Fundamentos de Biologia Citoplama

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Rachel dos Santos Soler Fonseca
Citoplasma e suas organelas
O citoplasma compreende o espaço entre a membrana plasmática e a carioteca em células eucariotas. Em células procariontes compreende todo seu conteúdo. 
Citoplasma
O hialoplasma é considerado um coloide. Imersos no citoplasma encontramos o citoesqueleto e as organelas citoplasmáticas. Um conjunto de aproximadamente mil moléculas orgânicas diferentes dissolvidas na fase aquosa
Hialoplasma
Faz parte do citoplasma uma solução aquosa contendo uma grande quantidade de moléculas orgânicas e inorgânicas, chamado de hialoplasma ou citoplasma fundamental. 
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ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS
Organela
Funções
Mitocôndrias
Respiração celular – produçãode energia (ATP)
Cloroplastos
Fotossíntese – produção de glicose
Centríolos
Divisão celular – formação do fuso acromático
Ribossomos
Tradução doRNAm – síntese de proteínas
Retículo endoplasmáticogranular
Participada síntese de proteínas
Retículo endoplasmáticoagranular
Armazenamento de substâncias (Cálcio), síntese delipídeos
e hormônios esteroides, desintoxicação.
Complexo de Golgi
Armazenamento, transformação e emissão de moléculas.Origina lisossomos.
Endossomos
Transporteintracelular de substâncias
Lisossomos
Digestãointracelular e autofagia
Peroxissomos
Oxidação de ácidos graxos, oxidação do álcool,
decomposição da H2O2
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Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas presentes em quase todos os tipos de células eucariontes.
A quantidade de mitocôndrias em uma célula varia de acordo com a atividade metabólica da célula.
As mitocôndrias podem ter vários formatos diferentes, dependendo do tipo de célula. 
São dotadas de duas membranas, uma externa lisa e uma interna cheia de pregas, denominadas cristas.
Entre as das membranas existe um pequeno espeço, chamado de espaço intermembranar.
O seu interior é preenchido por uma
matriz mitocondrial.
Micrografia eletrônica de duas mitocôndrias de pulmão
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Importância do ATP
O ATP, produzido pela respiração celular aeróbia, pode ser prontamente quebrado, liberando a energia que está armazenada em sua molécula, na ligação com o terceiro fosfato.
Funções das mitocôndrias
As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais.
O processo de produção de energia com participação das mitocôndrias
se chama Respiração Celular Aeróbia.
Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina 
tri fosfato), que é utilizada como fonte direta de energia pela célula.
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Respiração celular aeróbica
A respiração celular aeróbia é composta por um conjunto de reações de oxidação e redução, que conta, portanto, com a participação do oxigênio. 
A glicose, proveniente dos carboidratos da alimentação, é a principal fonte de energia, embora existam outras.
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Reação geral da respiração celular aeróbica
Quando a glicose é utilizada como fonte de energia, temos a reação geral:
Portanto, é a oxidação da glicose até haver a produção de gás carbônico, água e liberação de energia.
 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 2 H2O + Energia
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Respiração celular aeróbica
A primeira etapa da respiração celular aeróbica, quando a glicose é utilizada, é sua quebra em duas moléculas de ácido pirúvico, denominada glicólise. 
Esta etapa ocorre ainda no citoplasma. 
As duas moléculas de ácido pirúvico entram na mitocôndria e dentro dela geram, cada uma, uma molécula de Acetil-coenzima A. 
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As duas moléculas de Acetil-coA passam por uma série de reações químicas denominadas de Ciclo de Krebs.
No Ciclo de Krebs são liberados elétrons, que são transportados por duas moléculas, o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e o FAD (Flavina adenina dinucleotídeo).
O NADH e o FADH2 formados vão para a última etapa, denominada Fosforilação Oxidativa, quando a maior parte do ATP é produzida.
Os elétrons passam de forma sequencial para as moléculas presentes na membrana das cristas mitocondriais, liberando energia.
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A energia liberada é utilizada pela enzima ATPsintase para produção de moléculas de ATP, fosforilando o ADP.
Cadeia respiratória: Fluxo de elétrons (e-) provenientes do NADH e FADH 2 acoplado a um bombeamento de H+ para o espaço intermembranar. Prótons H+ retornando para a matriz mitocôndria ativando a enzima ATPsintase, responsável pela síntese de ATP
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DNA mitocondrial
As mitocôndrias possuem DNA próprio, várias cópias de pequenas moléculas circulares que codificam algumas proteínas que participam da fosforilação oxidativa.
