Resumo Biologia Celular

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MEMBRANAS BIOLÓGICAS
As membranas biológicas são envoltórios compostos basicamente por proteínas e fosfolipídios que envolvem as células vivas e delimitam as organelas em seu interior, tornando possível a interação de uma célula com outas e com moléculas do meio. Embora sejam finas, as membranas biológicas são altamente versáteis e complexas, exercendo uma grande variedade de funções na atividade celular. Uma das funções das membranas é o controle da passagem de substâncias, permitindo a passagem de algumas e impedindo a passagem de outras. Devido a isso, é dito que as membranas biológicas possuem permeabilidade seletiva.
A maioria das funções das membranas depende de moléculas de proteínas. Certas proteínas que compõem as membranas regulam a passagem de íons e moléculas menores. Além disso, tais proteínas geram gradientes de prótons muito importantes para a produção de ATP. Também tem algumas enzimas que atuam como enzimas, catalisando diversas reações metabólicas.
Os lipídios estão dispostos em camada dupla, conferindo forma física às membranas. As moléculas lipídicas que compõem essas estruturas são relativamente pequenas, com regiões hidrofílicas e hidrofóbicas:
Região hidrofílica – corresponde à “cabeça” da molécula do fosfolipídio, é eletricamente carregada e possui afinidade com as moléculas de água.
Região hidrofóbica – corresponde à “cauda” da molécula, é formada por ácidos graxos apolares, e não possui afinidade com a água.
Nessas membranas, os fosfolipídios se distribuem lado a lado e se deslocam constantemente, porém, sem perder o contato entre si. As proteínas por outro lado, ficam presas na bicamada dos fosfolipídios. Esse modelo foi originalmente formulado por Seymour Jonathan Singer e Garth L. Nicolson em 1972 e é chamado Modelo de Mosaico Fluido.
NÚCLEO
O núcleo é uma organela presente nas células eucariontes. Ele possui uma subestrutura dinâmica, sendo delimitada por um duplo envoltório, a carioteca, resultante de cisternas do retículo endoplasmático rugoso, que envolvem o material genético da célula. A carioteca está associada à lâmina nuclear, formada por laminas (filamentos intermediários), na sua superfície carioplasmática. O nucleoplasma preserva comunicação com o citoplasma pelos complexos de poro, um conjunto de proteínas (porinas) organizadas que se posiciona nas perfurações da carioteca, selecionando o trânsito entre os dois ambientes. Esse trânsito de substâncias pode ocorrer por vários caminhos distintos, dos quais vários são mediados por receptores de importina. Esses receptores fazem o transporte entre o núcleo e o citoplasma, e se ligam a substratos de transporte diretamente ou por moléculas adaptadoras. Eles cooperam com o sistema da RanGTPase para regular as interações com suas cargas. Os complexos de poro são sintetizados pelo RER em sua porção denominada lamelas anulares. O número de poros nucleares é proporcional à necessidade de trânsito entre o citoplasma e o núcleo. 
O núcleo é o centro de controle das atividades celulares, é onde é armazenado o material genético e de lá é enviado para outros lugares da célula para reproduzir informação genética. O material genético dos eucariontes está representado pelo DNA, sob a forma de cromatina, constituídas em sua maioria por moléculas de DNA descondensadas, ou associado a proteínas histonas em dobramentos, nas células interfásicas. Neste período interfásico, a cromatina pode ser distinta em eucromatina, na forma descondensada, correspondendo a regiões em transcrição ativa, ou heterocromatina, na forma condensada, com regiões do material genético que não estão envolvidas na transcrição.
ORGANELAS CELULARES
Organelas são estruturas presentes nas células, comuns a muitos tipos delas. Isto é, são compartimentos celulares limitados por membranas. Essas estruturas desempenham funções distintas, que, no total, produzem as características de vida associada com a célula. Na célula animal eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo. 
Ribossomos
Os ribossomos são organelas responsáveis pela síntese de proteínas através do RNA mensageiro que vem do núcleo. É composto por uma subunidade maior, uma subunidade menor, fator liberação, RNA mensageiro e RNA transportador.
