Citoplasma

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Citoplasma

  1. 1. ESTUDO DO CITOPLASMACITOSOL, CENTRÍOLOS ERIBOSSOMOSNa região entre a membrana plasmática e onúcleo, chamada citoplasma, há um materialgelatinoso, o citosol (também chamadohialoplasma ou matriz do citoplasma),formado por íons e moléculas orgânicasdissolvidas em água. Nesse material,ocorrem diversas reações químicas dometabolismo. Neste capítulo estudaremos o citosol,os centríolos e os ribossomos, e nospróximos as organelas membranosas, isto é,as organelas envolvidas por uma membranasemelhante à plasmática.CITOESQUELETO, OARCABOUÇO CELULARO citoplasma de uma célula eucariótica éorganizado especialmente pelo citoesqueleto,arcabouço de sustentação celular formadopor uma complexa rede de proteínas:microtúbulos, microfilamentos e filamentosintermediários.Microtúbulos Os microtúbulos são proteínasquaternárias, longas e rígidas, formadas porproteínas menores chamadas tubulinas. Em1972, Richard C. Weisenberg, da RockefellerUniversity, demonstrou que os microtúbulossão estruturas dinâmicas que formam ocitoesqueleto; eles aumentam ou diminuemde tamanho de acordo com a associação dastubulinas. Além dessas funções, osmicrotúbulos participam da montagem dofuso de divisão celular, dos cílios e dosflagelos e auxiliam na mudança de cor dosanimais que imitam o ambiente. 1
  2. 2. Você sabe como o polvo muda de cor para se camuflar noambiente? A mudança na cor resulta da maneira como sedistribuem os grânulos de pigmentos coloridos ao longo dosmicrotúbulos. Quando os pigmentos estão dispersos nascélulas de modo homogêneo, a pele fica mais escura;quando se concentram somente na periferia das células, apele fica mais clara. Microfilamentos e filamentos intermediários Os microfilamentos são estruturas protéicas alongadas de actina, organizadas em feixes ou em rede, que têm papel importante na sustentação, os movimentos e na forma celular. Os filamentos intermediários são estruturas proteicas resistentes que auxiliam na determinação da forma celular. 2
  3. 3. Movimentos celulares Os movimentos celulares são possíveis graças à presença de filamentos protéicos de actina emiosina. Muitas vezes, o movimento celular não produz deformação na célula, conforme acontece naciclose. Há vezes em que o movimento altera a forma da célula, como ocorre com os pseudópodos,cílios e flagelos.Movimento ameboide As amebas alteram ativamente sua forma, pois têm a capacidade de emitir um prolongamentocitoplasmático denominado pseudópodo, que adere ao substrato em que vive esse protozoário. Aseguir, os filamentos contrateis de actina do citoplasma avançam em direção à extremidade dopseudópodo, que adere ao substrato e movimenta a ameba para a frente. As atividades da actina determinam os movimentos em amebas e acontece em três etapas; formação dos pseudópodos, adesão ao substrato e tração, que impulsiona o corpo da célula para a frente.CENTRÍOLOS Orgânulos citoplasmáticos em forma de bastonetes são encontradostipicamente nas células animais. Um centríolo é formado por nove túbulostriplos, ligados entre si e dispostos de maneira a formar um cilindro. Cada túbulodo conjunto triplo nada mais é do que um microtúbulo. Há, em geral, doiscentríolos por células, dispostos perpendicularmente. Quando a célula entra em divisão, os centríolos já se encontramduplicados. Ao redor de cada par, aparecem fibras brilhantes, os ásteres. Emseguida, os dois pares de centríolos se afastam um do outro; entre eles,aparecem fibras protéicas, formando assim o fuso de divisão. Tanto as fibrasdo áster como as do fuso de divisão são feixes de microtúbulos. Os centríolos também originam os cílios e os flagelos, orgânulos móveisque existem em certas células, como protozoários e espermatozoides. 3
  4. 4. Centríolos envolvidos pelos ásteres; entre eles, o feixe de fibra do fuso com os cromossomos ao centro.OS CÍLIOS E OS FLAGELOS Cílios e flagelos são estruturas móveis, que podem ser encontradas tanto em unicelulares comoem organismos mais complexos. Os cílios são normalmente curtos e numerosos; já os flagelos sãolongos, existindo apenas um ou poucos por células. Além disso, seu padrão de movimento ondulatório,como se fosse uma cobra se locomovendo, o cílio apresenta um movimento do tipo vaivém. Assim mesmo, e apesar dessas diferenças, a estrutura íntima de cílios e flagelos e suas funçõesgerais são muito semelhantes. Esses orgânulos podem ter dois papéis fundamentais: - Permitir a locomoção da célula ou do organismo num meiolíquido De fato, muitos protozoários, como o paramércio e várias larvasde invertebrados, locomovem-se por meio de cílios; algas unicelulares,alguns protozoários e espermatozoides se movem por meio de flagelos. - Permitir ao meio aquoso deslizar sobre a célula ou sobre oorganismo; Em muitos organismos aquáticos fixos, como esponjas emexilhões, flagelos e cílios uma constante corrente de água,imprescindível para a nutrição, a respiração e a excreção dessesanimais. Paramécio visto ao microscópio eletrônico de varredura. Sua 4 superfície é inteiramente coberta de cílios, estruturas que utiliza para locomoção.
