estrutura celular

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ESTRUTURA CELULAR
Flávia Hoffmann Palú
Biomédica
Imunogeneticista
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ESTRUTURA CELULAR
A célula é a unidade básica da estrutura e função do organismo.
Muitas das funções celulares são desempenhadas por estruturas subcelulares específicas – organelas.
A membrana plasmática permite a comunicação seletiva entre os compartimentos intra e extracelular e auxilia no movimento celular.
As células apresentam formas e tamanhos variados e são um fábrica molecular muito bem organizada.
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ESTRUTURA CELULAR
Substâncias que formam a célula são chamadas de protoplasma que é composto por:
ÁGUA: a célula é composta por 70% a 85%.
ÍONS: 
Mais importantes são potássio, magnésio, fosfato, sulfato e bicarbonato.
Menor quantidade: sódio, cloreto e cálcio.
Importantes nas reações celulares. Ex: íons que agem na membrana celular e que são necessários para a transmissão de impulsos eletroquímicos em nervos e fibras musculares.
PROTEÍNAS: 
Compõe cerca de 10% a 20% da massa celular.
Divididas em: proteínas estruturais e funcionais
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ESTRUTURA CELULAR
PROTEÍNAS:
Proteínas Estruturais: presentes na célula principalmente na forma de longos filamentos intracelulares, formando microtúbulos. Extracelularmente, são encontrados em nas fibras de colágeno e elastina e nas paredes do vasos sanguíneos, nos tendões, nos ligamentos, entre outros.
Proteínas Funcionais: são móveis no fluido celular que aderem às estruturas membranosas dentro da célula.
LIPÍDEOS: 
Mais importantes são os fosfolipídeos e o colesterol (2%). 
São insolúveis a água e são usados para formar a membrana celular e as membranas intracelulares que separam diferentes compartimentos da célula.
Triglicerídeos (adipócitos) representa 95% da massa celular. Essa gordura armazenada representa a principal reserva de nutrientes energético do corpo.
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ESTRUTURA CELULAR
CARBOIDRATOS: 
Possuem pouca função estrutural na célula, mas desempenham um papel principal na nutrição da célula.
Geralmente fica em torno de 1% de sua massa total.
O carboidrato na forma de glicose dissolvida, está sempre presente no fluido extracelular, prontamente disponível para as células.
Pequena quantidade é armazenada em forma de glicogênio e que pode ser despolarizada e rapidamente utilizado para suprir as necessidades energéticas das células.
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ESTRUTURA CELULAR
Uma célula pode ser dividida em três partes principais:
Membrana plasmática (celular): 
Sua permeabilidade é seletiva.
Separa as estruturas internas do ambiente extracelular.
Envolve toda a célula.
É uma estrutura fina, flexível e elástica.
Composta quase que totalmente por proteínas e lipídeos.
Citoplasma e organelas: 
O citoplasma (citosol) é o conteúdo aquoso de uma célula envolvida pela membrana plasmática celular, mas exterior ao núcleo. Nela contém proteínas dissolvidas, eletrólitos e glicose.
As organelas são estruturas subcelulares do citoplasma que desempenham funções específicas.
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ESTRUTURA CELULAR
Núcleo: 
É o centro de controle da célula.
É um corpo grande, geralmente esferóide, localizado no interior da célula. 
É a maior organela, contém o DNA e dirige as atividades celulares.
A membrana nuclear é constituída por duas membranas, cada uma com a bicamada lipídica delimitando um espaço entre elas. A membrana nuclear é vazada por milhares de poros nucleares.
Ele contém um ou mais nucléolos que são centros de produção de ribossomos, os quais são locais de síntese de proteínas.
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Já que tanto o meio intra como o meio extracelular são aquosos, deve haver uma barreira para impedir a perda de enzimas, nucleotídeos e outras moléculas hidrossolúveis.
Esta barreira é composta por uma bicamada lipídica.
A membrana plasmática e todas as membranas que circulam as organelas no interior da célula são compostas por fosfolípídios e proteínas.
As moléculas de colesterol estão dissolvidas na bicamada da membrana, contribuindo para o grau de permeabilidade da membrana plasmática.
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Em uma extremidade da molécula de fosfolipídio é solúvel em água (hidrofílica) e na outra extremidade não é solúvel em água (hidrofóbico), pois é comporta por ácidos graxos.
