fotossíntese e secreção celular. c) autoduplicação e síntese proteica. d) ciclo de Krebs e síntese de ATP. e) fermentação anaeróbica e síntese de clorofila. Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas VII. Centríolos ▪ Ocorrência: células eucariotas (Animais e alguns vegetais) ▪ Cada célula possui 1 par de centríolos, dispostos perpendicularmente. ▪ Constituição: microtúbulos protéicos sem membrana lipoprotéica 9 Trincas de Microtúbulos (unidas por proteínas adesivas) Funções a) Formam cílios e flagelos. b) Participam da divisão celular: fixam as fibras do fuso. Capacidade de autoduplicação Citoplasma: Organelas Celulares (CESGRANRIO-RJ) O desenho abaixo corresponde a um corte transversal da ultra-estrutura de: a) Centríolo b) Cílio ou flagelo. c) Axônio. d) Membrana celular e) Pseudópodo Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas VIII. Vacúolos ▪ Ocorrência: células eucariotas ▪ Tipos de vacúolos a) Vacúolo de armazenamento (Células Vegetais) Função: Armazenamento de substâncias e regulação osmótica da célula. b) Vacúolo digestivo (lisossomo secundário) o Digestão dos nutrientes presentes na vesícula (Fagossomo ou Pinossomo) c) Vacúolo contrátil ou pulsátil o Presente em algas e protozoários dulcícolas (água doce) Citoplasma: Organelas Celulares Vacúolo de Armazenamento 2) Organelas Citoplasmáticas VIII. Vacúolos Vacúolo Digestivo Vacúolo contrátil (pulsátil) Glóbulo Branco – Bactéria Citoplasma: Organelas Celulares 2) Organelas Citoplasmáticas IX. Peroxissomo ▪ Ocorrência: células eucariotas (vegetais e animais) ▪ São organelas esféricas minúsculas produzidas pelo complexo de Golgi. ▪ Possui enzimas que degradam ácidos graxos, aminoácidos, água oxigenada, etc. A atividade celular (metabolismo)produz água oxigenada ou peróxido de hidrogênio que é capaz de danificar estruturas celulares. Assim os peroxissomos, por possuírem a enzima catalase, decompõem a água oxigenada em oxigênio e água, inativando-a. Comparando a célula com uma fábrica REFERÊNCIAS ALBERTS, Bruce.; JOHNSON, Alexander.; LEWIS, Julian.; RAFF, Martin.; ROBERTS, Keith.; WALTER, Peter. Biologia Molecular da Célula. 5º Ed. Porto Alegre: Artmed, 2009 COOPER, Geoffrey M.; HAUSMAN, Robert E. A Célula: Uma Abordagem Molecular. 3º Ed. Porto Alegre: Artmed. 2007. NELSON, David L.; COX, Michael M. Lehninger: Princípios de Bioquímica. 5º Ed. São Paulo: SARVIER. 2011