DNA (genoma) de uma mitocôndria
O DNA mitocondrial apresenta genes que codificam para a síntese de 13 RNAm, 22 RNAt e 2 RNAr. A maioria das 13 proteínas sintetizadas por ribossomos mitocondriais pertencem à cadeia respiratória. Portanto, a maior parte das proteínas mitocondriais é codificada por genes nucleares, produzidas no citoplasma celular e direcionadas, posteriormente, para a mitocôndria.
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O DNA mitocondrial de todas as nossas células é de origem materna. No momento da fecundação, as mitocôndrias presentes nos espermatozoides não penetram no óvulo. De modo que, as mitocôndrias da nova célula são herdadas apenas do óvulo.
Lynn Margulis, fundadora da Teria da Endossimbiose
Teoria da endossimbiose
A teoria da endossimbiose consiste em supor que mitocôndrias (e cloroplastos), em um passado distante, eram bactérias aeróbias que foram incorporadas pelas células eucariontes anaeróbias. 
As células eucariontes passaram a poder utilizar o oxigênio para produção de energia, de forma muito mais eficiente, e forneceram proteção com relação ao meio externo às “células invasoras”.
Algumas evidências suportam a teoria da endossimbiose, como por exemplo:
A presença de DNA próprio;
O DNA é circular como nas bactérias e segue o mesmo código genético;
Os ribossomos mitocondriais se assemelham aos ribossomos bacterianos;
A membrana interna da mitocôndria se assemelha à membrana 
das bactérias; 
A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por fissão, da mesma forma que as bactérias se multiplicam.
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Cloroplastos
Os cloroplastos fazem parte de um grupo de organelas chamadas de plastídeos.
Estão presentes em células vegetais e de algas.
São as organelas que conferem coloração verde às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de clorofila, um pigmento verde.
São responsáveis pelo processo de fotossíntese.
São dotados de duas membranas, que formam o envelope do cloroplasto. Entre as duas membranas há um espaço intermembranas.
No seu interior existem os tilacoides, que são como sacos achatados e empilhados, formando o grana.
Nos tilacoides ocorre uma importante etapa da fotossíntese, a captação da energia luminosa.
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Fotossíntese
A fotossíntese é a fonte de carboidratos (glicose) utilizados por todos os seres vivos para produção de energia.
É também por meio da fotossíntese que é produzido o oxigênio que os seres vivos respiram.
A fotossíntese ainda promove a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfera.
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AULA 09: Organelas Citoplasmáticas: Mitocôndrias e Cloroplastos
Colaboração entre cloroplasto e mitocôndria
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COMPLEXO DE GOLGI
O complexo de Golgi é como se fosse uma central de distribuição da célula.
Ele recebe proteínas e lipídios do retículo endoplasmático através de vesículas transportadoras e fazem o seu empacotamento e remessa para outros locais da célula e até para fora da célula. 
O complexo de Golgi também é importante por originar as organelas chamadas lisossomos, que são um tipo de vesícula específica.
ENDOSSOMOS
Os endossomos são pequenas vesículas encontradas entre a membrana plasmática e o complexo de Golgi, que transporta material proveniente da endocitose.
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LISOSSOMOS
Os lisossomos são vesículas que partem do complexo de Golgi contendo no seu interior enzimas hidrolíticas ácidas.
As enzimas lisossomais foram produzidas no REG e depois transferidas para o complexo
de Golgi.
Os lisossomos participam de processos de digestão de partículas englobadas (fagocitose e pinocitose) e de processos de autofagia.
PEROXISSOMOS
Os peroxissomos são organelas presentes em todas as células, também constituindo-se de pequenas vesículas limitadas por membrana.
Os peroxissomos realizam a oxidação de ácidos graxos, de aminoácidos, de purinas, ácido úrico e outras moléculas.
A oxidação realizada nos peroxissomos está mais envolvida na produção de energia térmica do que na produção de ATP, que ocorre na mitocôndria.
Nas células do fígado e dos rins os peroxissomos estão envolvidos na oxidação do álcool.
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Microtúbulos visualizados com anti-β-tubulina.
Citoesqueleto
O citoesqueleto é responsável por:
Estabelecer a forma da célula e permitir que esta se modifique;
Manter o posicionamento das organelas citoplasmáticas;
Permitir os movimentos celulares;
Participar da divisão celular.