Como o ambiente em cada lado da membrana é aquoso, as partes hidrofóbicas das moléculas “aglomeram-se” no centro da membrana, acarretando na formação de uma camada dupla de fosfolipídios na membrana celular.
O meio hidrofóbico da membrana restringe a passagem de água, moléculas hidrossolúveis e íons.
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Camada extracelular: 
Polar – hidrorfílica
Camada intracelular:
Apolar - hidrofóbica
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
As proteínas da membrana podem ser periféricas ou integrais:
Integrais: 
Se estendem de um lado a outro da membrana formando canais (poros) no qual moléculas de água e substâncias hidrossolúveis penetram para dentro da células. 
Outras proteínas agem como proteínas carreadoras para transporte de substâncias que não conseguem penetrar na dupla camada lipídica.
Outras servem como receptores para substâncias químicas hidrossolúveis (hormônios peptídeos) que não penetram facilmente na membrana plasmática.
Outras servem como ligantes específicos que se ligam ao receptor causando alterações estruturais na proteína receptora.
Outras servem como “marcadores” (antígenos) que identificam o tipo sanguíneo e de tecido de um indivíduo.
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Periféricas: 
Ligam-se parcialmente sobre a face da membrana. 
Geralmente estão ligadas a proteínas integrais e funcionam como enzimas ou como controladores de transporte de substâncias através dos poros da membrana celular.
As proteínas servem para várias funções: suporte estrutural, transporte de moléculas e controle enzimático de reações químicas.
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Os carboidratos também se encontram fixados sobretudo à superfície externa da membrana.
Os carboidratos na membrana estão combinados com proteínas ou lipídios na forma de glicoproteínas ou glicolipídios. As porções “glico” dessas moléculas se estendem para fora da célula.
Chamados de glicocálice (revestimento frouxo de carboidrato na superfície da célula).
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
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ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Os domínios de carboidratos, ligados a superfície externa da célula, exercem várias funções:
Muitos deles têm carga elétrica negativa, o que dá a maioria das células uma superfície negativamente carregada que repele ânions.
O glicocálice de algumas células se une ao glicocálice de outras, assim prendendo as células umas às outras.
Muitos dos carboidratos agem como receptores para ligação de hormônios, tais como a insulina.
Alguns domínios de carboidratos se envolvem em reações imunes.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
Muitas das funções de uma célula realizadas no compartimento citoplasmático são decorrentes da atividade de estruturas específicas denominadas organelas.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
CITOPLASMA E CITOESQUELETO:
É uma matriz gelatinosa contida no interior da célula;
Possui estruturas visíveis ao microscópio (organelas) e o citosol que as circunda;
O citoplasma é uma estrutura muito bem organizada na qual fibras de proteínas (actina e miosina) chamados de microtúbulos e microfilamentos estão dispostas num emaranhado complexo;
Este emaranhado de microfilamentos e microtúbulos funciona como um citoesqueleto, que não é rígido e é capaz de movimentos bem rápidos e de reorganização.
 
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
LISOSSOMOS:
São organelas vesiculares que se formam separando-se do complexo de Golgi e depois se dispersando do citoplasma.
Constituem um sistema digestivo intracelular que permite que a célula digira:
Estruturas celulares
danificadas
Partículas de alimentos que foram digeridos pela célula
Materiais indesejados, tais como bactérias
São muito úteis para a degradação de corpos estranhos.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
LISOSSOMOS:
Apresentam enzimas hidrolíticas (digestivas) que são capazes de quebrar um composto orgânico em duas ou mais partes.
A proteína é hidrolisada para formar aminoácido
O glicogênio é hidrolisado para formar glicose
Os lipídios são hidrolisados para formar ácidos graxos e glicerol
Após uma célula fagocitária englobar uma bactéria, ocorre a formação de um vacúolo alimentar. Este processo ativa o lisossomo primário que funde-se com o vacúolo transformando-se em lisossomo secundário (corpo residual).
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
PEROXISSOMOS:
São organelas envolvidas por uma membrana e contêm várias enzimas específicas que promovem reações de oxidação.
Promovem reações em que o hidrogênio é removido de determinadas moléculas orgânicas e transferido ao oxigênio molecular, oxidando dessa forma a molécula e formando peróxido de hidrogênio durante o processo.
