Aula 7 Organelas citoplasmáticas – Parte I

Biologia Celular Aula 7 - Or ganelas citoplasmáticas \u2013 P ar te I INTRODUÇÃ O Como vimos, na aula anterior , encontr amos no citoplasma dif erentes estruturas chamadas de or ganelas celulares. A partir de agora, vamos iniciar o estudo destas organelas, entendendo sua estrutur a e de que forma, atrav és da função que exercem, elas estão envolvidas na \ue0a1siologia celular . Começaremos a partir de duas organelas muito importantes e relacionadas com o metabolismo energético das células: as mitocôndrias e os cloroplast os. Veremos que existe uma estr eita relação entre estas duas organelas. Concluiremos a aula falando sobre os ribossomos, uma or ganela que, ao contrário das demais, não é um compartimento delimitado por membrana, mas fundamental ao funcionamento celular . OBJETIVOS Reconhecer a existência das organelas citoplasmáticas; Reconhecer a estrutura e a função das or ganelas envolvidas no metabolismo energético das células: mitocôndrias e cloroplastos; Reconhecer a estrutura e a função dos ribossomos. ORGANELAS CIT OPLASM Á TICAS Na aula anterior , vimos que faz par te do citoplasma das células eucariontes diversas or ganelas citoplasmáticas, lembra? Estas organelas são, na maioria das vezes, compartimentos delimitados por membr ana. Elas são chamadas de organelas membr anosas e são exemplos o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, os lisossomos e outr os. Dentro delas, ocorrem determinados pr ocessos e reações químicas especí\ue0a1cas. Na imagem, podemos observar estas organelas. Figura 1 - Célula E ucarionte Podemos observar a presença de difer entes organelas citoplasmáticas no citoplasma de uma célula eucarionte. No entanto, existem também organelas que não são compartimentos delimitados por membrana, como os ribossomos que vamos estudar nesta aula. Eles são então chamadas, por alguns, de organelas não membr anosas. ORGANELAS ENVOL VIDAS COM O MET ABOLISMO ENERGÉ TICO Fonte da Imagem: Goldenarts / Shutterstock Sabia que as organelas cit oplasmáticas exer cem difer entes funções? Existem aquelas envolvidas com a síntese e a quebra de moléculas, com armaz enamento de sustâncias, com metabolização e com a produção e o consumo de energia. Neste moment o, vamos aprender sobre as organelas que estão envolvidas no metabolismo energético, ou seja, na produção e no consumo de ener gia pela célula. São as mitocôndrias e os clor oplastos. AS MIT OCÔNDRIAS As mitocôndrias são organelas pr esentes em quase todos os tipos de células eucariontes. A quantidade de mitocôndrias, em uma célula, varia de acordo com a atividade metabólica da célula, uma v ez que relacionada com a produção de energia, células que necessitam de mais ener gia terão maior quantidade de mitocôndrias. As mitocôndrias podem ter formatos dif erentes, dependendo do tipo de célula. ESTRUTURA DAS MI TOCÔNDRIAS As mitocôndrias têm uma estrutur a característica. São dotadas por duas membr anas separ adas por um espaço, o espaço intermembr ana . A membrana externa é lisa e a interna é pr egueada, formando as cristas mitocondriais. O seu interior é preenchido por uma matriz mitocondrial, onde encontr amos mergulhados, ribossomos e moléculas de DNA. Veja na imagem abaixo: Figura 2 - Mit ocôndria e sua estrutura Podemos ver a estrutur a de uma mitocôndria, assim como foi descrita anteriormente. Os detalhes estão destacados pelos nomes. FUNÇÕES DA MI TOCÔNDRIA As mitocôndrias são o local onde ocorre a pr odução da maior par te da energia que a célula precisa par a manter as suas funções vitais. Para isso, é utilizada a ener gia proveniente da quebr a de nutrientes, como a glicose, os ácidos grax os e os aminoácidos, para ligar mais um r adical fosfato (fosfato inor gânico) ao ADP . Podemos observar , nestas reações químicas, a produção e a quebra de A TP: A respir ação celular aeróbica consiste em uma sequência de reações químicas de oxidação e r edução, com participação do oxigênio, e que ocorre em etapas em diferentes regiões da célula e mesmo da mit ocôndria. A glicose, proveniente dos aliment os, é a principal fonte de energia para este pr ocesso. A reação química ger al da respiração celular pode ser vista a seguir: Podemos ver que, nesta reação, as moléculas de glicose r eagem com o oxigênio e ocorre a formação de gás carbônico, água e energia livre, que é utilizada par a fosforilar o ADP . Das etapas da respir ação celular , a primeir a delas, chamada de glicólise , ocorre no citoplasma. Os pr odutos da glicólise (duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato) entr am nas mitocôndrias e lá dentro passam pelas outr as duas etapas, o Ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa (glossário) . As mitocôndrias têm uma car acterística curiosa: possuem DNA próprio . Encontramos, em seu interior , várias cópias de pequenas moléculas circulares codi\ue0a1cando algumas proteínas que participam da fosforilação oxidativa. A maior parte das proteínas mitocondriais é codi\ue0a1cada por genes localizados no núcleo da célula. Esta e outras car acterísticas das mitocôndrias \ue0a1zer am com que fosse criada a T eoria da Endossimbiose (glossário) . Algumas evidências supor tam a T eoria 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 mit ocôndria se assemelha à membrana das bactérias; A membrana externa da mit ocôndria se assemelha à membrana das células eucariontes. A capacidade de se multiplicar dentro da célula, por \ue0a1ssão, da