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Movimentos celulares
Contração celular (músculo);
Citocinese (separação do citoplasma no final da divisão celular);
Movimento de microvilosidades;
Movimentos ameboides (pseudópodos);
Movimentos morfogenéticos (durante o desenvolvimento embrionário);
Movimento de organelas;
Movimento de cílios e flagelos;
Movimento dos cromossomos na divisão.
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Composição do citoesqueleto
O Citoesqueleto é composto por:
Microfilamentos;
Filamentos Intermediários;
Microtúbulos;
Macromoléculas proteicas.
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Composição do citoesqueleto
As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de filamentos proteicos:
 Microtúbulos: são formados por tubulina;
 Microfilamentos: são formados por actina;
 Filamentos intermediários: formados por uma família de proteínas fibrosas, tais como vimentina, queratina, desmina etc.
Proteínas motoras não filamentosas como a dineína e cinesina também fazem parte do citoesqueleto; Elas trabalham em conjunto com os microtúbulos e as miosinas 
(que atuam com as actinas), fazendo o deslocamento das organelas, estruturas etc. 
Também fazem parte da estrutura de cílios e flagelos.
22
Microtúbulos
Os microtúbulos são tubos ocos e longos, muito finos, de aproximadamente 24nm;
São formados por dímeros proteicos constituídos por duas cadeias polipeptídicas alfa e beta tubulina, dispostos em hélice;
A proteína alfa-tubulina está exposta em uma extremidade, e a proteína beta-tubulina, na outra extremidade.
23
Os Microtúbulos estão em constante reorganização:
Crescem por uma das extremidades (+), por polimerização dos dímeros. 
Diminuem pela outra extremidade (-), despolimerização.
-tubulina: extremidade (+)
-tubulina: extremidade (-)
Muitos dímeros de tubulina já ficam sintetizados no citoplasma, para serem usados na polimerização. 
24
Importância dos microtúbulos
Eles também originam estruturas estáveis como os centríolos, cílios, flagelos e os corpúsculos basais. 
Estruturas estáveis formadas pormicrotúbulos
Localização
Centríolo
Em todas as células animais
Corpúsculo basal
Na região de ancoragem e origem dos cílios
Cílios
Epitélio das tubas uterinas e das vias respiratórias
Flagelo
Espermatozoides
25
Você sabia....
São alvos de drogas usadas no tratamento do câncer, que impedem a divisão celular:
Colchicina: se liga à tubulina e impede a polimerização.
Taxol: se liga ao microtúbulo e impede a despolimerização.
Os microtúbulos são importantes porque participam: 
Da estrutura e movimentação de cílios e flagelos; 
Do transporte intracelular de partículas;
Do deslocamentos dos cromossomos na mitose;
Do estabelecimento e manutenção da forma da célula. 
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Centríolos
Os centríolos são formados de microtúbulos e estão nas células aos pares; próximos ao núcleo e ao Complexo Golgiense (nos centrossomos ou centro celular);
Os centrossomos são locais de materiais amorfos de onde se originam os microtúbulos que, as vezes, não contém centríolos.
Os centríolos são cilindros de 150nm de diâmetro e 500nm de comprimento e formam um ângulo reto um com o outro. Uma das principais funções dos centríolos é orientar a divisão celular, pois eles originam uma estrutura denominada fuso acromático, onde se prendem os cromossomos.
Possuem 27 microtúbulos dispostos em nove feixes, cada um com três 
microtúbulos paralelos presos entre si.
27
A figura mostra a movimentação dos cílios 
e dos flagelos. O cílio lembra um chicote e
o flagelo é helicoidal. 
Cílios e Flagelos
São projeções das células, formados por microtúbulos e proteínas.
Possuem função de movimentação.	
São formados por um arranjo específico dos microtúbulos recoberto pela membrana plasmática.
28
Cílios e Flagelos
Os cílios tem 0,25m de diâmetro;
Região central formada por microtúbulos estáveis em forma de feixes que crescem no citoplasma a partir de um corpúsculo basal, que é o centro organizador do cílio. 
Ao redor do par central existem 9 pares, unidos por dineína.
Os flagelos têm uma estrutura interna semelhante a dos cílios, porém são muito longos.m 
7
8
Estrutura de um flagelo eucarionte
1- Axonema;
2- Membrana;
3- Transporte intraflagelar;
4- Corpúsculo basal;
5 e 7- Disposição dos microtúbulos;
6 e 8- Tripletes de microtúbulos.
