2. Citoplasma

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CITOPLASMA 
 
Vamos agora discutir a parte interna da célula, ou seja, quais são os principais processos e 
reações que acontecem dentro da célula. Começaremos pelo citoplasma. O citoplasma pode 
ser dividido em dois componentes: citosol e organelas. 
 O citosol é a parte líquida do citoplasma que banha as organelas, constituindo sendo 
local de muitas reações químicas importantes. Possui entre 75% e 90% de água e vários 
componentes dissolvidos como glicose, aminoácidos, nucleotídeos, ácidos graxos, proteínas, 
lipídeos, ATP e diversas escórias. Você já pensou que a nossa alimentação é formada por 
células de outros organismos? Ou seja, botamos para dentro do nosso corpo DNA e proteínas 
de cenoura, de batata, de vaca e etc. Além disso, ainda ingerimos gordura e glicogênio 
encontrado nas células animais e amido nas células vegetais. Tudo isso será digerido pelo 
nosso sistema digestório e absorvido. Então, o nosso sistema cardiovascular se encarrega de 
distribuir os produtos dessa digestão para todas as nossas células. E são esses produtos da 
digestão de células de outros organismos que são encontrados dentro das nossas células. 
 As organelas são estruturas especializadas com forma característica e que 
desempenham funções celulares específicas. Cada tipo de organela tem seu conjunto 
característico de enzimas que executam reações específicas. O número e os tipos de organelas 
variam nas diferentes células dependendo da função desempenhada pela célula. Existem dois 
tipos de organelas, as não-membranosas e as membranosas. As organelas não-membranosas 
não têm membrana e estão em contato direto com o citosol como, por exemplo, o 
citoesqueleto, os centrossomas e os ribossomas. Por outro lado, as organelas membranosas 
são circundadas por membrana que delimita um espaço interno, separando seu interior do 
citosol como, por exemplo, o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomas, os 
peroxissomas e as mitocôndrias. 
 
O CITOESQUELETO 
 O citoesqueleto é uma malha formada por três tipos de filamentos protéicos que se 
estendem por todo o citosol. São classificados segundo o diâmetro, sendo eles os 
microfilamentos, os filamentos intermediários e os microtúbulos. As figuras a seguir mostram 
em (a) os três tipos de filamentos do citoesqueleto juntos em uma célula e em (b) os três tipos 
de filamentos separados e ampliados. 
 
 
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 Os microfilamentos são os mais finos do citoesqueleto e possuem duas funções gerais: 
movimento e manutenção da forma celular. Em relação ao movimento, os microfilamentos 
participam da contração muscular, da divisão do citoplasma no final da divisão celular, da 
locomoção das células como ocorre durante a saída de glóbulos brancos da circulação e os 
movimentos executados durante o processo de fagocitose. Os microfilamentos também dão 
sustentação mecânica para as microvilosidades que são projeções microscópicas da membrana 
plasmática abundantes nas superfícies das células epiteliais que revestem o intestino delgado. 
 Os filamentos intermediários são mais grossos que os microfilamentos e ajudam a 
ancorar organelas e o núcleo no interior da célula. 
 Os microtúbulos são os mais grossos componentes do citoesqueleto. São tubos ocos, 
longos e não ramificados, compostos principalmente por uma proteína chamada tubulina. Uma 
organela chamada centrossoma serve de local para a montagem dos microtúbulos. Os 
microtúbulos participam do transporte de estruturas dentro da célula como, por exemplo, 
movimentação dos cromossomas durante a divisão celular. Assista ao vídeo sobre o 
citoesqueleto no link: http://www.youtube.com/watch?v=5GATtn4edeU&feature=related 
 
O CENTROSSOMA 
 O centrossoma está geralmente localizado perto do núcleo e consiste em dois 
componentes, a área pericentriolar e os centríolos. A área pericentriolar é uma área do citosol 
composta por densa malha de pequenas fibras protéicas. Dentro da área pericentriolar existe 
um par de estruturas cilíndricas chamadas centríolos, cada um formado por nove grupos de 
três microtúbulos, dispostos em padrão circular chamado 9 + 0. O 9 se refere às nove trincas 
enquanto o 0 se refere à ausência de microtúbulos no centro. O maior eixo de um centríolo fica 
em ângulo reto com o maior eixo do outro. O centrossomo é o centro organizador do fuso 
mitótico, desempenhando papel crítico na divisão celular e na formação dos microtúbulos como 
veremos nos capítulo seguinte. Além disso, têm participação na formação dos cílios e flagelos. 
As figuras abaixo mostram em (a) um esquema do centrossoma e em (b) a disposição de 
microtúbulos de um centríolo. 
 
