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Organelas Celulares Notas de aula Prof. Ubirajara Neves ORGA N EL A S C EL UL A R ES PROF. UBIRAJARA NEVES JULHO/2009 enominamos organelas as estruturas existentes no citoplasma e que desempe- nham alguma função ativa no metabolis- mo celular. Em geral, podemos agrupá-las em três grupos: organelas não membranosas, organelas com membrana única e organelas com dupla membrana. ORGANELAS NÃO MEMBRANOSAS São aquelas que não apresentam uma mem- brana lipoproteica circundando sua estrutura. Entram aqui os ribossomos e os centríolos. RIBOSSOMOS São estruturas em forma de grânulos, com dimensões muito reduzidas (cerca de 20nm em células eucarióticas), responsáveis pela execução da síntese proteica. Podem ser encontrados tanto em células procarióticas como nas eucarióticas. São formados por duas subunidades de tama- nhos desiguais que se formam no nucléolo, mi- gram para o citoplasma e reúnem-se para formar os ribossomos funcionais. Através da tradução do código genético pre- sente numa molécula de RNAm (RNA mensagei- ro), os ribossomos reúnem os aminoácidos se- gundo uma ordem determinada, formando assim a cadeia polipeptídica que irá constituir uma mo- lécula de proteína. É comum encontrar grandes quantidades de ribossomos aderidos a membranas, como a cario- teca e o retículo endoplasmático. Encontram-se também filas de ribossomos reunidos por um mesmo RNAm, constituindo o que denominamos polissomos. FIGURA 1 ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL DE UM RI- BOSSOMO DE CÉLULA PROCARIÓTICA (FONTE: CENTER FOR MOLECULAR BIOLOGY OF RNA, UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA EM SANTA CRUZ). Os ribossomos são também encontrados no interior de outras organelas, como os plastos e as mitocôndrias. Nessas condições são menores, semelhantes àqueles existentes em bactérias. CENTRÍOLOS São organelas não membranosas presentes exclusivamente em células eucarióticas. Faltam em células de vegetais superiores e de alguns fungos. Um centríolo é constituído por 9 conjuntos de 3 microtúbulos proteicos unidos entre si, forman- do um pequeno cilindro. Em células animais usualmente estão presen- tes aos pares, constituindo um diplossomo, par de D 3 centríolos perpendiculares. Em tais células estas organelas participam ativamente do processo de divisão celular, formando o áster e o fuso mitótico (ou meiótico). É importante ressaltar que, quando presentes em células vegetais, nunca participam do processo de divisão celular. FIGURA 2 UM PAR DE CENTRÍOLOS (FONTE: SNRU E- LEARNING). A região ao redor de um diplossomo chama-se centrossomo, ou centro de organização de micro- túbulos. São também importantes na formação de cí- lios e flagelos, cuja estrutura interna é muito se- melhante à organização microtubular dos centrío- los. ORGANELAS COM MEMBRANAS SIMPLES LISOSSOMOS Os lisossomos são vesículas membranosas presentes no citoplasma, originadas do complexo golgiense, dentro das quais existem enzimas hi- drolases ácidas, responsáveis pelo processo de digestão intracelular. Os materiais digeríveis pelos lisossomos po- dem provir do meio extracelular ou intracelular. FIGURA 3 ESTRUTURA DE UM LISOSSOMO (FONTE: HTTP://WWW.CARTAGE.ORG.LB). A fagocitose é o principal mecanismo de in- corporação de material que passará pelo processo digestivo. Nesse caso, os lisossomos fundem-se aos fagossomos, vacúolos que contêm as partícu- las fagocitadas. O lisossomo pode também digerir organelas ou porções da própria célula, num processo co- nhecido como autofagia. Quando uma organela já não serve mais para a célula é envolvida por membranas do retículo endoplasmático, constitu- indo um vacúolo denominado autofagossomo. A tal vacúolo juntam-se os lisossomos, procedendo à digestão de seu conteúdo. Lisossomos estão presentes tanto em células animais quanto em células vegetais (alguns biólo- gos discordam disto), embora nestas sejam mi- núsculos e pouco numerosos, mais voltados à autofagia do que a qualquer outra função. PEROXISSOMOS São vesículas membranosas originadas do re- tículo endoplasmático. Em seu interior existem enzimas peroxidades, principalmente a catalase, responsável pela conversão do peróxido de hidro- gênio (H2O2), ou água oxigenada, em água (H2O) e oxigênio molecular (O2). Estão presentes em todas as células eucarióti- cas e sua ausência leva a sérias falhas metabóli- cas, já que o peróxido de hidrogênio é muito tóxi- co para a célula. 4 Estas organelas participam ativamente nas vi- as metabólicas dos lipídios, em especial na betao- xidação de ácidos graxos de cadeia muito longa. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Trata-se de uma rede de canais e cisternas membranosos distribuída pelo citoplasma e em comunicação com a carioteca, apresentando basi- camente função de transporte de substâncias. Está presente em todas as células eucarióti- cas, diferenciando-se em dois tipos: o retículo endoplasmático granuloso (REG), com ribosso- mos aderidos à membrana, e o retículo endo- plasmático não granuloso (RENG), sem ribosso- mos aderidos à membrana. FIGURA 4 OS DOIS TIPOS DE RETÍCULO ENDOPLASMÁ- TICO (FONTE: BOTANY VISUAL RESOURCE LIBRARY). Por ter ribossomos, o REG desempenha tam- bém a função de síntese proteica, produzindo somente proteínas destinadas à exportação, ou seja, que serão utilizadas no exterior da célula. O REG está muito desenvolvido em células secreto- ras, como as células pancreáticas e as células cali- ciformes do intestino. O RENG também participa de síntese de subs- tâncias, em especial esteroides, fosfolipídios e outros lipídios, e está também relacionado a me- canismos de desintoxicação celular, sendo abun- dante em células hepáticas, onde participam do metabolismo alcoólico. COMPLEXO GOLGIENSE É uma organela constituída por uma pilha de sáculos membranosos achatados associados a vesículas, presente em praticamente toda célula eucariótica. Apresenta-se fragmentado na célula vegetal, onde cada fragmento recebe a denominação de sáculos lameliformes (antigamente, dictiosso- mos), cabendo a denominação “complexo golgi- ense” ao conjunto de todos os sáculos lamelifor- mes da célula. FIGURA 5 COMPLEXO GOLGIENSE EM CORTE (FONTE: BROOKLYN COLLEGE DISTANCE LEARNING). Esta organela está relacionada à secreção ce- lular, recebendo materiais sintetizados principal- mente pelo retículo endoplasmático granuloso. O complexo golgiense basicamente recebe material produzido pela célula, modifica-o, empacota-o em vesículas e as distribui. É também responsável pela produção dos lisossomos e pela síntese de polissacarídeos, sendo responsável pela formação da lamela média e demais camadas da parede celular nas células vegetais, e do glicocálix nas células animais. Estruturalmente, apresenta duas faces: uma face côncava, denominada trans, e uma face con- vexa, denominada cis. Vesículas chegam à organe- la pela face cis, dela saindo pela face trans. O complexo golgiense é também responsável pela formação do acrossomo do espermatozoide. 5 ORGANELAS COM DUPLA MEM- BRANA MITOCÔNDRIA Organela presente em todas as células eucari- óticas, responsável pela 2ª e 3ª etapas da respira- ção celular. As mitocôndrias apresentam uma membrana ex-terna lisa, e uma membrana interna com diver- sas invaginações, constituindo as cristas mitocon- driais, onde acontece a cadeia respiratória (se- gunda etapa da respiração celular). Seu interior é preenchido por ummaterial ge- latinoso semelhante ao citoplasma – a matriz mitocondrial. Esta contém enzimas que partici- pam do ciclo de Krebs (uma etapa da respiração celular), bem como ribossomos e DNA semelhan- tes aos das células procarióticas. FIGURA 6 ULTRAESTRUTURA DE UMA MITOCÔNDRIA (FONTE: WIKIPEDIA). As mitocôndrias são organelas capazes de au- toduplicação, podendo aumentar em quantidade caso haja aumento da demanda por energia na célula. Constituem o centro de atividade aeróbica da célula (i. e., que consome O2) e participam tam- bém de outras vias metabólicas, como a betaoxi- dação de ácidos graxos. PLASTOS Organelas exclusivas de células vegetais e al- gais, são também envolvidas por duas unidades de membrana: uma externa, lisa, e outra interna dotada de invaginações que constituem as lame- las. Há diferentes tipos de plastos, mas destaca- remos aqui somente os cloroplastos, dotados de clorofila e responsáveis pela fotossíntese. FIGURA 7 ULTRAESTRUTURA DE UM CLOROPLASTO (FONTE: CLINUVEL PHOTOPROTECTION). No interior dos cloroplastos as lamelas for- mam estruturas discoidais, os tilacoides, que se agrupam em pilhas denominadas granos. As membranas internas do cloroplasto abri- gam os fotossistemas, associações de pigmentos responsáveis pela absorção de luz e iniciação do processo da fotossíntese. O espaço interno de um cloroplasto é preen- chido por uma matriz gelatinosa denominada estroma, que contém enzimas, ribossomos e DNA. Tal como nas mitocôndrias, os ribossomos e DNA do cloroplasto são semelhantes àqueles presentes em células procarióticas. Os cloroplastos também se autoduplicam.
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