29
Filamentos intermediários
Os filamentos intermediários são mais abundantes em células que sofrem estresses mecânicos, proporcionando resistência física a células e tecidos.
São extremamente úteis em animais que possuem corpo mole como os nematódeos e outros invertebrados que não possuem exoesqueleto.
Tornam as células resistentes ao estresse mecânico como, por exemplo, no axônio de neurônios, em células musculares e células epiteliais.
Queratina
Espaço extracelular
Caderina proteína
de adesão
Queratina
 (filamento do
 citoesqueleto)
Membrana
 plasmática
Placas do 
desmossomo
Queratina 
(filamento do 
citoesqueleto)
Ancoram-se, na membrana plasmática, às estruturas de adesão celular, como os desmossomos, importante para a adesão intercelular.
30
Proteínas que constituem os
filamentos intermediários
Localização
Queratinas
Epitélio da pele, pelos, unhas e cornos
Vimentina
Fibroblastos, células dagliae musculares
Lâminas nucleares
Todas as células animais
Neurofilamentos
Neurônios
Extremidade negativa
perde actina G
Extremidade positiva
ganha actina G
São filamentos de actina, com aproximadamente 7nm de diâmetro.
Estão associados às proteínas ligadoras de actina.
Subunidade de actina G
Microfilamentos
31
C
B
A
Microfilamentos
Participam da composição dos sarcômeros, estruturas responsáveis pela contração muscular.
ATP + CA2+ + Mg2+
32
Microfilamentos
Participam de movimentos envolvendo a superfície celular, como rastejar, fagocitar e movimentos de vilosidades.
Microvilosidade
Feixes contráteis no citoplasma
Protrusões de borda anterior 
de uma célula em movimento 
Anéis contráteis em 
uma célula em divisão
Filamentos de actina em diferentes tipos celulares. 
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Profa Rachel Soler
Citoesqueleto
Microtúbulos visualizados com anti-β-tubulina.
Citoesqueleto
O citoesqueleto é responsável por:
Estabelecer a forma da célula e permitir que esta se modifique;
Manter o posicionamento das organelas citoplasmáticas;
Permitir os movimentos celulares;
Participar da divisão celular.
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Movimentos celulares
Contração celular (músculo);
Citocinese (separação do citoplasma no final da divisão celular);
Movimento de microvilosidades;
Movimentos ameboides (pseudópodos);
Movimentos morfogenéticos (durante o desenvolvimento embrionário);
Movimento de organelas;
Movimento de cílios e flagelos;
Movimento dos cromossomos na divisão.
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Composição do citoesqueleto
O Citoesqueleto é composto por:
Microfilamentos;
Filamentos Intermediários;
Microtúbulos;
Macromoléculas proteicas.
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Composição do citoesqueleto
As várias atividades do citoesqueleto dependem dos três diferentes tipos de filamentos proteicos:
 Microtúbulos:
são formados por tubulina;
 Microfilamentos: são formados por actina;
 Filamentos intermediários: formados por uma família de proteínas fibrosas, tais como vimentina, queratina, desmina etc.
Proteínas motoras não filamentosas como a dineína e cinesina também fazem parte do citoesqueleto; Elas trabalham em conjunto com os microtúbulos e as miosinas 
(que atuam com as actinas), fazendo o deslocamento das organelas, estruturas etc. 
Também fazem parte da estrutura de cílios e flagelos.
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Microtúbulos
Os microtúbulos são tubos ocos e longos, muito finos, de aproximadamente 24nm;
São formados por dímeros proteicos constituídos por duas cadeias polipeptídicas alfa e beta tubulina, dispostos em hélice;
A proteína alfa-tubulina está exposta em uma extremidade, e a proteína beta-tubulina, na outra extremidade.
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Os Microtúbulos estão em constante reorganização:
Crescem por uma das extremidades (+), por polimerização dos dímeros. 
Diminuem pela outra extremidade (-), despolimerização.
-tubulina: extremidade (+)
-tubulina: extremidade (-)
Muitos dímeros de tubulina já ficam sintetizados no citoplasma, para serem usados na polimerização. 
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Importância dos microtúbulos
Eles também originam estruturas estáveis como os centríolos, cílios, flagelos e os corpúsculos basais. 
