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BIOLOGIA Editora Exato 11 ORGANIZAÇÃO CELULAR 1. INTRODUÇÃO A célula é a unidade básica formadora dos se- res vivos. De acordo com a estrutura celular, os seres vi- vos classificam-se em procariontes e eucariontes. Os primeiros caracterizam-se por não apresentarem ca- rioteca (membrana nuclear) e não possuem organe- las citoplasmáticas membranosas. Os eucariontes têm carioteca, que individualiza o material genético (ácidos nucléicos), além de organelas revestidas de membranas. Observe, nos esquemas a seguir, os elementos (estruturais e funcionais) que evidenciam os modelos citados. 2. CÉLULA PROCARIÓTICA As células procarióticas são as primeiras for- mas de vida, provavelmente surgiram há 3,5 bilhões de anos atrás e atualmente são representadas por bac- térias e algas cianofíceas (algas azuis). Perceba, para a distribuição interna de suas estruturas, que são ca- rentes de membranas. Ribossomos Membrana Citoplasma DNA Parede bacteriana Célula bacteriana 2 mµ 3. CÉLULA EUCARIÓTICA Célula eucariótica vegetal As células eucarióticas vegetais apresentam como estrutura típica a parede celular, composta ba- sicamente de celulose, e também os plastos, cujo principal tipo é o cloroplasto, que se incumbe do pro- cesso de fotossíntese. Mitocôndria Citoplasma Membrana celular Ribossomos Retículo endoplasmático Parede celular Cloroplasto Complexo de Golgi Esquema de célula vegetal As células eucarióticas animais apresentam os centríolos como estruturas típicas, e estes se incum- bem do processo de divisão celular. complexo de golgi centríolo vacúolo lisossomos mitocôndrias nucléolo membrana haloplasma retículo endoplasmático Esquema de célula animal ribossomo núcleo Célula eucariótica animal A célula animal é como um pequenino saco cheio de material gelatinoso. Ela é envolvida por uma membrana plasmática flexível, que não lhe dá a for- ma rígida da célula vegetal. A célula animal precisa receber alimento, do qual obtém energia para sobre- viver. Muitas células animais são microscópicas, mas algumas como, por exemplo, a gema do ovo, podem medir dez centímetros. As células nervosas, por e- xemplo, chegam a ter cerca de um metro. 4. ENVOLTÓRIOS CELULARES Existem três envoltórios celulares: 1. Parede celular: envoltório semi-rígido, inerte, de composição química variada, que circunda a célula externamente à membrana celular. A parede celular dos vegetais, ou parede celuló- sica, é composta principalmente de uma subs- tância que lhe confere resistência, a celulose. 2. Membrana Plasmática (Plasmalema): envol- tório delgado(75Aº), elástico, lipoprotéico. A membrana plasmática possui a função de con- trolar a entrada e saída de substâncias, de a- cordo com as necessidades celulares (permeabilidade seletiva). O modelo aceito para a organização da mem- brana é o de Singer e Nicholson. Segundo estes, exis- te uma película bimolecular de fosfolípidios e moléculas dispersas de proteínas globulares. Esse modelo, que explica a disposição de lipídios e proteí- nas na molécula, é denominado modelo do mosaico fluido. BIOLOGIA Editora Exato 12 Modificações (especializações) da membrana Microvilosidades – aumento da superfície ce- lular por pregueamento da membrana; ocorre em cé- lulas secretoras e células de absorção. Desmossomos - espaçamentos em pontos de contato entre membranas de células justapostas. Au- mentam, substancialmente, a adesão entre as células. Plasmodesmos – pontes citoplasmáticas entre células vegetais. 3. Glicocálix: envoltório presente em células a- nimais, forma uma rede frouxa de carboidratos que recobre a membrana plasmática. Protege a célula contra agressões físicas e químicas, a- lém de reter nutrientes e enzimas. 5. CITOPLASMA: ORGANELAS CITOPLAS- MÁTICAS Membrana Nuclear Nucléolo Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Rugoso Aparelho de Golgi Mitocôndria Ribossomas e Polissomas Lisossomas Microtúbulos Centrossomas Membrana Celular Célula Animal O citoplasma é a região celular compreendida entre a membrana plasmática e o material nuclear. O citoplasma é preenchido por um fluido gelatinoso, o hialoplasma, no interior da célula, na qual se encon- tram as organelas. A célula, como unidade básica morfo- fisiológica dos seres vivos, apresenta diversas estru- turas citoplasmáticas que desempenham funções im- portantes para a manutenção da vitalidade da célula. A seguir, estão