Existem ribossomos livres no citoplasma e ribossomos no Retículo Endoplasmático Rugoso. Os livres são produtores de proteínas que atuam no citosol. Nos do RER, as proteínas serão expelidas no próprio retículo, e depois utilizadas em demais compartimentos da célula ou levada para o exterior da célula.
Mitocôndria
As mitocôndrias teriam sua origem em bactérias fagocitadas e que não foram diferidas, preservando-se em simbiose com a célula hospedeira primitiva. Essa teoria é denominada teoria endossimbiótica e é a mais aceita atualmente, justificando a origem de sua dupla membrana.
As invaginações em cristas formando prateleiras para o interior da membrana interna ampliam a área de biomembrana posicionando um maior numero de complexos enzimáticos, entre eles as cadeias de oxirredução ou cadeias respiratórias e os complexos fosforilativos, aumentando sua capacidade na metabolização de compostos energéticos. Na câmara interna, ocupada pela matriz mitocondrial, estão presentes DNA e RNA mitocondriais, cadeias enzimáticas para a beta-oxidação de ácidos graxos, do ciclo de Krebs e acúmulo de íons e precursores das vias metabólicas da matriz e das cristas mitocondriais. Na matriz, onde o pH é 8, está localizado o centro de transporte de elétrons (CTE), que possui ATP sintase. A ATP sintase precisa de H+ para funcionar.
Já a membrana externa apresenta características comuns com a membrana plasmática e com as demais organelas com as quais realiza trocas de substâncias. O espaço da câmara externa tem função de concentrar prótons para o transporte iônico através dos complexos forotilativos, presentes nas cristas mitocondriais, e que são responsáveis pela produção de ATP. Quando esse complexo é dissociado da cadeia de oxirredução, a mitocôndria dispende grande parte da energia liberada em seus processos químicos sob a forma de calor.
Retículo Endoplasmático
O retículo endoplasmático é uma organela exclusiva de células eucariontes. Formado a partir da invaginação da membrana plasmática, é constituído por uma rede de túbulos e vesículas achatadas, e está localizado próximo ao núcleo. Esta organela é uma das mais abundantes no citoplasma das células eucariontes, fazendo parte da composição do envoltório nuclear e contribuindo diretamente também para a formação do complexo de Golgi.
Na superfície citoplasmática de suas amplas cisternas ancoram-se ribossomos em associação ao RNA mensageiro para a síntese de proteínas destinadas à constituição de alguma membrana e de proteínas para exportação. Na superfície luminal ocorrem a glicolisação inicial de proteínas, seus dobramentos iniciais e armazenagem.
Devido às suas diversas funções, diferentes nomenclaturas podem ser associadas às suas diferentes regiões. Os tipos de retículos endoplasmáticos são:
Retículo Endoplasmático Rugoso – É formado por sistemas de vesículas achatadas com ribossomos aderidos à membrana. Devido aos ribossomos, participa da síntese de proteínas, que serão enviadas para o exterior da célula. Também possui função de transporte de substâncias. Comumente, dentro do RER ocorre a ligação de carboidrato com as proteínas produzidas pelo ribossomo, formando glicoproteínas. 
Esse tipo de retículo é muito desenvolvido em células de função secretora.
Retículo Endoplasmático Liso – É formado por sistemas de túbulos cilíndricos e não possui ribossomos ancorados à membrana. É responsável principalmente pela síntese de esteroides, fosfolipídios e outros lipídios. Também possui a função de desintoxicação do organismo, atuando na degradação do álcool e substâncias químicas de medicamentos ingeridos. As enzimas do REL tornam algumas drogas mais solúveis, facilitando o processo de eliminação. Compartilha membranas com a face TRANS do complexo de Golgi,formando a rede transGolgi (TNG), e junto com este cede membranas para a formação de peroxissomos, lisossomos e vesículas para exportação de substâncias.
Esse tipo de retículo é mais abundante em células do fígado, das gônadas e do pâncreas.
