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Organelas citoplasmáticas A célula constitui a unidade básica de todos os seres vivos à exceção dos vírus São as unidades funcionais da célula, elas que permitem a célula a realizar seus trabalhos. Citoplasma Maior parte da célula, compreendendo o espaço entre a membrana plasmática e o núcleo das células vivas Local onde ocorrem processos metabólicos, síntese e armazenamento de substâncias, transporte, etc; O citoplasma das células eucariontes contém as organelas, como mitocôndrias, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, lisossomos e peroxissomos. Além das organelas, o citoplasma pode apresentar depósitos de substâncias diversas, como grânulos de glicogênio e gotículas lipídicas. Preenchendo o espaço entre as organelas e os depósitos, também chamados inclusões, encontra-se a matriz citoplas-mática ou citosol. No citoplasma observa-se : Hialoplasma consiste de um líquido viscoso, semitransparente, Estruturas do citoesqueleto (filamentos e microtúbulos), Organelas membranosas (REL, REG ,Golgi, mitocôndria. Organelas não membranosa (ribossomo) Inclusões e depósitos diversos: paraplasma Hialoplasma Citosol (citossol, citoplasma fundamental ou matriz citoplasmática): Substância coloidal que preenche o citoplasma e suporta os constituintes celulares Constituído por : água, proteínas, íons diversos, aminoácidos livres, carboidratos numerosas enzimas, incluindo as que realizam a glicólise anaeróbia contém microfibrilas, constituídas de actina, e microtúbulos, constituídos de tubulina, cujas unidades monoméricas se podem despolimerizar e polimerizar novamente, de modo reversível e dinâmico, o que explica as modificações de sol para gel, e viceversa, observadas no hialoplasma. Hialoplasma Gel de consistência gelatinosa, tem aspecto claro e encontra-se na região mais periférica (ectoplasma) Hialoplasma Sol mais fluido, forma o endoplasma, onde se encontra a maioria das organelas. (Tixotropia) Permite contínua movimentação: contração, batimentos, movimento amebóide (altera rapidamente a consistência de seu citosol, gerando fluxos internos que permitem à célula mudar de forma e se movimentar) e ciclose (movimento do citoplasma dentro de células vivas vegetais e de outros seres fotossintetizantes, levando os cloroplastos para a parte mais exterior do citoplasma para facilitar a captação da luz e calor vindos do meio externo) Síntese de macromoléculas Todas as células vivas apresentam atividade metabólica. Ao longo de sua vida, a célula sofre desgaste de seus componentes funcionais (organelas) devendo, estes, serem substituídos para a manutenção desta atividade. Exigências : transformação de várias substâncias absorvidas pela célula e maquinaria sintética (conjunto de organelas e enzimas ex: suco gástrico) As organelas que constituem a maquinaria sintética da célula são: polissomos, reticulo endoplasmático granular (REG), aparelho golgiense, retículo plasmático liso (REL) Polissomos São vários ribossomos ligados a mesma fita de mensagem Não membranosos Constituídos por RNAr + m Origem: - Nucléolo / cromatina Função: - Síntese de proteínas Podem ser: polissomos livres ou polissomos associados Polissomos livres:: produzem proteínas para o citoplasma (síntese de proteínas), possuem forma espiral chamada roseta Polissomos associados: estão associados á uma membrana REG, produzem proteínas para exportação, que deverão ser lançadas para a cisterna e serão exportadas (ex: eritoblasto) ou serão colocadas no interior de vesículas que atuarão dentro da célula (ex: lisossomo) Figura 1 polissomos associados Figura 2 polissomos livres Retículo Endoplasmático Granular O retículo endoplasmático granuloso (REG) é abundante nas células especializadas na secreção de proteínas, como as células acinosas do pâncreas (enzimas digestivas), fibroblastos (colágeno) e plasmócitos (imunoglobulinas).. - Os polissomos se associam à sua face externa = ergastoplasma, de forma transitória. - Encontrado na maioria das células eucarióticas, ocupa em média 10% do volume celular e