Célula e suas funções

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Célula e suas funções
CLARA SILVA MED UC1/ FAP
Organização das células
Duas principais partes são:
Núcleo (separado do citoplasma pela membrana plasmática)
Citoplasma 
As diferentes substâncias quem formam a célula são chamadas coletivamente por protoplasma. Que é composto principalmente por:
Água 
Eletrólitos 
Proteínas 
Lipídios 
Carboidratos 
ÁGUA
Principal meio líquido da célula, presente na maioria das células, exceto nas células de gordura
Possui muitas substâncias químicas estão dissolvidas nela e outras suspensas, como partículas sólidas. 
Íons
Mais importantes da célula são: 
Potássio 
Magnésio 
Fosfato 
Sulfato 
Bicarbonato 
Em menores quantidades:
Sódio 
Cloreto 
Cálcio 
· Os íons fornecem as substâncias inorgânicas para reações celulares e também são necessários para alguns mecanismos de controle celular. 
Exemplo: Íons que agem na membrana celular são necessários para transmissão de impulsos eletroquímicos em nervos e fibras musculares. 
Proteinas
Depois da água, são as substâncias mais abundantes na maioria das células. Podem ser divididas em dois tipos:
1. Proteínas estruturais 
2. Proteínas funcionais 
1. PROTEINAS ESTRUTURAIS
Longos filamentos que são polímeros (unidades que as constituem) de muitas moléculas individuais de proteínas. 
Tais filamentos formam os microtúbulos e estes formam o citoesqueleto de organelas celulares, como:
Cílios 
Axônios de neurônios 
Fusos mitóticos de células em mitose 
Rede de finos tubos filamentares que mantém as partes do citoplasma e do nucleoplasma 
PROTEINAS FIBRILARES: são encontradas fora da célula, principalmente nas fibras colágeno, elastina do tecido conjuntivo e parede dos vasos sanguíneos, tendões, ligamentos e outros 
2. PROTEINAS FUNCIONAIS
Tipo de proteína totalmente diferente, normalmente formada por combinações de poucas moléculas na forma tubuloglobular. 
São principalmente enzimas da célula, que entram em contato direto com outras substâncias e catalisam as reações 
São móveis no líquido celular 
Lipídios
São diversos tipos de substâncias agrupadas por propriedades comuns de solubilidade em solventes de gordura 
Os lipídeos importantes geralmente são os fosfolipídios e colesterol 
São insolúveis principalmente em água e por isso usados para formar a membrana a membrana celular e as membranas intracelulares – barreiras que separam diversos compartimentos da célula
Além desses, algumas células contém grandes quantidades de triglicerídeos – chamada gordura neutra (adipócitos)
Gordura armazenada nessas células representam a principal reserva de nutrientes energéticos do corpo 
Carboidratos
Pouca função estrutural, exceto como glicoproteínas
Desempenham papel principal de nutrição 
Existe o carboidrato na forma de glicose – dissolvida no líquido intracelular
Existe carboidrato na forma de glicogênio – utilizado com rapidez para suprir as necessidades energéticas das células
ESTRUTURA FÍSICA
Contém estruturas altamente organizadas, chamadas organelas intracelulares
estruturas membranosas
Maioria é delimitada por membranas compostas primariamente de lipídios e proteínas. Incluem: 
Membrana celular 
Membrana nuclear 
Membrana do retículo endoplasmático 
Membranas das mitocôndrias, dos lisossomos e do complexo golgiense 
LIPÍDEOS DE MEMBRANA
Barreira que impede o movimento da água e substâncias hidrossolúveis de um compartimento da célula para outro
PROTEINAS DE MEMBRANA
Em geral, penetram completamente a membrana, formando vias especializadas, contendo, em sua maioria , poros para passagem de substâncias específicas.
Membrana celular
Também chamada de membrana plasmática 
Envolve a célula
É uma estrutura fina, flexível e elástica
ESTRUTURA BÁSICA DA MEMBRANA 
Bicamada lipídica 
Um fino filme formado por uma dupla camada de lipídios, contínua por toda superfície da molécula 
Compostas por três principais lipídios: 
Fosfolipídios 
Enfingolipídios 
Colesterol
Fosfolipídios 
Uma extremidade hidrofílica (solúvel em água) – parte com fosfato
 Outra extremidade é hidrofóbica (solúvel apenas em lipídios) – parte com o ácido graxo 
Camada lipídica: 
impermeável às substâncias hidrossolúveis comuns (íons, glicose e ureia)
permeável às substâncias lipossolúveis (oxigênio, dióxido de carbono e álcool) entram com facilidade 
Esfingolipídios 
Também tem grupos hidrofílicos e hidrofóbicos 
Presente em pequenas quantidades, principalmente nas células nervosas. 
