Estrutura do Citoplasma Celular

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CITOPLASMA
Profª. MSc.Vanessa Moreira
CITOPLASMA DE UMA CÉLULA
PROCARIONTE
 Matriz amorfa: possui água,
muitos íons e moléculas.
 Ausência de organelas
membranosas, exceto o
mesossoma.
 Presença de ribossomos.
 DNA disperso no nucléoide. 
CITOPLASMA DE UMA CÉLULA
EUCARIONTE
 Região entre a membrana plasmática e o envoltório
nuclear.
 A porção mais periférica chama-se ectoplasma (do
grego ektos, fora), e a porção mais interna,
endoplasma (do grego éndon, dentro).
 Composição:
- Citosol
- Organelas
 Funções citoplasmáticas:
- Síntese, armazenamento e transporte de
macromoléculas: ribossomos, retículo endoplasmático,
complexo Golgiense, lisossomos, peroxissomos e
vacúolos.
- Metabolismo energético: cloroplastos e mitocôndrias.
- Sustentação e movimentos: microtúbulos,
microfilamentos, centríolos, cílios e flagelos.
CITOPLASMA
 Formado pelas inclusões citoplasmáticas e
citoesqueleto.
Inclusões
- Macromóleculas detectáveis ao microscópio.
- Não possuem atividade metabólica.
- Não são revestidos por membranas.
- Glicogênio, gotículas lipídicas e pigmentos.
CITOSOL
 Glicogênio
- Produto de armazenamento da glicose nos animais.
- A demanda de energia é suprida pela conversão do
glicogênio em glicose.
- É especialmente abundante nas células musculares
estriadas e hepáticas.
INCLUSÕES
 Gotículas de lipídios
- Armazenamento na forma de triglicerídeos.
- Encontram-se nos hepatócitos, adipócitos e células
musculares estriadas.
 Pigmentos
- Hemoglobina: pigmento encontrado nas hemácias.
- Melanina: produzida pelos melanócitos da pele, dos
pêlos, pelas células pigmentares da retina e por células
nervosas especializadas.
INCLUSÕES
 Pigmentos
Lipofuscina:
- pigmento pardo derivados da fusão de vários
corpúsculos residuais que contêm substâncias que
não foram digeridas pelo lisossomos.
- Estão presentes principalmente em células do
sistema nervoso e musculares cardíacas.
- É chamado também de pigmento de desgaste ou
pigmento da velhice.
INCLUSÕES
- É uma rede tridimensional complexa de filamentos
protéicos.
- Funções:
-Define a forma e organiza a estrutura interna da
célula.
- Suporte.
- Mecânica.
-Responsável pelo movimentos celulares (
cromossomos, cílios e flagelo e formação de pseudópodes)
e contração muscular.
CITOESQUELETO
- Componentes:
- Microfilamentos ou filamentos de actina
- Filamentos intermediários
- Microtúbulos.
CITOESQUELETO
CITOESQUELETO
 E um conjunto de proteínas acessórias:
 Reguladoras: Controlam o nascimento, alongamento, o 
encurtamento e o desaparecimento dos três filamentos;
 Ligadoras: Conectam os filamentos entre si ou com
outros componentes da célula;
 Motoras: Servem para transladar macromoléculas e
organelas.
 Microfilamentos
- Polímeros finos (6-8 nm) da proteína actina;
- São compostos por duas cadeias de subunidades
globulares, a actina G, enroladas uma em torno da
outra, formando uma proteína filamentosa, a actina F.
CITOESQUELETO
- Possuem uma extremidade plus, de crescimento mais
rápido, e uma extremidade minus, de crescimento
mais lento.
→ cessa o alongamento do filamento.
→ permite o alongamento.
- Podem ser de três tipos: actina α, actina β e actina y.
- Liga-se a outras proteínas.
MICROFILAMENTOS
plus minus
gelsolina
polifosfoinositídio
Proteína Números de 
subunidades 
Função
α actina 2 Empacotar filamentos
de actina formando
feixes contráteis.