Estruturas estáveis formadas pormicrotúbulos
Localização
Centríolo
Em todas as células animais
Corpúsculo basal
Na região de ancoragem e origem dos cílios
Cílios
Epitélio das tubas uterinas e das vias respiratórias
Flagelo
Espermatozoides
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Você sabia....
São alvos de drogas usadas no tratamento do câncer, que impedem a divisão celular:
Colchicina: se liga à tubulina e impede a polimerização.
Taxol: se liga ao microtúbulo e impede a despolimerização.
Os microtúbulos são importantes porque participam: 
Da estrutura e movimentação de cílios e flagelos; 
Do transporte intracelular de partículas;
Do deslocamentos dos cromossomos na mitose;
Do estabelecimento e manutenção da forma da célula. 
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Centríolos
Os centríolos são formados de microtúbulos e estão nas células aos pares; próximos ao núcleo e ao Complexo Golgiense (nos centrossomos ou centro celular);
Os centrossomos são locais de materiais amorfos de onde se originam os microtúbulos que, as vezes, não contém centríolos.
Os centríolos são cilindros de 150nm de diâmetro e 500nm de comprimento e formam um ângulo reto um com o outro. Uma das principais funções dos centríolos é orientar a divisão celular, pois eles originam uma estrutura denominada fuso acromático, onde se prendem os cromossomos.
Possuem 27 microtúbulos dispostos em nove feixes, cada um com três 
microtúbulos paralelos presos entre si.
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A figura mostra a movimentação dos cílios 
e dos flagelos. O cílio lembra um chicote e
o flagelo é helicoidal. 
Cílios e Flagelos
São projeções das células, formados por microtúbulos e proteínas.
Possuem função de movimentação.	
São formados por um arranjo específico dos microtúbulos recoberto pela membrana plasmática.
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Cílios e Flagelos
Os cílios tem 0,25m de diâmetro;
Região central formada por microtúbulos estáveis em forma de feixes que crescem no citoplasma a partir de um corpúsculo basal, que é o centro organizador do cílio. 
Ao redor do par central existem 9 pares, unidos por dineína.
Os flagelos têm uma estrutura interna semelhante a dos cílios, porém são muito longos.m 
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8
Estrutura de um flagelo eucarionte
1- Axonema;
2- Membrana;
3- Transporte intraflagelar;
4- Corpúsculo basal;
5 e 7- Disposição dos microtúbulos;
6 e 8- Tripletes de microtúbulos.
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Filamentos intermediários
Os filamentos intermediários são mais abundantes em células que sofrem estresses mecânicos, proporcionando resistência física a células e tecidos.
São extremamente úteis em animais que possuem corpo mole como os nematódeos e outros invertebrados que não possuem exoesqueleto.
Tornam as células resistentes ao estresse mecânico como, por exemplo, no axônio de neurônios, em células musculares e células epiteliais.
Queratina
Espaço extracelular
Caderina proteína
de adesão
Queratina
 (filamento do
 citoesqueleto)
Membrana
 plasmática
Placas do 
desmossomo
Queratina 
(filamento do 
citoesqueleto)
Ancoram-se, na membrana plasmática, às estruturas de adesão celular, como os desmossomos, importante para a adesão intercelular.
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Proteínas que constituem os
filamentos intermediários
Localização
Queratinas
Epitélio da pele, pelos, unhas e cornos
Vimentina
Fibroblastos, células dagliae musculares
Lâminas nucleares
Todas as células animais
Neurofilamentos
Neurônios
Extremidade negativa
perde actina G
Extremidade positiva
ganha actina G
São filamentos de actina, com aproximadamente 7nm de diâmetro.
Estão associados às proteínas ligadoras de actina.
Subunidade de actina G
Microfilamentos
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C
B
A
Microfilamentos
Participam da composição dos sarcômeros, estruturas responsáveis pela contração muscular.
ATP + CA2+ + Mg2+
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Microfilamentos
Participam de movimentos envolvendo a superfície celular, como rastejar, fagocitar e movimentos de vilosidades.
Microvilosidade
Feixes contráteis no citoplasma
Protrusões de borda anterior 
de uma célula em movimento 
Anéis contráteis em 
uma célula em divisão
Filamentos de actina em diferentes tipos celulares. 
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Referencia:
Plano de aula 7
Para estudar:
Introdução à Biologia Celular
Estácio
Cap. 5
Contato:
rachelsoler@gmail.com
Whats app: 99800-3138 
(Não ligue e nem mande mensagens de voz, só texto;
Sem figurinhas de bom dia, boa noite, etc..)