Funções: proteção contra fatores ambientais prejudiciais, transmissão de sinais e como sítios de adesão para proteínas extracelulares
Colesterol 
Dissolvidos na bicamada da membrana
Contribuem principalmente para determinação do grau de permeabilidade (ou impermeabilidade) e regula a fluidez da membrana
Proteínas Integrantes e Periféricas da membrana celular 
São glicoproteínas .
Existem dois tipos de proteínas de membrana: 
Proteínas periféricas – ficam na superfície da membrana e não a penetram
Geralmente ligadas as integrantes 
Funcionam quase sempre como enzimas ou controladores de transporte de substâncias através dos poros.
Proteínas integrantes – atravessam toda membrana 
Muitas das integrantes formam canais (ou poros), pelos quais as moléculas de água e substâncias hidrossolúveis (principalmente íons) podem se difundir entre os líquidos extra e intracelulares. 
Outras integrantes agem como “proteínas carreadoras” para transporte de substâncias que não conseguem penetrar na dupla camada lipídica sem elas. Por vezes, carregam substâncias contra o gradiente de concentração – chamado de “transporte ativo” e outras ainda agem como enzimas 
Podem também agir como receptores para substâncias químicas hidrossolúveis
Os receptores interagem com seus ligantes específicos e causa uma mudança estrutural na proteína receptora – que induz interações de outras substâncias do citoplasma que agem como segundos mensageiros – transmitindo o sinal da parte exterior para interior – constituem um meio de transmitir informações sobre o ambiente para o interior. 
Carboidratos da membrana – Glicocálice 
Composição: proteínas + lipídeos 
Na forma de glicoproteínas ou glicolipídios 
Glico – para fora 
Proteoglicanos – na superfície externa da célula 
· FUNCÕES 
Muitos tem carga negativa, o que repele ânios 
Os glicocálix das células podem se unir entre si, se fixando umas as outras 
São receptores de membrana; como insulina 
Alguns participam de reações imunes 
organelas 
Parte fluida gelatinosa e transparente no citoplasma – citosol 
Contém principalmente proteínas dissolvidas, eletrólitos e glicose 
reticulo endoplasmatico
Rede de estruturas vesiculares, tubulares e achatadas
Ajuda a processar as moléculas produzidas pela célula e transporta para os destinos específicos dentro ou fora da célula 
Fornece enzimas para quebra de glicogênio - quando ocorre maior demanda
Fornece grande quantidade de enzimas que atuam na desintoxicação de substâncias 
R.E GRANULAR
Com ribossomos – na superfície externa, estão numerosas partículas granulares e minúsculas 
Ribossomos 
RNA+ proteínas 
Síntese de proteínas 
r.e agranular ou liso
Sem ribossomos 
Síntese de substâncias lipídicas e para outros processos da célula, pelas enzimas intrarreticulares.
complexo de golgi
Intimamente relacionado ao retículo endo 
Composto por 4 ou mais camadas de vesículas fechadas, finas e achadas, empilhadas e dispostas ao lado do núcleo 
Células secretórias – localizadas no polo da célula por onde acontece a secreção 
· Como mostrado na figura – pequenas “vesículas de transporte” (vesículas RE) saem do retículo endoplasmático e se fundem ao complexo de golgiense
· As substâncias das vesículas RE são processadas no complexo golgiense para formar lisossomos, vesículas secretórias e outros componentes citoplasmáticos
lisossomos
Organelas vesiculares que se formam separando-se do complexo golgiense e depois se dispersam pelo citoplasma. 
Constituem um sistema digestivo intracelular – permite que a célula digira:
1. Estruturas celulares danificadas 
2. Partículas de alimento que foram ingeridas pela célula 
3. Materiaisindesejados, como bactérias 
Dupla camada lipídica. Com grande número de grânulos – que são enzimas hidrolases (digestivas) 
peroxissomos
Fisicamente parecido com lisossomos 
Formados por autorreplicação (ou brotamente do r.e liso) e não pelo golgiense 
Contém oxidases em vez de hidrolases
São capazes de combinar oxigênio com íons hidrogênio derivado de diferentes substâncias para formar peróxido de hidrogênio H2O2 – altamente oxidante e se une com a catalase (muito oxidante também) 
Para oxidar muitas substâncias que poderiam ser tóxicas para célula 
Ex: Metade do álcool que a pessoa ingere é desintoxicada pelos peroxissomos das células hepáticas.
- catabolizam ácidos graxos de cadeia longa 
vesículas secretórias
Secreção de substâncias químicas específicas – quase todas formadas pelo sistema reticuloendoplasmático – complexo golgiense, sendo liberadas pelo complexo golgiense para o citoplasma – na forma de vesículas secretórias ou grânulos secretórios. 