Fibrina 1 Empacotar filamentos
de actina em feixes
paralelos
Filamina 2 Ligação transversal de
filamentos de actina em
malha gelatinosa
Miosina II 2 Contração por
deslizamento de
filamentos de actina
Miosina V 1 Movimento de vesículas
e organelas ao longo de
filamentos de
actina
Quadro 1: proteínas ligantes de actina
 Os filamentos de actina formam feixes de vários
comprimentos, dependendo da função.
- feixes contráteis
- redes semelhantes a géis
- feixes paralelos
 Feixe contráteis
- geralmente estão associados à miosina II → contração .
- os filamentos de actina dispostos frouxamente e
paralelos uns aos outros, com as extremidades mais e
menos alternadas.
MICROFILAMENTOS
Redes semelhantes a gel
- Formam uma base estrutural para grande parte do
córtex celular (região periférica).
- Filamina: proteína que a mantêm a rigidez e a
integridade do córtex celular.
 Feixes paralelos
- Fimbrina e vilina → pela organização dos
filamentos.
microvilosidades
MICROFILAMENTOS
MICROFILAMENTOS
Microvilosidades Junção de Adesão
MICROFILAMENTOS
A contração muscular depende do deslizamento direcionado
por ATP de um conjunto de filamentos de actina sobre
conjuntos de filamentos de miosina II.
MICROFILAMENTOS
 De tamanho intermediário entre os microfilamentos e os
microtúbulos.
 Diâmetro: 8 a 10 nm.
 Estruturas estáveis e não participam dos movimentos
celulares.
 São abundantes nas células que sofrem atrito
(epiderme) → onde se prendem aos desmossomos.
 Constituídos por diversos tipos de proteínas.
FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS
Principais categorias de filamentos intermediários
 São estruturas longas, retas, cilíndricas e ocas.
 25 nm de diâmetro externo.
 Funções: 
- Dá rigidez e manter a forma da célula.
- Regula os movimentos intracelulares das
organelas e vesículas.
- Representam a base morfológicas de cílios,
flagelos, centríolos e corpúsculo basal.
MICROTÚBULOS
 De acordo com a localização, se classificam em:
 Citoplasmático  presente na célula em intérfase;
 Mitóticos  correspondem às fibras do fuso mitótico;
 Ciliares  localizados nos eixos dos cílios;
 Centriolares  pertencentes aos corpúsculos basais e
centríolos.
MICROTÚBULOS
MICROTÚBULOS
É constituído por 13 protofilamentos
compostos por α e β tubulina.
 Apresentam também a extremidade
plus (rápido crescimento) e minus
(crescimento lento)
 Centrossomo: centro organizador de
microtúbulos.
MICROTÚBULOS
Centrossomo
Presente ao lado do núcleo quando a
célula não se encontra em mitose, organiza o arranjo
de microtúbulos que irradiam deste em direção à
periferia.
formado por um par de centríolos.
Proteínas associadas aos microtúbulos (MAPs):
impedem a despolimerização dos microtúbulos
e auxiliam o deslocamento das organelas e
vesículas dentro da célula.
estruturais
motoras
MICROTÚBULOS
MICROTÚBULOS
- MAPs estruturais
 São responsáveis pela estrutura e pela sustentação dos
microtúbulos. Atuam em cílios, flagelos e centríolos.
 Podem estar amplamente distribuídas ou restritas.
 MAPs motoras
 São responsáveis pelo movimento celular. Pertencem a
dois grupos: dineínas ou quinesinas (cinesinas).
 Estão presentes em axônios, melanóforos e no
transporte vesicular.
ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS
Mitocôndrias
Reticulo endoplasmático liso
Retic. endoplasmático rugoso
Aparelho de Golgi
Ribossomos
Lisossomos 
Peroxissomos
Centríolos
Vacúolos
ORGANELAS MEMBRANOSAS
(constituição lipoprotéica)
NÃO MEMBRANOSAS
Retículo endoplasmático (liso e rugoso) 
Mitocôndria
Complexo de Golgi
Lisossomos 
Peroxissomos
Cloroplasto 
Vacúolos
Ribossomos 
Centríolos
ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS
- É o maior sistema de membranas da célula.
