Apostila Bio 2

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Biologia A – Citologia I CURSINHO DA POLI-USP DO GRÊMIO POLITÉCNICO 1 Citologia Citologia Citologia Citologia - 1 “Citologia”, mais uma palavra de origem grega, significa “estudo das células”. Todos os organismos vivos são compostos por unidades funcionais e estruturais denominadas células. Podem ser comparados como tijolos em uma casa. Juntas, formam um organismo. Existem organismos unicelulares, constituí- dos por apenas uma célula (como bactérias, protozoários, entre outros) e organismos pluricelulares, compostos por muitas células (como os animais e as plantas, por exemplo). Um pouco de história A célula foi observada pela primeira vez no século XVII pelo inglês Robert Hooke utilizando um microscópio ainda iluminado por vela. Ele analisou um pedaço de cortiça e observou que ele era composto por muitos compartimentos vazios lembrando um favo de mel. Hoje sabemos que o material observado por Hooke, a cortiça, é composta por células já mortas e, portanto, sem conteúdo. Mais tarde, no século XIX, Mathias Schleiden e Theodor Schwann, baseando-se em observações feitas através de um microscópio ótico (que aumenta a imagem até 1200 vezes), formularam a Teoria Celular. A teoria celular afirma que todos os seres vivos são compostos por unidades denominadas células. Nos anos 50 (sec. XX) a invenção do Microscópio Eletrônico, capaz de aumentar até 200.000 vezes a imagem observada, revolucionou totalmente a biologia celular e molecular!! Com ele foi possível a descoberta de muitas organelas e o entendimento de muitos tópicos antes incompreendidos do funcionamento celular! Figura 1 : Microscópio Ótico comum. A CÉLULA O microscópio eletrônico revelou a existência de dois tipos fundamentais de células: as procarióticas (do grego: pro = primitivo e karia = núcleo) e as eucarióticas (do grego: eu = verdadeiro e karia = núcleo). Os organismos procariontes são seres unicelulares e suas células são de estrutura primitiva. Elas não possuem núcleo organizado (mas sim uma região onde se localiza o material genético, denominada nucleóide) nem organelas membranosas. Possuem então uma organização bem simples. Bactérias e cianobactérias são exemplos de animais procariontes. Já os organismos eucariontes são seres pluricelulares e a principal característica de suas células é ter seu espaço interno dividido em inúmeros compartimentos membranosos. Um desses compartimentos é o núcleo celular que nos eucariontes é separado do resto da célula por uma membrana denominada carioteca. Por isso dizemos que os eucariontes possuem o núcleo organizado ou verdadeiro. Podemos diferenciar dois tipos celulares básicos dentro da categoria “células eucarióticas”: as células animais e as células vegetais. Elas diferem quanto à presença de algumas organelas e estruturas. Veja as figuras e as tabelas abaixo para compreender melhor as diferenças entre células eucarióticas e procarióticas e as diferenças entre células animais e vegetais.

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Biologia A – Citologia I

CURSINHO DA POLI-USP DO GRÊMIO POLITÉCNICO 1

CitologiaCitologiaCitologiaCitologia ---- 1111 “Citologia”, mais uma palavra de origem

grega, significa “estudo das células”. Todos os organismos vivos são compostos por

unidades funcionais e estruturais denominadas células. Podem ser comparados como tijolos em uma casa. Juntas, formam um organismo.

Existem organismos unicelulares, constituí-dos por apenas uma célula (como bactérias, protozoários, entre outros) e organismos pluricelulares, compostos por muitas células (como os animais e as plantas, por exemplo).

Um pouco de história A célula foi observada pela primeira vez no

século XVII pelo inglês Robert Hooke utilizando um microscópio ainda iluminado por vela. Ele analisou um pedaço de cortiça e observou que ele era composto por muitos compartimentos vazios lembrando um favo de mel. Hoje sabemos que o material observado por Hooke, a cortiça, é composta por células já mortas e, portanto, sem conteúdo.

Mais tarde, no século XIX, Mathias Schleiden e Theodor Schwann, baseando-se em observações feitas através de um microscópio ótico (que aumenta a imagem até 1200 vezes), formularam a Teoria Celular. A teoria celular afirma que todos os seres vivos são compostos por unidades denominadas células.