  5. 5. Em determinados órgãos, como a traqueia de mamíferos, existe um epitélio ciliado lubrificado pormuco. O batimento constante e coordenado dos cílios permite a formação de uma corrente desse muco.Esse líquido tem um papel protetor, que muitas impurezas do ar inspirado ficam aderidas a ele. Obatimento ciliar permite, então, a remoção do muco e, juntamente com ele, das partículas estranhas.A ESTRUTURAS DOS CÍLIOS E FLAGELOS Quando estudamos cílios e flagelos ao microscópioeletrônico, percebemos que sua estrutura interna é amesma, apesar de suas diferenças externas.Aproximadamente 20 nm. Vejamos agora a organizaçãodos cílios, sendo que as informações apresentadas seaplicam também aos flagelos. Observando os cílios representados na figura,vemos uma haste, que se projeta para fora da célula, eum corpo basal, ou cinetossomo, na base da haste. O corte transversal de um corpo basal mostra novetúbulos triplos; o corpo basal é um verdadeiro centríolo.Já a secção transversal da haste ciliar mostra amembrana plasmática que envolve nove túbulos duplosperiféricos, formando um cilindro, e dois túbulos simples,centrais. Qualquer corte trans-versal da haste do cílio ouflagelo sempre mostra estrutura característica de “9 + 2”,enquanto o corte transversal de qualquer centríolo oucorpo basal sempre mostra apenas as nove trincas detúbulos periféricos. Cílios destacados da célula param de se contra-ir;porém, se acrescentarmos ao meio, substânciasenergéticas como o ATP (que discutiremos adiante, oscílios, mesmo isolados, voltam a bater). Os corpos basais, sendo centríolos, têm a capa-cidade de se duplicar. Além disso, cada corpo basal, aose associar à membrana plasmática, é capaz de originar ahaste de um novo cílio. É claro que cílios e flagelos, devido ao seumovimento, necessitam de muita energia; não devemosestranhar, portanto, a presença de numerosasmitocôndrias agrupadas nas imediações dos corpos basais, nas células ciliadas e flageladas.Ribossomos Presentes em todos os seres vivos, os ribossomos são grãos formados por RNA e proteínas, visíveis apenas ao microscópio eletrônico. Cada ribossomo é formado por duas subunidades de tamanhos e densidades diferentes. Por isso, quando submetido à técnica de centrifugação fracionada, essas subunidades se depositam em diferentes velocidades. Nos procariontes, elas, juntas, depositam-se na velocidade de 70S*; a subunidade menor deposita-se a 30S e a maior,a 50S 5
  6. 6. . As subunidades dos ribossomos dos eucariontes depositam-se, juntas, na velocidade de 80 S; amenor deposita-se a 40 S e a maior a 60 S. Os ribossomos dos procariontes e os encontrados nasmitocôndrias são menores(cerca de 20 Km de diâmetro) que os presentes no citosol dos eucariontes(cerca de 25 nm de diâmetro). É nos ribossomos que ocorre a síntese de proteínas, por meio da união entre aminoácidos. Essemecanismo é controlado pelo RNA produzido no núcleo da célula, sob o comando do DNA. Apoiado emum grupo de ribossomos, chamado polirribossomo ou polissoma, o RNA comanda a sequência deaminoácidos da proteína. Esta é formada à medida que os ribossomos “deslizam” pela molécula deRNA. Alguns ribossomos estão livres no citoplasma, enquanto outros fazem parte do retículoendoplasmático rugoso. Os primeiros sintetizam proteínas que serão usadas no citosol; os segundos,proteínas que serão lançadas no próprio retículo depois elas poderão ser usadas em outrocompartimento da célula ou enviadas para fora da célula.Para entender melhor as funções dos ribossomos é necessário um estudo mais detalhado sobre os ácidosnucleicos e o código genético. * S é o símbolo de Svedberg (de Theodor Svedberg, químico sueco que, nos anos 1920, inventou a ultracentrifugação), unidade usada para medir a velocidade com que uma estrutura se deposita durante a centrifugação.01. Os centríolos se caracterizam por: a) Serem observados somente durante a divisão celular. b) Estarem presentes apenas nas células diploides. c) Serem constituídos