corresponde a mais da metade do total de membranas presentes em uma célula animal Características: Consiste em cisternas saculares ou achatadas limitadas por membrana que é contínua com a membrana externa do envelope nuclear. A designação retículo endoplasmático granuloso decorre da existência de polirribossomos na superfície citosólica da membrana Estrutura: Formado por um sistema de membranas interconectadas na forma de cisternas (6 nm), que delimitam uma cavidade denominada luz (50 nm) ou ainda na forma de tubos ramificados, contínuo com o envelope nuclear porém sem ligação direta com a membrana plasmática. Composição : os lipídios presentes correspondem a 30% do conteúdo, principalmente fosfolipídios. e o conteúdo de Glicolípídios e Colesterol é baixo.As proteínas correspondem a 70% da composição com diferentes funções, principalmente relacionadas a associação dos polissomos. Função: A principal é segregar do citosol proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular. Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, a síntese de fosfolipídios, a síntese das proteínas integrais da membrana e a montagem de moléculas proteicas com múltiplas cadeias polipeptídicas. Associação á membrana: hipótese do sinal Toda síntese de proteínas começa em polirribossomos livres no citosol. O RNA mensageiro das proteínas destinadas à segregação no retículo endoplasmático contém uma sequência adicional de bases na sua extremidade 5' que codifica urna sequência de 20 a 25 aminoácidos, quase todos hidrofóbicos, chamada sequência sinal. A sequência sinal interage com um complexo de seis polipeptídios não idênticos mais uma molécula de RNA 7S, que formam a partícula reconhecedora do sinal ou SRP (signal-rerognition particle). A SRP inibe a continuação do alongamento da cadeia proteica até que o complexo SRP-polirribossomo ligue- se a um receptor da membrana do retículo endoplasmático rugoso. Essa ligação libera a SRP do polirribossomo, possibilitando que a síntese proteica continue . Na cisterna do retículo endoplasmático granuloso, a sequência sinal é removida por uma enzima específica, a peptidase do sinal, localizada na superfície interna da membrana do retículo. Nas cisternas ocorrem modificações pós-translacionais, como hidroxilações, glicosilações, sulfatações e fosforilações. As proteínas sintetizadas no REG têm vários destinos: armazenamento intracelular, como nos lisossomos e nos grânulos dos leucócitos; armazenamento intracelular provisório para exportação, como no pâncreas e em algumas glândulas endócrinas.. Retículo Endoplasmático Liso O retículo endoplasmático liso (REL) não apresenta ribossomos, e sua membrana geralmente se dispõe sob a forma de túbulos que se anastomosam . A membrana do retículo endoplasmático liso é contínua com a do retículo granuloso, embora existam diferenças entre as moléculas que constituem essas duas variedades de membrana. Funções: exerce diversas funções, de acordo com o tipo de célula. -Síntese de hormônios esteroides : nas células que produzem esteroides, como as da glândula adrenal, ele ocupa grande parte do citoplasma e contém algumas das enzimas necessárias para a síntese desses hormônios. -Desintoxicação : o retículo endoplasmático liso é abundante também nas células do fígado, em que é responsável pelos processos de conjugação, oxidação e metilação, dos quais as células lançam mão para inativar determinados hormônios e neutralizar substâncias nocivas e tóxicas, como os barbitúricos e vários outros fármacos. -Síntese de fosfolipídios : as moléculas de fosfolipídios são transferidas para as outras membranas: (1) por meio de vesículas que sedestacam e são movidas por proteínas motoras, ao longo dos microtúbulos; (2) por comunicação direta com o retículo endoplasmático granuloso; e (3) por meio das proteínas transportadoras de fosfolipídios. Graças à enzima glicose-6-fosfatase, encontrada em suas membranas, o retículo endoplasmático liso participa da hidrólise do glicogênio, produzindo glicose para o metabolismo energético. -Armazena Cálcio nas células musculares