Nos anos 50 (sec. XX) a invenção do Microscópio Eletrônico, capaz de aumentar até 200.000 vezes a imagem observada, revolucionou totalmente a biologia celular e molecular!! Com ele foi possível a descoberta de muitas organelas e o entendimento de muitos tópicos antes incompreendidos do funcionamento celular!

Figura 1: Microscópio Ótico comum.

A CÉLULA

O microscópio eletrônico revelou a existência de dois tipos fundamentais de células: as procarióticas (do grego: pro = primitivo e karia = núcleo) e as eucarióticas (do grego: eu = verdadeiro e karia = núcleo).

Os organismos procariontes são seres

unicelulares e suas células são de estrutura primitiva. Elas não possuem núcleo organizado (mas sim uma região onde se localiza o material genético, denominada nucleóide) nem organelas membranosas. Possuem então uma organização bem simples. Bactérias e cianobactérias são exemplos de animais procariontes.

Já os organismos eucariontes são seres

pluricelulares e a principal característica de suas células é ter seu espaço interno dividido em inúmeros compartimentos membranosos. Um desses compartimentos é o núcleo celular que nos eucariontes é separado do resto da célula por uma membrana denominada carioteca. Por isso dizemos que os eucariontes possuem o núcleo organizado ou verdadeiro.

Podemos diferenciar dois tipos celulares básicos dentro da categoria “células eucarióticas”: as células animais e as células vegetais. Elas diferem quanto à presença de algumas organelas e estruturas.

Veja as figuras e as tabelas abaixo para

compreender melhor as diferenças entre células eucarióticas e procarióticas e as diferenças entre células animais e vegetais.

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Figura 2: Célula procariótica. Repare que ela não apresenta núcleo organizado nem nenhuma organela membranosa.

Figura 3: Células eucarióticas (animal e vegetal) com respectivas organelas. Repare que estas sim apresentam núcleo organizado e organelas membranosas.

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Tabela 1: Tabela comparando uma célula bacteriana com uma animal e uma vegetal.

*A célula bacteriana não apresenta núcleo, porém a região aonde se instala o material genético dela (DNA) é chamada de nucleóide.

A MEMBRANA CELULAR

Cada célula é revestida por uma fina camada composta por lipídios e proteínas chamada de Membrana Celular. Ela é a responsável por separar o meio intracelular (meio de dentro da célula) do meio extracelular (fora da célula).

Esse isolamento permite a formação de um microambiente dentro da célula que favorece o acontecimento das reações celulares! Por isso dizemos que a membrana plasmática tem Permeabilidade Seletiva (em outras palavras, seleciona o que entra e sai).

A membrana celular existe em todas as células, sem exceção.

A membrana celular é composta basicamente

por uma bicamada de fosfolipídios com proteínas mergulhadas (por isso que constantemente é chamada de membrana lipoprotéica). Externamente a membrana pode conter alguns carboidratos associados, compondo o glicocálix. Entre os fosfolipídios é possível observar algumas moléculas de colesterol.

Figura 4: Esquema de uma membrana celular e seus componentes.

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- Os fosfolipídios

Os fosfolipídios são moléculas formadas por uma “cabeça” de fosfato e duas “caudas” lipídicas.

Figura 5: Exemplo de fosfolipídio. A parte amarela (lipídica) é hidrofóbica e a parte azul (fosfato) é hidrofílica. Repare que somente a parte azul entra em contato com o meio intracelular e extracelular, enquanto que a amarela tem função de isolante. Repare também na presença de proteínas mergulhadas na membrana plasmática.

A cabeça de fosfato é hidrofílica, ou seja, tem

afinidade por água. A parte lipídica é hidrofóbica, ou seja, não tem afinidade por água. Posicionados um ao lado do outro (os fosfolipídios tem afinidade química um pelo outro) eles formam uma membrana flexível e resistente, como a parede de uma bolha de sabão. A membrana é dupla e composta por fofolipídios de modo que a parte de dentro da membrana é hidrofóbica e o parte externa (que entra em contato com o meio e com o interior da célular) é hidrofilica, isolando-se a parte de dentro da célula da de fora.

