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Citoplasma Prof. O citoplasma de procariótos Citoplasma de eucariotos 1. Citoesqueleto e movimentos celulares Citoesqueleto É uma complexa rede de filamentos protéicos que podem ser microtúbulos, microfilamentos de actina e filamentos intermediários. Estão envolvidos na divisão, crescimento e diferenciação celular. Microtúbulos Microfilamentos de actina Filamentos intermediários. Centríolos •Formadas por microtúbulos; •Responsável pela formação de cílios e flagelos; •Participam da divisão celular. Funções dos microtúbulos citoplasmáticos •Transporte intracelular; •Morfogênes; •Construção do fuso mitótico; •Motilidade. Síndrome dos cílios imóveis: - Espermatozóides - Sistema respiratório. • Amebas; • Glóbulos brancos. • Proteínas fibrosas (queratina); • Força mecânica; • Junções celulares. 2. Organelas citoplasmáticas Dogma central da Biologia DNA RNA Formação e crescimento dos organismos Proteína replicação É uma rede de canais membranosos que podem ser de dois tipos: RE rugoso (associado a ribossomos) está envolvido com a síntese protéica e membranas, e o RE liso (não contém ribossomos) é envolvido na síntese de lipídeos. 2.1. Retículo Endoplasmático Célula pancreática MET Peroxissomo Mitocôndria Lisossomo Retículo Endoplasmático Rugoso Núcleo Complexo de Golgi Componentes do Envelope Nuclear: Duas membranas: - interna: associada a lâmina nuclear e cromatina ou cromosomos; - externa: associação de ribossomos e continuidade com o RER. Retículo endoplasmático • Complexo sistema de canais; • Transporte de substâncias e síntese de proteínas e lipídios. – Granuloso (ou rugoso) – Não-granuloso (ou liso) ergastoplasma Retículo Endoplasmático Rugoso MET de cél. de pâncreas canino Núcleo RER Polirribossomo • Composto por tubos achatados e com polirribossomos; • Síntese de proteínas e certos lipídios; • Células secretoras de proteínas: acinosas do pâncreas (enzimas digestivas), fibroblastos (colágeno) e plasmócitos (imunoglobulinas). Retículo Endoplasmático Rugoso Síntese, modificação e transporte de proteínas. Estes componentes podem: • permanecer no RE; • seguir para outras organelas; • ser dirigido para o meio extracelular; início da via biossintética secretora da célula. Luz (lúmen) do RE = reações bioquímicas específicas, modificam a estrutura de lipídios e proteínas. São granulos formados por duas subunidades, que são constituídas de RNA e ppt. São encontrados livres no citosol ou unidos ao retículo endoplasmático e à superfície externa do núcleo. Ë responsável pela síntese protéica. Ribossomos Nos ribossomos, os aminoácidos são ligados e formam as diversas proteínas dos seres vivos. As proteínas podem ser enzimas, anticorpos, hormônios... • Vários ribossomos lendo um RNAm polissomos • Proteínas vão para toda a célula e exterior. Retículo Endoplasmático Liso RER REL Núcleo REL MET de cél. de Leydig humana Reconstituição 3D de REL, cél. hepática Não-granuloso • Composto por tubos cilíndricos e sem ribossomos; • Armazenamento de substâncias como por exemplo: – fígado: Glicose (grãos de glicogênio) e enzimas neutralizadoras (fármacos e álcool); – Adrenal: esteróides (hormônios). • Células musculáres retículo sarcoplasmático. • Formação de fosfolipídeos para as M.Ps. Proteínas citosólicas transportadoras (mitocôndrias, cloroplastos) Vesículas transportadoras (Golgi, lisossomos, membrana plasmática) Exportação de lipídios de membrana do REL Drogas insolúveis = tendem a se acumularem no organismo podendo chegar a níveis tóxicos; Destoxificação = reações de hidroxilação que transformam drogas insolúveis em substâncias hidrossolúveis; enzimas da família do citocromo P450; Ocorre no REL : fígado, rins, pele e pulmões. REL por efeito de drogas reduz muito o efeito de medicamentos Desintoxicação REL e a desintoxicação da célula Fígado de rato submetido tratamento prolongado com barbitúrico REL Funções do RE Síntese protéica; Modificações de lipídios e proteínas; Síntese de lipídios; Síntese de hormônios esteróides; Destoxificação; Reservatório de Cálcio (contração muscular); Glicogenólise; Comunicação entre organelas; Suporte mecânico; Segregação no seu lúmen. RER REL RER e L Consiste de uma pilha de sacos membranosos e achatados, em forma de disco, também conhecidos como cisternas. Processa e acondiciona substâncias para secreção e uso da própria célula, liberando vesículas através de suas paredes laterais (que são mais desenvolvidas). 