estriadas, o retículo endoplasmático liso recebe o nome de retículo sarcoplasmático e toma parte no processo de contração muscular. Esta forma especializada do retículo é capaz de acumular e liberar íons cálcio, o que regula a contração muscular. Complexo de Golgi O complexo de Golgi/ aparelho de Golgi, é um conjunto de vesículas achatadas e empilhadas, com as porções laterais dilatadas Organela membranosa, contendo de 4 a 8 sáculos achatados em forma de meia lua, dispostos uns sobre os outros com distância de 20 a 30 nm, com dilatações nas extremidades de onde partem inúmeras vesículas contendo produtos de secreção. Polarizado e dinâmico. Localização : Na maioria das células o complexo de Golgi se localiza em uma determinada região do citoplasma, em certos tipos celulares, porém, como nas células nervosas, pode ser encontrado sob a forma de pequenos agrupamentos dispersos pelo citoplasma. Funcões : fosforilação, síntese de polissacarídeos, formação do acrossomo e das membranas celulares, glicosilação, sulfatação, fosforilação, está envolvido na síntese e no empacotamento de moléculas destinadas a serem secretadas a partir da célula, assim como no direcionamento de proteínas recém sintetizadas para o compartimento celular correto forma as membranas celulares, forma o acrossomo, Processo de empacotamento : ele completa as modificações pós-tradução, empacota e coloca um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula, encaminhando-as, principalmente, para vesículas de secreção, para lisossomos ou para a membrana celular. As proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso são transferidas para o complexo de Golgi por meio de pequenas vesículas que se destacam de uma parte do retículo endoplasmático desprovida de polirribossomos, migram e se fundem com as membranas do complexo de Golgi. Nas células secretoras, o material é condensado em vesículas grandes e densas aos elétrons, que são envoltas por uma membrana, formando as vesículas de secreção Composição os lipídios presentes correspondem a 35 a 40%, principalmente fosfolipídios. - As proteínas correspondem de 60 a 65% da bicamada e representadas principalmente por enzimas, estruturantes e aquelas envolvidas na formação e direcionamento das vesículas. - Na luz encontram-se carboidratos e proteínas de secreção Estrutura: . é uma estrutura polarizada, isto é, tem uma face diferente da outra. Sua superfície convexa ou cis recebe as vesículas que brotam do retículo endoplasmático, enquanto a superfície côncava ou trans origina vesículas onde o material deixa o Golgi. Enzimas : As cisternas do complexo de Golgi apresentam enzimas diferentes conforme a posição da cisterna, quando estudada no sentido cis-trans. Essas enzimas participam da glicosilação, sulfatação, fosforilação e hidrólise parcial de proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso. Lisossomos Características Os lisossomos são vesículas delimitadas por membrana, contendo mais de 40 enzimas hidrolíticas, com a função de digestão intracitoplasmática. São encontrados em todas as células; porém, são mais abundantes nas fagocitárias, como os macrófagos e os leucócitos neutrófilos. Enzimas As enzimas dos lisossomos variam com a célula, porém, todas têm atividade máxima em pH 5,0 e as mais comuns são: fosfatase ácida, ribonuclease, desoxirribonuclease, protease, sulfatase, lipase e betaglicuronidase. Estrutura : Em geral os lisossomos são esféricos, com diâmetro de 0,05 a 0,5 µm, e apresentam aspecto granular nas micrografias eletrônicas Lisossomos primários e secundários : No Complexo de Golgi são formadas vesículas que se soltam originando os lisossomos primários. Esses lisossomos ficam no citoplasma até que a célula realize endocitose (fagocitose ou pinocitose) e englobe alguma partícula externa. Nesse processo, a partícula é interiorizada dentro de uma vesícula, chamada endossomo, que se funde com o lisossomo primário formando o lisossomo secundário, que é uma espécie de vacúolo digestivo. Função: Responsáveis pela degradação de materiais advindos do meio