Os fosfolipídios deslizam entre si, permitindo a formação de uma estrtura conhecida por modelo mosaico-fluido, aonde as proteínas e outras moléculas mergulhadas na membrana mudam constantemente e aleatoriamente de lugar, como bóias boiando num lago.

- As proteínas

As proteínas encontram-se incrustadas na bicamada lipídica (ou membrana plasmática). Elas podem atravessar a membrana (nesse caso são chamadas de proteínas transmembranicas) assim como podem estar aderidas apenas da parte interior ou exterior da membrana.

Elas são as responsáveis pela comunicação entre a parte interior e a exterior da célula. Vão

comunicar a célula do que se passa fora dela e vice-versa. Também servem para contextuar a célula no meio em que está.

Elas também participam do transporte de moléculas para dentro ou fora da célula. Esse processo pode ou não gastar energia química.

- O glicocálix

O glicocálix é como uma malha formada por carboidratos que se encontra presa externamente à membrana celular das células animais, somente.

Além de proteger a célula contra agressões físicas e químicas, retém nutrientes e outras moléculas próximas a membrana, permitindo a formação de um microambiente adequado em torno da célula, proporcionando assim um bom funcionamento celular.

- O colesterol

Moléculas de colesterol encontram-se entre os fosfolipídios na membrana plasmática das células animais, apenas. Sua função é dar maior fluidez para a membrana.

Especializações da Membrana Algumas células podem apresentar um trecho

da membrana especializada para alguma deternida função. Serão dados dois exemplos:

� Microvilosidades

Microvilosidades são dobras na membrana (em forma de dedinhos) que aumentam a superfície de contato entre célula e o meio. Células que precisam fazer muita troca com o meio (por exemplo, as células da parede do intestino, que absorvem os nutrientes ingridos na alimentação) costumam apresentar um grande número de microvilosidades

Figura 6: esquema representando células com microvilosidades. (são essas dobras no topo da célula)

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� Desmossomos

Os desmossomos (ou cinto de adesão ou junção oclusiva) têm a função de unir células vizinhas. É o que permite a formação de tecidos. Você nunca se perguntou: “se eu sou composto por células todas separadinhas, por que é que quando eu bebo água a água pára no meu estômago, ao invés de passar por entre as células e banhar todo o meu corpo?” ou “como que o intestino retém tudo o que ele retém sem deixar vazar?”? Pois é. Os desmossomos dão a sustentação ao epitélio, grudam as células umas nas outras e permitem a formação de cavidades, bolsas, órgãos e tudo mais.

Figura 7: Células da parede intestinal contendo microvilosidades na superfície que entrará em contato com os nutrientes e contendo desmossomos entre as células vizinhas (junções compactas e cinto de adesão). Repare que tudo isso é estruturado por feixes e filamentos de actina (uma proteína).

Figura 8: Esquema representando a fagocitose (acima) e a pinocitose (abaixo). Repare na formação dos pseudópodes em torno da partícula fagocitada enquanto que na pinocitada há formação de uma invaginação por onde a partícula mergulha na membrana celular. Em ambos os casos a partícula final está no interior da célula envolta por uma membrana.

Endocitoses e Exocitoses Endocitoses (endo = dentro ; cito = célula) são

processos celulares para colocar algo para dentro da célula. Existem dois tipos básicos: a Fagocitose e a Pinocitose.

Exocitoses (exo = fora ; cito = célula) São processos celulares que expulsam algo de dentro da célula (um exemplo é a clasmocitose).

• Fagocitose

Fagocitose (fago = comer ; cito = célula) é o processo em que a célula endocita particulas sólidas. Nesse processo a célula engloba a partícula sólida (com ajuda de pseudópodes), trazendo-a para seu interior. Uma vez terminada a fagocitose a partícula se encontra dentro da célula, encerrada em uma vesícula membranosa (fagossomo).

Os seres unicelulares se alimentam, em geral, através de fagocitose. A fagocitose é utilizada no nosso corpo por alguns tipos de células. Os macrófagos, células que realizam a limpeza de nosso corpo, fagocitam partículas invasoras, restos de células mortas e materiais inúteis e os digerem.