- Constituído por um sistema de túbulos e vesículas
interligados.
- Função: 
- síntese e modificação de proteínas;
- síntese de lipídios e esteróides;
- fabricação de todas as membranas da célula.
- Pode ser de 2 tipos: agranular ou liso e granular ou 
rugoso.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Retículo endoplasmático. Observe que as cisternas do
RER têm formas de sáculos enquanto que as do REL
são tubulares.
RER
REL
Sistema de tubos anastomosados e vesículas
revestidas por membranas.
Não apresenta ribossomos.
Sua função depende do tipo de célula onde se
encontra.
- fígado: processos de conjugação, oxidação e
metilação.
- glândula supra-renal: produção de esteróides.
Participa da síntese de fosfolípidios para todas as
membranas celulares.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISOREL
Consiste em cisternas saculares ou achatadas
limitados por membranas que são contínuas com a
membrana externa do envoltório nuclear.
Membrana → proteínas integrais: atuam no
reconhecimento e ligação de ribossomos à superfície
citosólica.
 Participa da síntese de todas as proteínas que serão
utilizadas nos processos celulares.
Apresentam polirribossomos na superfície da sua
membrana.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
RER
Envoltório nuclear
Núcleo
Ribossomos
 São esféricas ou alongadas medindo 3μm de
comprimento e diâmetro de o,5 μm.
Distribuição: locais do citoplasma com mais gasto
de energia.
 São encontradas em todos os tipos celulares.
 Função: eficientes na transformação de energia
química contida nos metabólitos citoplasmáticos
em energia facilmente utilizável pela célula.
MITOCÔNDRIAS
São constituídos por duas membranas:
Membrana mitocondrial externa (MME)
- lisa e fornece proteção.
- delimita a forma da mitocôndria.
- possui um grande número de porinas →
passagem de moléculas hidrossolúveis.
Membrana mitocondrial interna (MMI)
- pregueada formando cristas.
- número de cristas: proporcional ao
metabolismo energético da célula (células
estriadas cardíacas).
MITOCÔNDRIAS
Matriz mitocondrial
- Líquido denso → viscosidade devido a grande
quantidade de proteínas.
- Componentes:
MITOCÔNDRIAS
- enzimas responsáveis pela degradação de
ácidos graxos, piruvato para acetil CoA e ciclo de
Krebs.
- ribossomos mitocondriais.
-20 tipos de RNAt, 13 tipos de RNAm e 2
tipos de RNAr.
- DNA circular.
Origem: bactéria ancestral aeróbica.
- adaptou-se a uma nova vida endossimbiótica
( simbiose intracelular)
Teoria endossimbiótica
MITOCÔNDRIAS
Origem: bactéria ancestral aeróbica.
MITOCÔNDRIAS
- Células eucariontes anaeróbicas estabeleceram
relação simbiótica com bactérias aeróbicas, utilizando
seu sistema de fosforilação oxidativa.
- Fagocitose- escapando dos mecanismos intracelulares
de destruição de organismos estranhos.
- A membrana do fagossomo teria tornado a
membrana externa da mitocôndria e a membrana da
bactéria tornou-se a membrana interna.
Teoria endossimbiótica
 Proposta por Lynn Margulis.
Evidências:
- apresentam seu próprio material genético (DNA).
- DNA circular ≠ DNA nuclear.
- ribossomos semelhantes ao de procariontes.
- apresentam dupla membrana assim como muitas
bactérias.
- a divisão mitocondrial assemelha-se com a
bacteriana.
Teoria endossimbiótica
As mitocôndrias surgem exclusivamente pela
autoduplicação de mitocôndrias preexistentes.
- aumento de tamanho
- replicação do DNA
- fissão
MITOCÔNDRIAS
 O DNA mitocondrial é diferente do DNA nuclear 
 é circular e não possui histonas;
 tem uma única origem de replicação;
 é muito pequeno -apenas 37 genes (todas as moléculas 
não representam nem 1% do DNA nuclear);
 gera 22 tipos de RNAr, no núcleo são 31;
 O DNA mitocondrial é diferente do DNA nuclear 
 os 2 tipos de RNAr (12s e 16s)
 no código genético existem 4 códons diferentes do DNA
nuclear (AGA, AGG, AUA e UGA);
 Cada mitocôndria possui várias cópias (5 a 10) do
mesmo DNA e no nuclear apenas 2.