2.2. Aparelho de Golgi Complexo golgiense • Concentração, modificação e eliminação de secreções. • Sacos lameliformes (cisternas) dictiossomos; – Face cis: voltada para o RER. – Face trans: voltada para a MP. • Destinos: – Exocitose; – Lisossomos; – Membrana plasmática. • Espermatozóides. Complexo de Golgi Face de entrada CIS Próximo ao RE Face de saída TRANS Próximo a MP Aspectos funcionais do Complexo de Golgi Via Biossintética Secretora Seleção, endereçamento e transporte RE Complexo de Glogi Membrana Plasmática Formação do acrossomo Liberação da vesícula acrossomal contendo grânulos pro-acrossomais Formação das membranas celulares Vesículas do CG vão para outras organelas Fusão com a MP = libera o conteúdo vesicular Fusão das membranas São pequenas vesículas produzidas pelo Aparelho de Golgi, que participam da nutrição celular e de mecanismos de defesas da célula. 2.3. Lisossomos • Organelas delimitadas por membranas próprias arredondadas, sem DNA e ribossomos; • Sao observados em abundancia em celulas do sistema reticulo- endotelial de todo o organismo: monocitos (sangue), macrofagos (pulmao), e macrofagos. Tambem, na medula óssea, baço, linfonodos, cavidades, osso, dentre outros. • Digestão intracelular: – Heterofágica digestão de substâncias da fagocitose; • Fagossomo ou pinossomo – Autofágica digestão de substâncias da própria célula; • Transformação celular: hemácias (ou eritrócitos); • Girinos; • Clasmocitose: digestão extracelular. O funcionamento errôneo dos lisossomos pode resultar em doeças nos seres humanos, como: - Silicose: rompimento e liberação de enzimas no citoplasma. - Artrite reumatóide: liberação de enzimas no espaço extracelular. - Tay-Sachs: mau funcionamento das enzimas nas células nervosas. - Retardo mental e de crescimento: deficiência enzimática • Os lisossomos possuem mais de 50 hidrolases acidas, enzimas com atividade proteica particular, envolvidas na degradacao de macromoleculas das celulas, incluindo proteinas, carboidratos, acidos nucleicos e lipidios Oxidação de substâncias orgânicas 2.4. Peroxissomos • Organelas arredondadas; • Oxidação de substâncias orgânicas, em especial os ácidos graxos; - ocorre a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2 = água oxigenada); - Esteé degradado pela enzima catalase, formando água e oxigênio; 2 H2O2 2 H2O + O2 • Degradação do etanol em aldeído acético • Fígado e rins Certas enzimas dos peroxissomos atuam como catalizadores das primeiras reações envolvidas na síntese de fosfolipídeos da bainha de mielina das células nervosas. Deficiências nessas ensimas e desordens que possam ocorrer nos peroxissomos levam a doenças neurológicas graves. do grego mito: filamento e chondrion: grânulo) É uma organela limitada por uma dupla camada lipoprotéica, sendo a interna dobrada formando cristas. Possui DNA próprio (materno) e ribossomos. São responsáveis pela respiração celular. Quanto maior a atividade metabólica, maior a quantidade de mitocôndrias. (ex.: células hepáticas 1.000 à 1.600; ovócitos até 300.000) 2.5. Mitocôndria Função da mitocôndria Produção de Energia- as substancias nutritivas penetram nas mitocôndrias, onde reagem com o gás oxigênio, em um processo comparável à queima de um combustível. Essa reação recebe o nome de respiração celular: ciclo de Krebs (matriz) cadeia respiratória (cristas). A partir daí é produzido energia em forma de ATP (adenosina trifosfato). Disfunção muscular: ptose Equação geral da respiração aeróbica C6H12O6 + 6 O2 + 30 ADP + 30 Pi 6 CO2 + 6 H2O + 30 ATP 1 molécula de glicose 30 ATP Etapas da respiração celular: 1. Glicólise (citosol) 2. Ciclo de Krebs (matriz mitocondrial) 3. Fosforilação oxidativa (cristas mitocondriais) } Fase anaeróbica } Fase aeróbica Citosol Crista mitocondrial Mitocôndria Glicose (6 C) C6H12O6 Total: 10 NADH 2 FADH2 1 ATP 1 ATP 1 NADH 1 NADH Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) 6 O2 6 H2O 26 ATP 6 NADH 2 FADH 2 ATP 4 CO2 2 CO2 2 NADH 2 acetil-CoA (2 C) Ciclo de Krebs Visão geral do processo respiratório em célula eucariótica Mapa conceitual: Célula 1. O Complexo de Golgi, em células animais, relaciona-se à formação do acrossomo presente nos espermatozóides. 2. O flagelo é um aparto funcional da célula formado por microtúbulos e está presente tanto nas células procariontes quanto eucariontes. 3. A quantidade de estruturas no citoplasma está relacionada com a atividade metabólica da célula. 