• Pinocitose

Pinocitose (pino = beber ; cito = célula) é o processo em que a célula endocita partículas líquidas ou muito pequenas. Nesse processo a membrana afunda no local de contato com a partícula formando uma invaginação (ou reentrância). Em seguida as bordas da reentrância se fecham liberando no citoplasma uma bolsinha membranosa (pinossomo) contendo em seu interior o material pinocitado.

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• Exocitose

A exocitose é o processo em que a célula coloca partículas para fora (desde restos de alimento que não servem para nada quanto hormônios e enzimas produzidas que atuam no meio extracelular). Vesículas contendo o material a ser exocitado se fundem à membrana liberando seu conteúdo no meio extracelular.

Figura 9: Esquema representando uma exocitose. Repare que a membrana da vesícula se funde à membrana celular e o conteúdo é despejado para fora da célula.

Após o tópico “Organelas”, nessa mesma apostila, há um ótimo exemplo de endocitose e exocitose: a digestão intracelular.

Permeabilidade Celular ou Transporte de Membrana

Uma célula, para funcionar bem, deve conter em seu interior determinadas moléculas (proteínas, açúcares, ácidos nucléicos, etc.) que não são tão abundantes no meio em que ela está mergulhada. A membrana celular nesse caso funciona como barreira mantendo o que interessa para dentro da célula e o que não interessa do lado de fora.

A membrana atua, portanto, selecionando o que vai entrar ou sair da célula. Esse processo de passagem de moléculas através da membrana celular é chamado de Transporte Celular e pode ser dividido em duas categorias: transporte passivo e transporte ativo.

O transporte passivo ocorre como uma

tentativa de igualar concentrações antes desiguais. Para ele acontecer é necessário existir um gradiente de concentrações, ou seja, duas regiões com diferentes concentrações de soluto. O transporte passivo é um processo natural (distribuição aleatória

de partículas) que não gasta energia para acontecer. Seu resultado é uma distribuição homogênea do soluto.

O transporte ativo, ao contrário do passivo, vai contra o gradiente de concentrações. Ou seja, ele tende a acumular um soluto em um determinado local. O resultado final é uma distribuição heterogênea. Por ir contra o gradiente e proporcionar um resultado não natural ele gasta energia química para acontecer. Por isso é chamado de Transporte Ativo.

Obs: Soluto é o material que está dissolvido no solvente. Um exemplo pode ser um copo com tinta dissolvida em água. A tinta seria o soluto enquanto a água é o solvente.

Logo abaixo serão explicados três tipos

básicos de transporte passivo (a difusão simples, a difusão facilitada e a osmose) e o transporte ativo.

� Difusão Simples

Primeiramente vamos procurar entender o

conceito de DIFUSÃO.

Na difusão, as partículas de soluto se movem do local de maior concentração para o de menor concentração de soluto, até que as concentrações se igualem (a favor do gradiente de concentrações). Portanto é necessária uma diferença inicial de concentrações.

Para se compreender difusão, imagine uma gota de tinta caindo dentro de um copo com água. Com o passar dos segundos a gota vai se difundindo pelo copo até que o copo todo apresente uma cor homogenea (a concentração de tinta em cada canto do copo é igual). Isso é a difusão!! O soluto vai se difundindo devagarzinho até ocupar igualmente o espaço existente.

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Figura 10: Representação de algumas partículas se distribuindo em um béquer com água por difusão.

A difusão pode acontecer tanto dentro da

célula quando entre a célula e o meio (que é o que vamos tratar agora).

A difusão simples é a passagem do soluto por entre a membrana plasmática (sem ajuda de proteínas transportadoras) até que as concentrações intra e extracelulares se igualem. Como é a passagem através da membrana, as partículas têm de ser bem pequenas.