 
 
RIBOSSOMAS 
 Os ribossomas são locais de síntese protéica. Estas pequenas organelas são associação 
entre RNA ribossômicos (RNAr) e várias proteínas. Estruturalmente, um ribossoma consiste de 
duas subunidades, uma com cerca de metade do tamanho da outra. As duas subunidades são 
formadas independentes no nucléolo, um corpo esférico no interior do núcleo. Uma vez 
formadas, elas saem do núcleo e se juntam no citosol (observe a figura abaixo). 
 
 
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 Alguns ribossomas chamados ribossomas livres não se prendem a qualquer estrutura do 
citoplasma e sintetizam proteínas que serão usadas no interior das células. Outros ribossomas, 
chamados ribossomas ligados à membrana, prendem-se na membrana nuclear ou na 
membrana do retículo endoplasmático e sintetizam proteínas da membrana plasmática ou 
proteínas que serão secretadas pela célula. 
 
 
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 
 O retículo endoplasmático (RE) é uma malha de membranas que formam sacos ou 
túbulos achatados, chamados cisternas. O RE se estende por todo o citoplasma constituindo 
mais da metade do sistema de membrana interno da célula. 
 As células contêm duas formas distintas de RE que diferem em estrutura e funções, o 
RE rugoso e o RE liso. A figura abaixo mostra um esquema do RE rugoso e do RE liso. 
 
 
 
 
 
 A membrana do RE rugoso é contínua com a membrana nuclear e repleta de 
ribossomas aderidos. As proteínas sintetizadas por estes ribossomos entram nas cisternas do 
RE rugoso para serem processadas. No interior do RE rugoso também são sintetizados os 
fosfolipídios. 
 Diferentemente do RE rugoso, o RE liso não tem ribossomas aderidos nas suas 
membranas e contém enzimas que o fazem ser funcionalmente mais diversificado que o RE 
rugoso. Embora não sintetize proteínas, o RE liso sintetiza fosfolipídios (como também faz o RE 
rugoso), gordura e esteróides como estrógenos e testosterona. Veremos no capítulo referente 
ao tecido muscular que o RE liso da fibra muscular esquelética é o local de armazenamento de 
íons cálcio fundamentais para o processo de contração. 
 
 
COMPLEXO DE GOLGI 
 A maior parte das proteínas sintetizadas pelos ribossomos aderidos ao RE rugoso é 
transportada para uma organela chamada complexo de Golgi. Ela consiste de 3 a 20 sacos 
membranosos denominados cisternas que são muitas vezes curvados. 
 A face de entrada do complexo de Golgi é formada pela cisterna voltada para o RE 
rugoso e a face de saída é formada pela cisterna voltada para a membrana plasmática. As 
cisternas entre as faces de entrada e de saída são chamadas cisternas mediais. A face de 
entrada, as cisternas mediais e a face de saída possuem enzimas que permitem modificar 
quimicamente as proteínas enviadas para o complexo de Golgi. A figura a seguir mostra um 
esquema do complexo de Golgi. 
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 As proteínas sintetizadas no RE rugoso são transportadas para a face de entrada do 
complexo de Golgi por vesículas denominadas vesículas de transporte. Estas proteínas são 
modificadas quimicamente dentro das cisternas mediais e saem funcionalmente prontas pela 
face de saída, podendo ter três destinos possíveis: (1) algumas proteínas que foram 
processadas saem pela face de saída em vesículas secretoras que levam as proteínasaté a 
membrana plasmática, de onde são liberadas por exocitose no líquido extracelular; (2) outras 
proteínas processadas saem pela face de saída em vesículas que levam seu conteúdo até a 
membrana plasmática onde serão incorporadas à membrana plasmática; (3) algumas 
proteínas processadas saem pela face de saída em vesículas de armazenamento chamadas 
lisossomas que ficarão dentro da célula (observe a figura abaixo). 
 