Na figura mostra essas vesículas, que armazenam proteínas proenzimas (inativas) quando secretadas através da membrana podem se tornar ativas e realizar suas funções. 
mitocôndrias
Produção de energia
Estão em todas as regiões citoplasmáticas, mas seu número varia com a necessidade daquela célula 
Estrutura básica:
Duas membranas – bicamada e proteínas (membrana interna e externa)
Diversas dobras – cristas, em que estão aderidas as enzimas oxidativas
Proporciona uma grande superfície para reações químicas 
Cavidade interna – preenchida por matriz que contém enzimas dissolvidas para extração de energia dos nutrientes 
Essas enzimas operam junto com as enzimas oxidativas das cristas para oxidar nutrientes – formando dióxido de carbono, água e liberando energia 
A energia liberada é trifosfato de adenosina ATP “alta energia” – é transportado para fora da mitocôndria e se difunde pela célula para liberar energia 
São autorreplicantes – se houver maiores necessidades de energia, ela pode forma uma, duas e assim por diante de célula 
Ex: alta demanda energética – músculo esquelético em treinamento
citoesqueleto
Rede de proteínas fibrilares geralmente organizadas em filamentos ou túbulos. 
As moléculas precursoras de proteínas são formadas pelo ribossomo e formam filamentos. Ex: em células musculares, em que filamentos de actina e miosina são parte de uma máquina contrátil especial que é base da contração muscular
Tipo especial rígido – composto por tubulinas é usado para construir estruturas tubulares muito fortes – microtúbulos (ex: do espermatozoide, centríolos do fuso mitódico em mitose) 
Função dos microtúbulos: formar o citoesqueleto – não só determina a forma mas participa da divisão celular – permite o movimento e proporciona o direcionamento do movimento no interior das células 
núcleo
Centro de controle, envia mensagens para células crescerem e amadurecem, para replicarem ou morrerem. 
Contém grandes quantidades de DNA que compreende os genes – que determinam características das proteínas da célula, incluindo as estruturais e enzimas que controlam as atividades metabólicas 
GENES 
Controlam e promovem a reprodução da própria célula
MEMBRANA NUCLEAR 
Envelope nuclear 
Duas membranas – bicamada lipídica uma por dentro da outra 
Vazada por vários poros nucleares 
NUCLÉOLOS E FORMAÇÃO DO RIBOSSOMO
Nucléolo – não tem membrana delimitadora; é um acúmulo de RNA e proteínas
Formação do nucléolo e ribossomo começa no núcleo
Genes específicos de DNA promovem síntese de RNA 
Esse RNA sintetizado é armazenado nos nucléolos, mas maior parte é transportada para o citoplasma – pelos poros nucleares
O RNA + proteínas específicas formam os ribossomos “maduros”
sistemas funcionais da célula 
INGESTÃO PELA CÉLULA – ENDOCITOSE
Para partículas muito grandes 
Principais formas:
Pinocitose – ingestão de pequenas partículas de liquido extra e componentes citoplasmáticos (líquido)
Invaginação 
Fagocitose – ingestão de grandes partículas, tais como bactérias, células inteiras (sólidas)
Evaginação 
Após o aparecimento de uma vesícula pinocitótica ou fagocítica no interior da célula 
1 ou mais lisossomos se ligam a essa vesícula e lançam as hidralases ácidas no interior da vesícula 
Uma vesícula digerida é formada no citoplasma, na qual as hidrolases começas a hidrolisar as proteínas, carboidratos, lipídios e outros 
Os produtos da digestão são pequenas moléculas de aminoácidos, glicose, fosfatos e outros, que podem se difundir para o citoplasma 
O que sobra – corpo residual são substâncias indigeríveis – geralmente excretado por exocitose que é o oposto da endocitose 
· Vesículas pinocitótica e fagocíticas contendo lisossomos podem ser chamadas de órgãos digestivos das células
regressão dos tecidos e autólise das células danificadas 
REGRESSÃO DOS TECIDOS 
Podem regredir em tamanho 
Ex: ocorre com útero depois da gravidez, glândulas mamárias depois do período de lactação 
Os lisossomos são responsáveis por grande parte dessa regressão.
AUTÓLISE DE CÉLULAS DANIFICADAS 
Lisossomos removem células danificadas pela liberação das hidrolases, se o dano for leve vai ser digerido parte da célula mas se for grave a célula é removida totalmente – iniciando o processo de autólise 
Lisossomos ainda tem agendes bactericidas que matam a bactéria antes de causar dano, pelo uso de:
Lisozima – dissolve a membrana celular da bactéria 
Lisoferrina – interrompe o crescimento da bactéria 
Ácido – ativa as hidrolases e inativa os sistemas metabólicos das bactérias 
RECICLAGEM DAS ORGANELAS CELULARES: AUTOFAGIA 
Lisossomos desempenham papel importante na autofagia, que significa “comer-se” 
A autofagia é um processo de limpeza pelo qual as organelas desnecessárias são degradadas e recicladas 
Regula os componentes citoplasmáticos