Esse é um movimento espontâneo e casual das moléculas e, portanto, não gasta energia química da célula (é um transporte passivo, e como todo transporte passivo, não gasta energia). Esse tipo de transporte é responsável, por exemplo, por manter os níveis intracelulares dos gases da nossa respiração (O2 e CO2). Enquanto consumimos o O2 de dentro de nossas células, por difusão vai entrando mais na tentativa de igualar a concentração intracelular com a do meio. O inverso ocorre com o CO2, que é produzido em grande quantidade dentro da célula mas por difusão sai aos poucos pelo fato de as concentrações extracelulares de CO2 serem menores do que as intracelulares (ver figura 12).

Figura 11: Exemplo de difusão simples. Nesse caso as partículas passaram do compartimento B para o A, através de uma membrana semi-permeável (como a membrana plasmática) até que se atingiu concentrações iguais dos dois lados.

Figura 12: Exemplo de difusão simples. Repare que após a difusão as concentrações intra e extracelulares dos dois componentes são iguais. Com os gases da nossa respiração funciona assim. Produzimos altas concentrações de CO2 dentro das células e consumimos todo o O2 (portanto, dentro das células temos baixas concentrações desse gás). Por difusão simples as concentrações de gases tornam-se iguais as encontradas no meio (entra O2 e sai CO2).

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� Difusão facilitada

A difusão facilitada é muito similar à Difusão

Simples, porém agora as partículas são maiores e não conseguem passar pelos espaços entre fosfolipídios da membrana. Para conseguirem passar elas precisam da ajuda de proteínas transportadoras, associadas à membrana.

Figura 13: Esquema representando como uma proteína de membrana (permease) auxilia na difusão facilitada.

Para que ela ocorra é necessário um gradiente

de concentrações (um local com maior concentração que outro). E o transporte ocorre a favor do gradiente (do mais concentrado para o menos concentrado) e não consome energia química da célula.

� A Osmose

A osmose é um processo de difusão onde o

que está sendo transportado não é o soluto mais sim o solvente!

Até agora vimos dois exemplos de difusão

onde o que está sendo transportado é o soluto (as partículas dissolvidas no meio aquoso) com o objetivo de igualar as concentrações intra e extracelulares.

Na osmose o objetivo continua sendo igualar as concentrações intra e extracelular, porém agora o que está passando para dentro ou fora da célula não é mais o soluto (como na difusão), mas o solvente: a água.

Imagine duas células com concentrações

diferentes de solutos dentro delas. Na ocorrência de osmose a água vai se deslocar do ambiente menos concentrado para o mais concentrado, diluindo-o (repare que é o caminho inverso da difusão).

Figura 14: Duas células, inicialmente com concentrações de soluto e após osmose com concentrações iguais, porém volumes diferentes. Se houvesse ocorrido uma difusão os volumes se manteriam pois o soluto (as bolinhas pequenas) é que teria se movimentado, e não a água.

Existem muito exemplos de osmose no nosso

dia a dia. Quando salgamos uma salada de pepino, por exemplo, os pepinos murcham! Por que? Porque a água saí das células do pepino para diluir o meio externo, com alta concentração de íons.

O comportamento osmótico de uma célula vai

depender do meio em que ela estiver imersa. Meio Hipertônico: Meio com maior

concentração de íons do que o interior celular. Nesse caso a água da célula sai para diluir o meio.

Meio Hipotônico: Meio com menor concentração de íons do que o interior da célula. Nesse caso a água entra na célula para diluir seu conteúdo e igualá-lo ao externo.

Meio Isotônico: O meio extracelular e o interior da célula tem a mesma concentração. Nesse caso a água não entra nem sai.

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Figura 14: Comportamento de uma célula animal (acima) e uma vegetal (abaixo) em soluções de diferentes concentrações. Repare que em meio muito hipotônico a célula animal se rompe (lisa), enquanto que a vegetal não. Isso acontece porque a célula vegetal possui uma resistente parede vegetal externa a membrana que impede o rompimento da mesma.

� Transporte Ativo

Foi observado que algumas substâncias e

partículas de deslocam contra o gradiente de concentração, isto é, intensificando a diferença de concentração entre dois pontos.

Esse processo consome energia química!! Para entender o porquê disso, imagine um agrupamento de partículas. Mantê-las organizadas, aglomeradas em um canto demanda energia pois não é natural, enquanto que deixá-las se espalharem aleatoriamente e distribuidamente (o que acontece na difusão) não demanda energia (isso aconteceria naturalmente, sem que sejam necessárias forças externas).