Essa oxidação de moléculas tóxicas pelos peroxissomos é uma função importante das células hepáticas e renais.
Exemplo: metade do álcool ingerido por uma pessoa bebe é oxidado em acetaldeído pelos peroxissomos hepáticos.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
MITOCÔNDRIAS:
Servem como locais de produção da maior parte da energia celular.
Variam de tamanho, formato e quantidade.
É circundada por uma membrana interna e uma externa separados por um espaço intermembranoso estreito.
Diversas dobras da membrana interna formam cristas nas quais estão as enzimas oxidativas, no qual tem a função de oxidar nutrientes formando ATP
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
MITOCÔNDRIAS:
O ATP é então transportado para fora da mitocôndria e se difunde pela célula para liberar sua própria energia onde ela for necessária para realizar as funções celulares.
São capazes de se reproduzirem sozinhas (DNA próprio).
Podem migrar através do citoplasma de uma célula.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
RIBOSSOMOS:
São consideradas “fábricas de proteínas” da célula.
São muito pequenos e podem ser encontrados livres no citoplasma.
Podem estar ancoradas na superfície externa de muitas partes do retículo endoplasmático.
Os ribossomos são compostos de uma mistura de RNA e de proteínas e funcionam na síntese de novas moléculas de proteínas na célula.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE):
É uma rede de estruturas vesiculares, tubulares e achatadas no citoplasma.
Os túbulos e as vesículas se interconectam.
Suas paredes também são constituídas de membranas com dupla camada lipídica, com grandes quantidades de proteínas, similares às da membrana celular.
As substâncias formadas em algumas partes da célula entram no espaço do RE e são então conduzidas para outras partes da célula.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO (RE):
Pode ser de dois tipos:
Retículo Endoplasmático Rugoso:
Possui ribossomo em sua superfície
Abundante em células que são ativas na síntese e na secreção de proteínas
Retículo Endoplasmático Liso:
Não possui ribossomo em sua superfície
Serve como local para reações enzimáticas na produção e inativação de hormônios esteróides
Serve para armazenamento de Ca2+ nas células musculares estriadas
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
COMPLEXO DE GOLGI:
Esta intimamente relacionado com o retículo endoplasmático.
Consiste num conjunto de sacos achatados com cavidades denominadas cisternas no interior de cada saco. Semelhante a uma pilha de panquecas.
Um lado da pilha encontra-se na frente do RE e serve a este como local de entrada de vesículas que contêm produtos celulares.
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CITOPLASMA E SUAS ORGANELAS
COMPLEXO DE GOLGI:
O lado oposto da pilha de sacos do complexo de Golgi fica na frente à membrana plasmática e na medida que o produto celular passa em direção a esse lado, ele é quimicamente modificado e liberado no interior das vesículas que foram formadas fora do saco.
As substâncias transportadas são então processadas no complexo de Golgi para formar lisossomos, vesículas secretórias e outros componentes citoplasmáticos.
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NÚCLEO CELULAR 
O núcleo é o centro de controle da célula, ou seja, é uma organela que contém o DNA de uma célula (genes).
Os genes determinam as características das proteínas da célula.
Os genes também controlam e promovem a reprodução da própria célula.
A maioria das células do corpo possui um núcleo. Exceções são: células musculares esqueléticas (2 ou mais núcleos), eritrócitos maduros (não possuem núcleo).
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NÚCLEO CELULAR 
Envolvido por uma membrana interna e outra externa – membrana nuclear.
A membrana externa é uma extensão do RE do citoplasma celular.
Em vários pontos, a membrana externa e interna se fundem e formam um complexo de poros nucleares.
Cada complexo de poros nucleares possui uma abertura central – poro nuclear.
Através destes complexos pequenas moléculas podem passar por difusão, mas o movimento de proteínas e do RNA através dos poros é um processo seletivo que consome energia.
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REFERÊNCIAS
FOX, Stuart Ira. Fisiologia humana. 7. ed. Barueri, SP: Manole, 2007.
GUYTON, Arthur C.,. Fisiologia humana. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 2008.
GUYTON, Arthur C.,; HALL, John E. Fisiologia humana e mecanismos das doenças. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1993.
GUYTON, Arthur C.,; HALL, John E. Fisiologia humana e mecanismos das doenças. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1998.