listadas as principais organelas com suas respectivas funções: � Ribossomos: estruturas granulares sinteti- zadas no núcleo, formadas por RNAr asso- ciado às proteínas. Os ribossomos podem ser encontrados livres no hialoplasma ou associados ao retículo endoplasmático ru- goso. Os ribossomos relacionam-se com a síntese protéica. Subunidades Ribossomo mRNA Poliribossomo Os ribossomos � Retículo endoplasmático: sistema de ca- nais e túbulos que formam uma verdadeira rede intracitoplasmática. O retículo endo- plasmático pode ser denominado liso (agra- nular) ou rugoso (ergastoplasma), quando a suas membranas asssociam-se os ribosso- mos. O Retículo endoplasmático liso rela- ciona-se com funções importantes para a célula, como desintoxicação celular, trans- porte de substâncias e síntese de esteróides. O ergastoplasma é a sede de intensa síntese protéica. Polirribossomo Hialoplasma Cavidade do retículo endoplasmáticoRetículo endoplasmático � Complexo de Golgi: é uma estrutura cito- plasmática formada por um conjunto de membranas que reúne e empacota diferen- tes substâncias, como as enzimas e os hor- mônios. Sua principal função é, portanto, a secreção celular. Além disso, ainda sinteti- za mucopolissacarídeos e atua na formação do acrossomo do espermatozóide. O acros- somo é uma bolsa cheia de enzimas capazes de dissolver as camadas externas do gameta feminino, permitindo a fecundação. Vesículas Complexo de Golgi BIOLOGIA Editora Exato 13 � Mitocôndria: organela cilíndrica de extre- midades arredondadas, com uma membrana externa lisa e outra interna com dobras (cristas mitocondriais). No interior das mi- tocôndrias, existe a matriz mitocondrial. Essas estruturas relacionam-se com a pro- dução de energia (ATP), através da respira- ção celular, que será vista em detalhes mais adiante. Cristas mitocondriais Matriz Membrana externa mitocôndria � Lisossomos: são organelas com formato variável, delimitadas por uma membrana, e que possuem em seu interior várias enzimas hidrolíticas. A função dessas organelas é, portanto, a digestão intracelular. A destrui- ção de organelas celulares é um processo fisiológico importante para o bom funcio- namento da célula. Esse mecanismo é de- nominado autofagia. No entanto, em algumas situações, há o rompimento dos li- sossomos e seu conteúdo enzimático digere a própria célula. Esse mecanismo é deno- minado autólise e leva à morte celular. Na doença silicose, que acomete mineradores, a sílica aspirada leva à liberação das enzi- mas lisossômicas, com conseqüente autóli- se de células pulmonares. � Peroxissomos: são organelas que possuem grande quantidade da enzima catalase. Essa enzima é importante para a desintoxicação celular, pois degrada o peróxido de hidro- gênio (H2O2), a água e o oxigênio. O peró- xido de hidrogênio forma-se naturalmente no metabolismo celular e é prejudicial à cé- lula por se tratar de um forte oxidante. � Vacúolos: bolsas encontradas em diversos tipos celulares, atuam no armazenamento de substâncias dentro da célula. A maioria das células vegetais contém o vacúolo, es- paço preenchido por um fluido aquoso, chamado suco celular. Em protozoários dulcícolas, como a ameba, existe o vacúolo pulsátil, ou contráctil, que se relaciona com a eliminação do excesso de água da cé- lula, evitando que a mesma sofra citólise. � Plastos: estruturas presentes nas células vegetais. Existem dois tipos de plastos: Leucoplastos: são plastos incoloresque atuam no armazenamento de substâncias nutritivas (amilo- plastos, oleoplastos, proteoplastos). Cromoplastos: são plastos pigmentados. Os cloroplastos contêm clorofila, um pigmento verde que retém parte da energia da luz solar. A clorofila se encontra disposta no interior de sacos achatados, chamados tilacóides. Os cloroplastos são encontrados em quase todas as células vegetais, exceto nas raízes e no interior dos caules. Tilacóide Estroma Lamelas Granum Cloroplasto � Centríolos: organelas tubulares, formadas por túbulos protéicos. Essas organelas cito- plasmáticas participam dos fenômenos de divisão celular e atuam na formação de cí- lios e flagelos. Os centríolos não são encon- trados em células de vegetais superiores Quadro comparativo dos componentes da célula bacteriana, célula animal e célula vegetalQuadro comparativo dos componentes da célula bacteriana, célula animal e célula vegetalQuadro comparativo dos componentes da célula