Quem absorve e essa energia e impulsiona as moléculas para dentro ou para fora da célula são as proteínas transportadoras de membrana, essenciais para o acontecimento do transporte ativo.

Uma hemácia, por exemplo, é uma célula que necessita de baixíssimas taxas de sódio em seu interior (mais baixas do que o encontrado ao seu redor). Para conseguir manter o sódio para fora da célula ela faz transporte ativo. Proteínas de membrana estão o tempo todo bombeando sódio para fora da célula.

Figura 15: Esquema de uma hemácia e seus esforços para manter baixa a concentração intracelular de sódio.

Acontece que, ao mesmo tempo em que as

bombas de sódio bombeiam sódio para fora da célula, o sódio continua entrando por difusão simples, por entre os fosfolipídios da membrana (por causa do gradiente formado)! Para então manter o sódio para fora da célula as bombas têm de funcionar muito mais rápido e intensamente do que a taxa de difusão. Esse processo gasta muita energia.

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Tabela 2: Tabela comparativa dos tipos de trocas existentes entre célula e meio ambiente.

Agora imaginemos: o que acontece quando a

hemácia morre? Quando a hemácia morre seu metabolismo pára e todos os processos que dependiam de energia param também. Portanto as bombas de sódio param de bombear sódio para fora. A difusão por sua vez, como não utiliza energia e é um processo natural, continua! Desse modo, após um determinado tempo, as concentrações intra e extracelulares se igualam.

(Pense a respeito observando a figura 15) ☺ Outro exemplo que vale a pena ser citado é o

exemplo da bomba de sódio e potássio. Elas são essenciais para a passagem dos impulsos nervosos.

Um neurônio precisa de baixas concentrações de sódio intracelular e ao mesmo tempo altas concentrações de potássio. A bomba de sódio e potássio bombeia 2 íons potássio para dentro enquanto que coloca para fora 3 íons sódio. Tudo isso gastando um ATP (que por enquanto chamaremos de “moeda de energia da célula”. Mais para frente vocês entenderão melhor como que um ATP reserva energia).

Fonte: apostila do Anglo Vestibulares.

Figura 16: Esquema mostrando o funcionamento da bomba de sódio e potássio. Repare que há gasto de energia (ATP) e que não há equilíbrio de concentrações.

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A PAREDE CELULAR

Células vegetais e de algas costumam apresentar parede celular, também conhecida por parede celulósica, parede vegetal ou membrana celulósica. É uma espessa parede de grande resistência, baixa elasticidade e totalmente permeável.

Ela é constituída principalmente por celulose, um polissacarídeo (açúcares, lembram?!), que é quem lhe confere toda essa resistência. A celulose é como se fosse um cordão de moléculas de glicose (monossacarídeo). Por apresentar tal composição ela é muito rica em energia e, portanto, deveria servir como um ótimo alimento para nós. Acontece que não temos a capacidade de quebrar a celulose em moléculas de glicose... Então, toda celulose que entra, sai. São as chamadas fibras vegetais (boas para ir ao banheiro).

Algumas bactérias apresentam o que

chamamos de parede bacteriana, que é diferente da parede celular e não será abordada nessa apostila.

Figura 17: Esquema de uma célula vegetal. Repare na presença da parede celular.

O CITOPLASMA

Nessa parte da apostila vamos estudar o citoplasma de uma célula eucariótica (que já apresenta núcleo organizado e organelas membranosas).

O citoplasma é o conjunto de todas as organelas mergulhadas num líquido chamado de hialoplasma. Vamos estudá-los todos mais a fundo?

• O Hialoplasma:

Também conhecido por citosol, é o líquido que preenche a célula e onde as organelas estão mergulhadas. É muito rico em proteínas. Também contém sais, aminoácidos (monômeros das proteínas), monossacarídeos (monômeros dos açucares) e outras substâncias.

Mais próximo às bordas da célula ele se torna um pouco mais denso, parecido com uma gelatina. Isso ajuda a dar sustentabilidade à célula. Esse estado do hialoplasma é chamado de ectoplasma.