Complexo de Golgi
O complexo de Golgi tem origem no retículo endoplasmático, de onde recebe membranas e substâncias para maturação através de sua face CIS, sendo responsável pela glicolisação terminal de suas secreções. Enzimas presentes nas cisternas e membranas dos 3 a 8 sáculos empilhados que compõem sua estrutura realizam a sulfatação de substâncias, o que favorece sua desidratação e compactação na maturação dos grânulos secretórios em seu trajeto até o local de exocitose.
Habitualmente, na face TRANS (de maturação), ou côncava, da pilha de cisternas, além de seus sáculos mostrarem continuidade com o REL na formação na TGN, possuem conteúdo de maior densidade, e são mais fragmentados, podendo evidenciar a formação de grandes vesículas de secreção. Já sua face CIS (de formação), ou convexa, apresenta associação com o RER, de onde recebe inúmeras vesículas de transferência cedendo-lhe membranas e substancias. O conteúdo das cisternas CIS é menos denso e as vesículas associadas a sua face são de pequenas dimensões. A maioria das vesículas produzidas no RE é enviada para o complexo de Golgi onde sofrerão modificações e serão enviadas para os seus destinos (podem permanecer na célula ou ser exocitadas). Assim como o RER, o complexo de Golgi é mais desenvolvido em células secretoras.
Lisossomos
Os lisossomos são bolsas membranosas que possuem enzimas hidrolíticas capazes de digerir substâncias orgânicas (entre elas proteases, lipases, nucleases, fosfolipases e sulfatases), todas possuindo atividade ótima em pH 5,0. As enzimas hidrolíticas são sintetizadas pelo RER e enviadas para o complexo de Golgi. Suas membranas tem origem nos sáculos da face Trans do complexo de Golgi.
Após a segregação da vesícula no citoplasma, as bombas de prótons em sua membrana mandam íons H+ para o seu interior, mantendo o pH ácido e ativando as enzimas.
O lisossomo que contém apenas enzimas em seu interior é chamado de lisossomo primário. Quando associado a um endossomo tardio ou outro vacúolo, forma o lisossomo secundário. O lisossomo terciário é aquele que possuindo apenas resíduos não digeridos, terá seu conteúdo exocitado para o meio extracelular ou será armazenado no citoplasma até a morte da célula. Lisossomos podem se associar a endossomos iniciais, servindo ao processo de transcitose ou transferência de vesículas às organelas de síntese.
As bolsas formadas na fagocitose e na pinocitose, que contém partículas capturadas no meio externo, fundem-se aos lisossomos, dando origem a bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá. Outra função dos lisossomos é reciclar outras organelas celulares envelhecidas, processo conhecido como autofagia. As células animais utilizam o lisossomo para digerir macromoléculas, entretanto a produção excessiva de lisossomos pode destruir uma célula por autodigestão.
Citoesqueleto
O citoesqueleto é formado por um sistema de filamentos citoplasmáticos responsáveis pela sustentação e forma das células, e também pela sua manutenção, permitindo o movimento e transporte de substâncias. Ele é formado por microfilamentos, filamentos intermediários e microtúbulos. Os microfilamentos mantêm a forma da célula, resistindo à tensão. Os filamentos intermediários são responsáveis pela ancoragem do núcleo e outras organelas.
REFERÊNCIAS
AMABIS, José Mariano, MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia volume 1. São Paulo: Moderna, 2004.
Curso de Fisiologia 2012 Neurobiologia - Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu Profa. Silvia M. Nishida
http://www.ibb.unesp.br/Home/Departamentos/Fisiologia/profa.Silvia/03.potenciais_repouso_acao.pdf
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Görlich D1, Kutay U. Transport between the cell nucleus and the cytoplasm. 1999;15:607-60.
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http://www.ufrgs.br/biologiacelularatlas/organelas.htm
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http://www.fea.br/Arquivos/agronomia/Cristina/RESUMO_ORGANELAS_EUCARIONTES.pdf
http://educacao.globo.com/biologia/assunto/fisiologia-celular/citoplasma-e-organelas.html