bacteriana, célula animal e célula vegetalQuadro comparativo dos componentes da célula bacteriana, célula animal e célula vegetal Componente Bactéria Célula animal Célula vegetal Parede celular Sim Não Sim Membrana plasmática Sim Sim Sim Citoesqueleto Não Sim Sim Envoltório nuclear Não Sim Sim DNA Sim Sim Sim Cromossomo Único e circular (apenas DNA) Múltiplos (DNA e proteí- nas) Múltiplos (DNA e proteí- nas) BIOLOGIA Editora Exato 14 Mitocôndria Não Sim Sim Cloroplastos Não Não Sim Ribossomos Sim (pequenos) Sim Sim Retículo endoplasmático Não Sim Sim Complexo de Golgi Não Sim Sim Vacúolo central Não Não Sim Lisossomos Não Sim Raramente Centríolos Não Sim Ausentes na maioria das fanerógamas E o vírus ?! É considerado uma organização acelular: estru- turalmente é formado por: � Capsídeo (envoltório de proteínas) + núcleo (material genético; DNA ou RNA) Nucleocapsídeo Não possui metabolismo: sobrevive às custas do metabolismo da célula hospedeira. É parasita intracelular obrigatório. Possui apenas um ácido nucléico: DNA ou RNA. ESTUDO DIRIGIDO 1 O que é membrana plasmática? 2 O que são ribossomos? 3 O que é mitocôndria? 4 Qual a estrutura do vírus? EXERCÍCIOS 1 (FMU/Fiam-SP) Observe os desenhos das célu- las A e B e assinale a alternativa correta. A B a) A célula A é de um protista, tal como uma bac- téria, e a B é de um organismo incluído no rei- no monera, tal como um vírus. b) A célula A é de um vegetal, enquanto a B é de um animal. c) A célula A é de uma alga; a B é de uma planta superior, tal como um milho. d) A célula A é típica de um parasita, enquanto a B, mais complexa, é de um ser de vida livre. e) A célula A é de um procarionte, tal como uma bactéria; a B é de um eucarionte, podendo re- presentar uma célula humana. 2 (PUC-PR) Associe os números das estruturas ce- lulares, assinaladas no desenho, com os respecti- vos nomes da coluna a seguir. Depois assinale a opção em que a seqüência coincida com o que foi marcado na coluna. 12 3 4 5 6 ( ) centríolo a) 2, 1, 3, 5, 6, 4 ( ) retículo endoplasmático b) 2, 1, 3, 5, 4 6 ( ) complexo de Golgi c) 1, 6, 5, 3, 2, 4 ( ) vacúolo d) 6, 4, 3, 5, 1, 2 ( ) carioteca e) 1, 2, 3, 4, 5, 6 ( ) mitocôndria 3 (MOJI-SP) A membrana plasmática, apesar de invisível ao microscópio óptico, está presente: a) em todas as células, seja ela procariótica ou eucariótica. b) apenas nas células animais. c) apenas nas células vegetais. d) apenas nas células dos eucariontes. e) apenas nas células dos procariontes. Editora Exato 15 4 (FCC-SP) Numa célula vegetal, a parede celular tem por principal função: a) proteger o citoplasma e regular a absorção de água pela célula. b) proteger o citoplasma e agir como uma mem- brana semipermeável à entrada dos nutrientes minerais. c) impermeabilizar a célula contra solutos óxidos. d) regular a absorção de água e sais minerais pela célula. e) impedir a saída da clorofila. 5 A membrana celular é uma película sensível, na qual ocorrem 2 tipos de transporte, passivo e ati- vo. Dentre esses grupos está o fenômeno da Os- mose. Este, por sua vez, se resume da seguinte maneira: a) O solvente move-se do meio hipertônico para o hipotônico. b) O soluto move-se do meio hipotônico para o meio hipertônico. c) O solvente move-se do meio hipotônico para o meio hipertônico. d) O soluto move-se do meio hipotônico para o meio hipotônico. 6 O citoplasma celular está envolvido por uma membrana chamada plasmalema ou membrana plasmática, que desenvolveu, talvez através da evolução, capacidades específicas. Uma delas, a permeabilidade, que é entendida como: a) O controle da entrada e saída de substâncias. b) A passagem de qualquer substância através da membrana. c) A entrada e a saída de substâncias. d) O englobamento de partículas sólidas pela membrana plasmática. GABARITO Estudo Dirigido 1 Envoltório delgado(75Aº), elástico, lipoprotéico. A membrana plasmática possui a função de con- trolar a entrada e saída de substâncias, de acordo com as necessidades celulares (permeabilidade seletiva). 2 Estruturas granulares sintetizadas no núcleo, formadas por RNAr, associado às proteínas. 3 Organela cilíndrica de extremidades arredonda- das, com uma membrana externa lisa e outra in- terna com dobras (cristas mitocondriais). 4 Capsídeo (envoltório de proteínas) + núcleo (material genético; DNA ou RNA) Nucleocapsídeo Exercícios 1 E 2 B 3 A 4 A 5 B 6 A
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