 
 
LISOSSOMAS 
 Os lisossomas são vesículas revestidas por membranas que se formam no complexo de 
Golgi. No seu interior, existem até 40 tipos de enzimas digestivas (ou hidrolíticas) capazes de 
degradar ampla variedade de moléculas. As enzimas lisossômicas atuam melhor em pH ácido e 
por isso, a membrana lisossômica contém bombas de transporte ativo que movem os íons H+ 
para o interior destas organelas. Assim, o interior dos lisossomas tem pH 5, o que é 100 vezes 
mais ácido do que o citosol que possui pH 7. Os lisossomas podem se fundir com vesículas 
englobadas por endocitoses para digerir o material introduzido. As células com funções 
especificamente fagocíticas, como alguns glóbulos brancos do sangue e macrófagos do tecido 
conjuntivo, possuem o sistema lisossômico muito desenvolvido. 
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 As enzimas lisossômicas também reciclam as próprias estruturas celulares. Um 
lisossoma pode englobar outra organela, digeri-la e retornar os componentes digeridos ao 
citosol para que sejam reutilizados. Desta forma, as organelas envelhecidas são 
continuamente substituídas, processo chamado autofagia. Assista ao vídeo que mostra os dois 
tipos de atuação dos lisossomos no link: 
http://www.youtube.com/watch?v=FBNMGWBmvNc&feature=related 
 
PEROXISSOMAS 
 O peroxissoma é uma organela semelhante estruturalmente ao lisossoma, porém 
menor. Os peroxissomas contêm uma ou mais enzimas capazes de oxidar (remover átomos de 
hidrogênio) de várias substâncias orgânicas. As enzimas dos peroxissomas oxidam substâncias 
tóxicas como, por exemplo, o álcool ingerido. Um produto adicional das reações de oxidação é 
o peróxido de hidrogênio (H2O2 ou água oxigenada) composto potencialmente tóxico. Todavia, 
os peroxissomas também contêm a enzima catalase, que decompõe o H2O2 em H2O e O2. 
Como a geração e a decomposição da H2O2 ocorrem dentro dos peroxissomas, eles protegem 
as células contra os efeitos tóxicos do H2O2. 
 
MITOCÔNDRIAS 
 Devido à sua função de gerar moléculas de ATP (adenosina trifosfato), as mitocôndrias 
são chamadas de “usinas” da célula. A molécula de ATP é a molécula de fácil acesso energético 
das nossas células. As células não conseguem utilizar energia diretamente da molécula de 
glicose. Por isso, as células precisam realizar a respiração celular aeróbica, que consiste na 
degradação da molécula de glicose e montagem de moléculas de ATP a partir da energia 
liberada dessa degradação. Montar uma molécula de ATP significa inserir o último fosfato no 
ADP (adenosina difosfato). Observe na figura a seguir a fórmula química da molécula de ATP e 
do ADP. Repare na seta vermelha que indica a ligação que é formada durante a síntese de 
ATP. Quando as células precisarem de energia elas devem quebrar essa última ligação do 
fosfato, produzindo ADP e fosfato. 
 
 
 
 
 Uma célula pode conter desde uma centena até milhares de mitocôndrias. As células 
fisiologicamente ativas, como as musculares, células do fígado e dos rins têm um grande 
número de mitocôndrias, porque usam ATP com grande intensidade. Uma mitocôndria é 
revestida por duas membranas semelhantes à membrana plasmática. A membrana externa da 
mitocôndria é lisa, mas a membrana interna possui dobras chamadas cristas. A cavidade 
central, cheia de líquido, no interior da membrana interna é a matriz. Na matriz e nas cristas 
ocorrem as reações químicas da respiração celular aeróbica. Estas reações produzem a maior 
parte do ATP usada pela célula. A figura abaixo mostra um esquema de uma mitocôndria. 
Repare nesta figura que a mitocôndria é uma organela que possui o seu próprio DNA podendo 
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então se duplicar de forma independente dentro da célula e também possui seus próprios 
ribossomos podendo também sintetizar algumas proteínas específicas que são importantes 
para a realização da respiração celular aeróbica. Assista ao vídeo sobre a origem das 
mitocôndrias no link: http://www.youtube.com/watch?v=ReH3ReD0T9M