No interior da célula o hialoplasma é bastante fluido (líquido), e recebe o nome de endoplasma.

Figura 18: Esquema representando uma célula e seus dois diferentes estados do hialoplasma.

• O Núcleo:

Todas as células eucariontes possuem núcleo. A palavra “kario” em grego significa núcleo. Os eucariontes, como já dito acima, são os organismos que possuem núcleo verdadeiro.

É dentro do núcleo que se localiza o material genético da célula (DNA). O DNA é como se fosse a “biblioteca” da célula. Armazena nele as informações para construir tudo o que for possível para a célula.

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O núcleo fica envolto por uma membrana denominada carioteca. A carioteca contém inúmeros poros por onde entra e sai material do núcleo.

O núcleo apresenta uma região chamada nucléolo dentro dele. Nesse local são produzidos os ribossomos, essenciais para a produção de proteínas.

Mais adiante nos aprofundaremos no núcleo, sua atividade e sua função.

Figura 19: Esquema simplificado do núcleo. Repare nas seguintes estruturas: carioteca com poros e nucléolo.

• As Mitocôndrias:

As mitocôndrias são as casas de força da célula. Elas que quebram a glicose utilizando a energia química liberada dessa quebra para gerar ATP (moedas de energia do organismo). Esse processo da quebra da glicose para gerar energia para a célula é chamado de Respiração Celular. É um processo que acontece em todas as células eucarióticas e que consome O2 e libera CO2.

Essas organelas são envoltas por duas membranas lipoprotéicas: uma externa e uma interna. A membrana interna normalmente apresenta dobras, denominadas “cristas mitocondriais” . O interior da mitocôndria é preenchido por um fluido similar ao hialoplasma, denominado “matriz mitocondrial” .

Mitocôndrias possuem a capacidade de se auto-duplicar, dando origem a novas mitocôndrias nas células. Tal capacidade de reprodução está associada ao fato de essas organelas apresentarem um filamento de DNA em seu interior, denominado DNA mitocondrial. Mais tarde, quando estudarmos a teoria da endossimbiose, entenderemos a importância da descoberta desse filamento de DNA.

Figura 20: Esquema simplificado de uma mitocôndria. Repare que ela possui duas membranas lipoprotéicas.

• Os Cloroplastos:

Os cloroplastos são organelas que só existem nas células dos vegetais e de algumas algas. Eles são os responsáveis pela fotossíntese, processo em que a energia solar é fixada em forma de energia química (produção de glicose) utilizando água e gás carbônico. Os cloroplastos, assim como as mitocôndrias, também possuem duas membranas envolvendo-os e também possuem DNA próprio , podendo então fazer auto-duplicação. Dentro dele há pilhas de “saquinhos” denominados tilacóides, aonde se localiza a molécula de clorofila. Uma pilha de tilacóides é chamada de granum e o conjunto de granuns de um cloroplasto é chamado de grana. O líquido interior do cloroplasto é chamado de estroma.

Figura 21: Esquema representando um cloroplasto.

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• O Retículo Endoplasmático:

O retículo endoplasmático é uma complexa rede de tubos e bolsas membranosas que pode inclusive estar ligadas à membrana celular e à carioteca. Existem dois tipos fundamentais:

- Retículo Endoplasmático Liso (REL) - Rugoso Endoplasmático Rugoso (RER) – é

chamado de rugoso pois possui mergulhado em sua membrana um alto número de ribossomos, enzimas que auxiliam na produção de proteínas. Por estar tão ligado a produção de proteínas, normalmente o RER fica próximo ao núcleo.

Devido a sua grande superfície de membrana, o retículo endoplasmático desempenha alguns papéis importantes na célula:

- Transporta substâncias: como costuma ser grande e abranger uma grande área da célula ele pode acabar atuando como transportador. (lembrar que ele pode estar conectado ao núcleo e até mesmo à membrana celular). - Armazena materiais: é o precursor dos vacúolos. Um vacúolo nada mais é do que uma região do retículo endoplasmático aumentada e armazenando alguma substância. - Facilita reações citoplasmáticas devido à presença de muitas enzimas importantes em sua membrana

Algumas outras funções do Retículo Endoplasmático são mais específicas de acordo com o tipo de retículo que estamos tratando.