- Grande número de subunidades de complexos
protéicos : ATP sintase.
Formação de ATP a partir de ADP e fosfato.
MITOCÔNDRIAS
 Fluxo de elétrons pelos Complexos I, III e IV
bombeamento de prótons H+a partir da
matriz para o interior do espaço intermembranas.
 O aumento da concentração de H+ no espaço
intermembranar
a difusão dos prótons de volta ao
interior da mitocôndria pela ATPsintase.
MITOCÔNDRIAS
MITOCÔNDRIAS
A passagem dos prótons é o fator que altera a
conformação da enzima, que faz com que ela
realize a junção de ADP e Pi (fosfato inorgânico)I
formando ATP.
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+H+
H+
H+
H+
H+
H+
MME e MMI
- Entram em contato → pontos de contato: vias
de entrada e saída de proteínas e pequenas
moléculas do espaço da matriz.
- Pontos de contato: proteínas carregadoras e
reguladoras do reconhecimento de marcadores.
MITOCÔNDRIAS
Constituído por uma ou mais séries de sáculos
achatados, levemente encurvados e delimitadas por
membranas → pilhas de Golgi.
COMPLEXO GOLGIENSE
 Face cis
- mais próxima ao RER.
- tem forma convexa e é considerada a face de
entrada.
 Face trans
- próxima a membrana plasmática.
-tem forma côncava e é considerada a face de saída.
 Função:
-empacotamento e secreção de proteínas
sintetizadas no RER.
- formação do acrossomo nos espermatozóides.
- formação dos lisossomos.
COMPLEXO GOLGIENSE
LISOSSOMOS
 São vesículas delimitadas por membrana, que
contem mais de 40 enzimas hidrolíticas, com a
função de digestão intracelular.
As enzimas variam com as células, porém atuam
com pH 5,0 e são sintetizadas no RER e secretadas
na rede trans do Golgi.
.
Estão presentes em quase todas as células, mas em
maior quantidade nos macrófagos.
Geralmente são organelas esféricas e com aspecto
granuloso.
 Tipos
- Lisossomo primário: aquele que ainda não está
participando do processo digestivo.
- Lisossomo secundário: fusão dos fagossomos ou
pinossomos com o lisossomo primário → liberação
das enzimas → DIGESTÃO INTRACELULAR.
Corpo residual: resto de material não digerido.
LISOSSOMOS
Autofagia
- Digestão de substâncias e velhas organelas
citoplasmáticas da própria célula, reaproveitando
seus compostos.
Heterofagia
- Digestão de substâncias englobadas pela célula,
como na fagocitose e na pinocitose.
 Autólise
- Rompimento dos lisossomos e seu conteúdo
enzimático digere a própria célula.
LISOSSOMOS
 São organelas esféricas, limitadas por membranas,
com diâmetro de 0,5 a 1,2 μm.
Apresentam mais de 40 enzimas oxidativas:
 Função
- Oxidar substratos orgânicos específicos.
RH2 + O2 R + H2 O2
PEROXISSOMOS
urato oxidade
catalase
D-aminoácido oxidase
tóxico
2 H2 O2 2 H2O + O 2
Atua também na desintoxicação do organismo
-Participa da síntese de ácidos biliares e de colesterol.
- Participa da β-oxidação de ácidos graxos.
- Se reproduzem por fissão binária.
- Células vegetais: glioxissomos
PEROXISSOMOS
catalase
 São cavidades delimitadas por membrana, que
variam em tamanho e nas funções.
 Atuam no armazenamento de substâncias dentro
da célula.
 Tipos:
- vacúolo do suco celular
- vacúolo digestivo
- vacúolo residual
- vacúolo contrátil ou pulsátil
VACÚOLOS
Vacúolo de suco celular
- Grande vacúolo encontrado nas células vegetais.