4. Os peroxissomos tem a função digestiva, sendo responsável pela degradação da calda dos girinos em sua passagem para a fase adulta. 5. A organela diretamente ligada a membrana nuclear é o retículo endoplasmático liso. A matéria viva é constituída de átomos, que se reúnem quimicamente formando as moléculas, e estas dão origem às organelas celulares que constituem as células. Nas células ocorrem todos os processos de produção de energia, sendo cada uma independente energeticamente da outra. Para isto é necessário um grande aparato de organelas funcionando de forma integrada. Sobre a célula e suas organelas, observe o esquema ao lado e julgue os itens. • O que são Lisossomos? Qual sua principal função? • Qual o destino dos materiais digeridos nos lisossomos? • Diferencie Retículo endoplasmático Liso de Rugoso. Qual sua importância para as células? • Descreva de forma sucinta a síntese protéica associada ao retículo. • Quais os principais substâncias produzidas no retículo endoplasmático Liso? Quais as outras funções que desempenha? Explique • Qual a ligação entre Retículo endoplasmático e Complexo de Golgi? • Quais as principais atividades exercidas pelo Complexo de Golgi? • Quais as principais diferenças nas biomembranas do Retículo endoplasmático e do complexo de Golgi? O que isto significa? Citologia é a área das ciências biológicas que estuda as células. Na hierarquia dos níveis de organização biológica, as células são as unidades básicas da vida. Sobre este assunto, é correta afirmar que: • 01. Eucariontes são um grupo de seres vivos assim denominados por possuírem uma estrutura membranar chamada córion. • 08. Procariontes são os indivíduos que não possuem material genético. • 09. Células que possuem apenas metade do número dos cromossomos típico da espécie são chamadas haploides. • 11. Células que possuem dois núcleos são denominadas diploides. • 19. O DNA é composto de uma dupla fita enquanto o RNA é uma fita única. Marque a alternativa que contenha o somatório dos itens corretos: • 20 • 21 • 19 • 28 • 29 O núcleo é uma estrutura que coordena e comanda todas as funções celulares. Sobre este tema, julgue os itens seguintes • Ao observarmos o núcleo interfásico em microscópio óptico, verificamos a total compactação da cromatina, que passa a chamar- se cromossomo. • A membrana nuclear apresenta “poros”, através dos quais ocorrem importantes trocas de macromoléculas entre núcleo e citoplasma. • A carioteca corresponde ao fluido onde estão mergulhados os cromossomos e as estruturas que formam o nucléolo. • O nucléolo é uma região de intensa síntese de RNA ribossômico (RNAr). • A cromatina é formada por uma única e longa molécula de RNA, associada a várias moléculas de glicoproteínas. • Marque a alternativa que contém o correto julgamento dos itens: • F V F F V • F V F V F • F V V F F • V F F V V • V V F V F Um cromossomo é formado por uma longa molécula de DNA associada a proteínas. Isso permite afirmar que o núcleo de uma célula somática humana em (W) possui (K) moléculas de DNA. Qual das alternativas indica os termos que substituem corretamente as letras W e K? • W: fim de mitose (telófase); K:23. • W: início de interfase (G1); K: 46. • W: fim de interfase (G2); K: 23. • W: início de mitose (prófase); K: 46. • W: qualquer fase do ciclo celular; K: 92. Com relação às organelas celulares é correto afirmar: • A função do complexo golgiense (de Golgi) é armazenar proteínas já produzidas pela célula, sem participar da biossíntese destas moléculas. • A síntese protéica nos eucariontes depende da presença de ribossomos. Nos procariontes, é necessário, apenas, a presença de polirribossomos. • No retículo endoplasmático não-granuloso (liso) ocorre a síntese de proteínas que serão utilizadas pela própria célula, no seu citoplasma. • No retículo endoplasmático granuloso (rugoso) ocorre a síntese de proteínas que serão secretadas pela célula. • Os ribossomos participam da síntese de diversas biomoléculas celulares, como as proteínas, o DNA e os lipídeos. • Uma pessoa foi submetida a um tratamento com determinado antibiótico, após passar por consulta com um médico. Na bula desse medicamento estava informado que ele atuava bloqueando a síntese protéica das bactérias causadoras da doença. Sabendo disso, reponda: em que estrutura da célula das bactérias esse medicamento atua? Obrigado! Fábiologia Professor Esp. Fábio Júnio Ciências Biológicas Fabiojunio.ramos@yahoo.com.br
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