mesma forma que as bactérias se multiplicam. OS CL OROPLASTOS Os cloroplastos fazem parte de um grupo de organelas chamadas plastídeos. Eles estão presentes em células v egetais e de algas. São estas organelas que confer em coloração às algas e plantas, devido ao seu conteúdo de clor o\ue0a1la, um pigmento verde. Veja na imagem: Figura 3 - fot ogra\ue0a1a de um tecido vegetal, mostr ando a presença de clor oplastos (verdes) no interior das células. ESTRUTURA DOS CL OROPLASTOS Eles possuem duas membranas formando o envelope do clor oplasto. Entre as duas membr anas há um espaço intermembranas. No seu interior , existem os tilacoides, que são como sacos achatados e empilhados, formando o grana. Nos tilacoides ocorr e a captação da energia luminosa pelas moléculas de cloro\ue0a1la. A estrutur a do cloroplasto pode ser vista na imagem a seguir: Figura 4 - Estrutur a de um cloroplasto, com destaque par a o gr ana, formado por uma pilha de tilacoides, que têm cloro\ue0a1la no seu interior . FUNÇÃO DOS CL OROPL ASTOS Os cloroplastos são r esponsáveis pelo processo de fotossíntese , que consiste na utilização de ener gia luminosa para \ue0a1xação do carbono, do gás carbônico da atmosfer a, produzindo glicose. Veja a equação: A fotossíntese é a fonte de carboidr at os (glicose) utilizados por todos os ser es vivos par a pr odução de energia. É também, por meio da fotossíntese, que é pr oduzido o oxigênio que os ser es vivos r espir am e ainda a redução da quantidade de gás carbônico da atmosfer a. RELAÇÃO ENTRE MI T OCÔNDRIAS E CL OROPLASTOS Como pudemos ver estas duas organelas estão envolvidas no metabolismo ener gético das células. Os cloroplastos são as organelas que conseguem utilizar a energia luminosa do Sol par a produzir moléculas de glicose. Esta energia \ue0a1ca armazenada nas ligações químicas presentes na molécula. As mitocôndrias, por sua v ez, quebram a molécula de glicose e liberam esta ener gia, que é utilizada para produzir A TP . Além disso, na fotossíntese, ocorre a pr odução de oxigênio e o consumo de gás carbônico. Na respir ação celular , o oxigênio é consumido e o gás carbônico é liber ado para a atmosfer a. É o que nos mostra a \ue0a1gur a abaixo: Figura 5 - Relação entr e os cloroplastos e as mitocôndrias. Os cloroplastos pr oduzem os açúcares (glicose no caso) e as mitocôndrias consomem estes metabólit os. Podemos perceber também o que ocorre em r elação aos gases de oxigênio e ao gás carbônico. OS RIBOSSOMOS Os ribossomos são pequenas estruturas encontr adas em todas as células, formados por RNA ribossomal e proteínas ribossomais. O RNA é sintetizado no nucléolo da célula e no núcleo se associa às proteínas para formar as subunidades ribossomais. Cada ribossomo possui uma subunidade maior e uma subunidade menor . Os ribossomos fazem a tradução do RNA mensageir o para síntese de proteínas, formando o complex o de tradução. Logo, podemos dizer que eles sintetizam as proteínas na célula. Os ribossomos são encontrados nas células sob duas formas: Livres Os ribossomos livres são encontr ados soltos no citoplasma. P odem ocorrer como um único ribossomo ou em grupos conhecidos como polirribossomos, que são formados quando vários estão associados ao mRNA ao mesmo tempo, conforme podemos ver na imagem: Podemos ver na imagem um polirribossomo sendo uma molécula de RNA mensageiro com vários ribossomos ligados ao mesmo tempo. T ambém temos um ribossomo único ligado ao RNA mensageiro. Os ribossomos livres ocorrem em maior númer o que os ribossomos associados ao retículo em células que retém a maioria das proteínas fabricadas. Eles são r esponsáveis pela síntese das proteínas em solução no citoplasma ou formam element os móveis ou estruturas cit oplasmáticas impor tantes. Associados ao retículo endoplasmático gr anular Os ribossomos associados ao retículo endoplasmático gr anular ocorrem em maior número que os ribossomos livres em células que secretam suas pr oteínas fabricadas (células pancreáticas produt oras de enzimas digestiv as, por exemplo). Neste caso, as proteínas são produzidas e lançadas par a dentro do r etículo endoplasmático, que vai empacotá-las em vesículas e enviá-las ao local da célula onde ser ão utilizadas ou mesmo para ser em jogadas para for a da célula. A TIVIDADES 1 - Nós aprendemos que as organelas são, na maioria das vez es, espaços delimitados por membrana. NÃO se encaixam nesta de\ue0a1nição: Ribossomos Mitocôndrias Cloroplastos Retículo endoplasmático Complexo de Golgi Justi\ue0a1cativa 2 - As mitocôndrias são consider adas as \u201ccasas de for ça\u201d das células viv as. T al analogia ref ere-se ao fato de as mitocôndrias: Estocarem moléculas de A TP produzidas na digestão de alimentos. Produzirem A TP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas or gânicas. Consumirem moléculas de A TP , na síntese de glicogênio, ou de amido a partir de glicose. Serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de A TP . Produzirem A TP a par tir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio. Justi\ue0a1cativa 3 - Os cloroplastos são or ganelas presentes em células vegetais e de algas. Podemos dizer que: Dentro deles ocorre a quebr a das moléculas de glicose. Neles ocorre a respir ação celular aeróbia. Neles ocorre o processo de fotossíntese. Eles consomem oxigênio durante seu funcionament o. Eles liberam gás carbônico par a a atmosfer a. Justi\ue0a1cativa

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