- Armazena água, sais, açúcares e proteínas.
VACÚOLOS
 Vacúolo digestivo e vacúolo residual 
VACÚOLOS
Vacúolo contrátil ou pulsátil 
- Presente nos protozoários de água doce, nos quais a
água entra constantemente por osmose.
- Função: eliminar o excesso de água e manter a
integridade celular do protozoário.
VACÚOLOS
 São encontrados somente nas células vegetais.
 Surgem de bolsas incolores (proplastídeos) presentes
nas células embrionárias das plantas.
PLASTOS
Cromoplastos
- Pigmentos não fotossintéticos.
Xantoplastos (xantofila) e eritroplastos
(eritrofila).
- São responsáveis pela coloração de flores, folhas
velhas, alguns frutos e raízes.
PLASTOS
Cromoplastos
Leucoplastos
- Não apresentam pigmentos.
- Atum como substâncias de reserva.
Amiloplastos: armazenamento de grãos de
amido.
Proteinoplastos: armazenamento de
proteínas.
Elaioplastos: acúmulo de lipídios.
PLASTOS
Leucoplastos
Cloroplastos
- Importante para a absorção de luz durante a
fotossíntese →clorofila.
- Composição estrutural
- Membrana dupla
→ externa: lisa
→ interna: com projeções formando
vesículas achatadas: tilacóides.
- Estroma: proteínas, DNA e RNA
PLASTOS
Cloroplasto
Grana
Conjunto 
dessas pilhas
Teoria endossimbiótica
Ribossomos
- São pequenas partículas, com aproximadamente 12
nm de largura e 25 nm de comprimento.
- Composto por cerca de 80 proteínas diferentese
RNA ribossômico.
- São encontrados nas células procariontes,
mitocôndrias, cloroplastos e células eucariontes.
- Função : atuar na síntese protéica.
- Compostas por duas subunidades: grande e pequena.
ORGANELAS
- subunidade grande (49 proteínas e 3 RNAs)
- subunidade pequena (33 proteínas e 1 RNAr)
citoplasma nucléolo
(poro nuclear) núcleo
citoplasma
RIBOSSOMOS
Síntese 
protéica
ribossomo
- Os ribossomos podem ser encontrados livres no
citoplasma ou associados ao retículo
endoplasmático granular.
 Polirribossomos
- Grupos de ribossomos associados à molécula de
RNAm.
RIBOSSOMOS
RNAm
 São estruturas cilíndricas composto por
microtúbulos curtos e altamente organizados.
Cada centríolo é composto de 9 conjuntos de 3
microtúbulos.
As células que não estão em divisão, apresentam
um par de centríolos.
Em cada par, os centríolo dispõem-se em ângulo
reto, um em relação ao outro.
CENTRÍOLOS
1
2
3
7
6
5
4
9
8
CENTRÍOLOS
 Funções:
- formação da fibras do fuso durante a divisão
celular.
CENTRÍOLOS
- Formação de cílios e flagelos.
CENTRÍOLOS
-São curtos e
numerosos.
- Auxiliam na
locomoção.
-São longos e
únicos.
- Auxiliam na
locomoção.
Cílios
1. Caracterize as inclusões citoplasmáticas.
2. Quantos e quais são os componentes do
citoesqueleto?
3. Explique a teoria endossimbiótica.
4. Diferencie a membrana mitocondrial externa da
interna.
5. Diferencie: autofagia, heterofagia e autólise.
6. Caracterize os tipos de plastos.
ATIVIDADE
7. Como ocorre a digestão intracelular?
8. Quais as funções do Complexo de Golgi?
9. (PUC-RJ) Um material sintetizado por uma célula é
"empacotado" para ser secretado para o meio externo
no:
a) retículo endoplasmático b) complexo de Golgi
c) lisossomo d) nucléolo e) vacúolo secretor
10. (VUNESP) A destruição das mitocôndrias de uma
célula vai alterar a
a) fotossíntese b) respiração c) pinocitose.
d) fagocitose e) diapedese.
ATIVIDADE