extra-celular, assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos. Digestão celular: pode ser por fagocitose ou autofagia Fagocitose : quando a célula precisa digerir substâncias vindas do meio externo, ela realiza fagocitose. Por exemplo, no caso das células do sistema imunitário humano que atacam células inimigas chamadas antígenos. A célula inimiga (uma bactéria, por exemplo) é capturada por uma célula APC (célula apresentadora de antígeno, que pode ser um macrófago ou um linfócito) através da fagocitose. Ela é então envolvida pela membrana plasmática do macrófago e forma uma vesícula chamada fagossomo, que vai para o citoplasma. Dentro da célula, o fagossomo se funde ao lisossomo, e em seguida, as enzimas digestivas do lisossomo começam a agir. O microrganismo invasor é quebrado em partes menores e eliminado para fora da célula. Autofagia : Quando as organelas se tornam envelhecidas, a célula passa por uma reciclagem, ela realiza o processo de autofagia, através do qual digere algumas das suas organelas que já não funcionam bem. Isso também pode acontecer em situações com poucos nutrientes, em que a célula realiza a autofagia para manter a homeostase (equilíbrio interno). Vesículas de secreção As vesículas (ou grânulos) de secreção são encontradas nas células que armazenam material até que sua secreção seja desencadeada por mensagens metabólicas, hormonais ou neurais (secreção regulada). Essas vesículas são envolvidas por uma membrana e contêm as moléculas secretadas sob uma forma concentrada. As vesículas de secreção que contêm enzimas digestivas são chamadas grânulos de zimogênio. -- Quanto a natureza da secreção as glândulas podem ser classificadas em: glândulas serosas e glândulas mucosas. Glândulas serosas são aquelas que secretam um fluído aquoso. As células serosas possuem um formato poliédrico ou piramidal, tem núcleos centrais arredondados e polaridade bem definida. As células acinosas do pâncreas e das glândulas salivares parótidas são exemplos de células serosas. A região basal dessas células exibe uma intensa basofilia que resulta do grande acúmulo de reticulo endoplasmático rugoso, associadas a abundantes polirribossomos. Na região apical encontra-se um complexo de Golgi bem desenvolvido e muitas vesículas arredondadas, envolvidas por membrana e com conteúdo rico em proteínas, chamadas de grânulos de secreção. Quando as células liberam seus produtos de secreção, a membrana dos grânulos se fundem com a membrana plasmática e o conteúdo do grânulo é colocado para fora da célula por exocitose. Glândulas mucosas são aquelas que secretam um fluido espesso e viscoso, glicoproteico, denominado muco. As células mucosas possuem geralmente um formato cubóide ou colunar, seu núcleo é oval e encontra-se pressionado junto à base da célula. A célula mucosa melhor estudada é a célula caliciforme dos intestinos e trato respiratório. Esta célula possui numerosos grânulos de secreção, que se coram fracamente e contém muco. Esses grânulos preenchem a região apical da célula, e o núcleo fica situado na região basal, que por sua vez, é rica em retículo endoplasmático rugoso. O complexo de Golgi é muito desenvolvido, localizado logo acima do núcleo, indicando seu importantepapel nesta célula. Outros tipos estão presentes no estômago, glândulas salivares, trato respiratório e trato genital. Estas células mucosas mostram grande variabilidade nas suas características morfológicas e natureza química das suas secreções. Por exemplo, a estrutura das células secretoras de muco das células caliciformes é diferente das glândulas salivares. Paraplasma - Diferentemente do protoplasma, corresponde a porção “não viva” da célula, compreendendo alguns tipos de vacúolos, as substâncias inertes (inclusões e cristais inorgânicos) e as membranas esqueléticas. - Nas células animais estão representados basicamente por constituintes não membranosos de reserva energética como glicogênio e gotículas de lípídio Imagens REG REL Golgi REL, REG, Golgi Grânulos Serosos Grânulos mucosos
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