- Síntese de lipídios: O REL é o mais especializado para sintetizar lipídios, apesar do RER também sintetizá-los.

- Síntese de proteínas: O RER é o responsável pela síntese de proteínas pois é ele quem apresenta os ribossomos

• Os Ribossomos:

Os ribossomos não chegam a ser organelas, mas acho importante citá-los. Eles são moléculas compostas por uma associação de proteínas e RNA. São fundamentais para a produção de proteínas.

Como o nosso corpo não funciona sem proteínas, entende-se a importância deles.

Eles não se encontram somente incrustados no RER. Eles existem por todo o citoplasma e núcleo celular.

Ele está presente em todos os organismos vivos. Até mesmo nos procariontes.

• O Complexo de Golgi:

O Complexo de Golgi é como se fosse a casa de correios da célula. Ele recebe substâncias produzidas na célula toda e as envia para seus destinos.

O Golgi é formado por uma série de vesículas achatadas chamadas de dictiossomos. Na periferia dos dictiossomos é comum encontrar vesículas se soltando do conjunto. O aspecto geral desses “sacos achatados” é muito parecido com o aspecto geral do retículo endoplasmático, com a diferença de que o Golgi empilha mais regularmente seus dictiossomos.

Células secretoras costumam ter um aparelho de golgi muito bem desenvolvido.

Observe a figura abaixo para entender como é o processo de recebimento e envio de substâncias. Elas chegam pela face Cis, em vesículas, e são transportadas por todo o Golgi até que é enviada para seu local de ação.

Figura 22: Esquema de um Complexo de Golgi.

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• Os Lisossomos:

Os lisossomos são vesículas repletas de enzimas digestivas. São produzidas no RER e normalmente não são consideradas organelas, mas sim vesículas (como os vacúolos).

Tem importância fundamental no processo de digestão intracelular, explicado logo adiante.

• Os Peroxissomos:

Muito semelhantes aos lisossomos, os peroxissomos contém outro tipo de enzima: as peroxidases.

As peroxidases facilitam a decomposição da água oxigenada e está presente em todos os seres vivos. A água oxigenada é tóxica e pode provocar mutações! Assim, quando ela aparece nas células, como resultado de alguma reação, tem de ser destruída imediatamente. É aí que entram os peroxissomos.

• Os vacúolos e outras vesículas:

Os vacúolos nada mais são do que sacos destacados do RER ou REL contendo um determinado material que deva ser reservado. Por exemplo os vacúolos de água das células vegetais nada mais são que reservas de água.

Por esse motivo (ele ser parte desenvolvida de uma outra organela) muitos cientista não consideram o vacúolo uma organela, mas sim uma estrutura de reserva da célula.

• O Citoesqueleto

Composto por uma série de filamentos finíssimos que percorre totalmente a célula, permitindo-lhe tomar o formato que for necessário. É composto por uma associação de microfilamentos de actina (proteína) e microtúbulos de tubulina (proteína).

Está muito relacionado com o movimento celular (por exemplo, é fundamental para a locomoção de uma ameba através de pseudópodes) e com a organização celular.

• Os cetríolos:

Os centríolos são uma organela um tanto quanto polêmica pois foram relacionados com o processo de divisão celular, que acontece em todas as

células. Acontece que eles não estão presentes nas células vegetais e elas se dividem.

Acredita-se que deve ser mesmo relacionado a divisão celular e as plantas devem utilizar outro modo.

São compostos por 9 microtúbulos formando uma estrutura cilíndrica. Existem apenas 2 por célula.

Figura 23: Esquema mostrando centríolos.

• Cílios e Flagelos:

São compostos, assim como os centríolos e o citoesqueleto, por microtúbulos.

A diferença básica entre cílios e flagelos é que os cílios normalmente são muitos e pequenos enquanto que os flagelos são normalmente pouco numerosos e grandes.

São relacionados com locomoção celular, entre outras funções.

Material produzido por

Lydia Getschko

2009