por duas unidades perpendiculares, cada uma delas compostas de 27 microtúbulos dispostos em 9 feixes de 3 microtúbulos paralelos. d) Estarem localizados na área mais periférica da célula, apresentando-se sempre presos ao folheto interno da membrana plasmática. e) Apresentarem a mesma composição química da membrana plasmática.02. As considerações especificadas a seguir são atribuídas a uma estrutura celular que: I. É constituída por um conjunto de túbulos proteicos. II. Organiza o aparelho mitótico nas divisões celulares. III. Dá origem a cílios e flagelos. Essa organela é o: a) lisossomo. b) ribossomo. c) centríolo d) complexo Golgiense e) nucléolo 6
  7. 7. 03. A movimentação em meio líquido, a captura de alimento ou a limpeza de superfície são problemas que podem ser resolvidos por células dotadas de flagelos (espermatozoides humanos) ou de cílios (paramercium, protozoários de água doce). A organela capaz de originar os cílios e os flagelos é denominada: a) microfilamento b) centríolo c) nucléolo d) núcleo e) cromossomo04. Preste atenção às seguintes observações: I. Presença de corpúsculo basal. II. Presença de dois filamentos centrais. III. Presença de nove filamentos duplos dispostos em círculo, quando observados em corte transversal. IV. Presença de membrana (contínua com a célula). Quantas dessas “presenças” são válidas tanto para os flagelos como para os cílios? a) nenhuma b) uma apenas c) duas apenas d) três apenas e) as quatro05. Nas células animais e em vegetais inferiores, o centrossomo apresenta um par de estruturas que, por sua vez, apresentam duas características básicas: I. São constituídas por nove conjuntos de três microtúbulos, que se dispõem no espaço na forma de m cilindro. II. As duas estruturas formam entre si um ângulo de 90º. A descrição acima se refere ao: a) ribossoma b) lisossoma c) complexo Golgiense d) centríolo e) ergastoplasma06. O desenho corresponde a um corte transversal da ultraestrutura de: a) microvilosidade b) cílio ou flagelo c) axônio d) estereocílio e) pseudópodo 7
  8. 8. 07. Os centríolos são organóides citoplasmáticos importantes porque: a) Realizam a digestão intracelular b) Participam diretamente dos processos de divisão celular. c) São responsáveis pela fotossíntese d) Realizam a síntese de proteínas e) Atuam no armazenamento de amido e na secreção celular.08. Uma célula animal, vista ao microscópio eletrônico, apresenta vários componentes; entre estes está o centríolo, que é composto por arranjos de microtúbulos em número de: a) oito grupos de três microtúbulos. b) seis grupos de três microtúbulos. c) nove grupos de três microtúbulos. d) dois grupos de dois microtúbulos. e) quatro grupos de quatro microtúbulos.09. O citoplasma de uma célula eucariótica está compreendido no espaço entre as membranas nuclear e citoplasmática. Sobre esse componente celular, é CORRETO afirmar: 01. É uma mistura complexa de substâncias orgânicas e inorgânicas. 02. Ao microscópio eletrônico, apresenta-se heterogêneo. 04. Existem, em seu interior, várias organelas que desempenham funções definidas. 08. Pode-se observar facilmente o seu movimento de ciclose em células vegetais. 16. Todas as organelas citoplasmáticas são comuns a todas as células de todos os grupos de seres vivos. 32. Não apresenta microtúbulos em seu interior. Assinale a opção que contem a soma das afirmações corretas: a) 22 b) 18 c) 15 d) 61 e) 1610. O citoplasma celular é composto por organelas dispersas numa solução aquosa denominada citosol. A água, portanto, tem um papel fundamental na célula. Das funções que a água desempenha no citosol, qual não está correta? a) Participa no equilíbrio osmótico. b) Catalisa reações químicas. c) Atua como solvente universal. d) Participa de reações de hidrólise. e) Participa no transporte de moléculas.11. A corrente citoplasmática, orientada em um sentido, muito visível em pêlos estaminais de flores de Tradescantia é conhecida como: a) exasmose b) plasmólise. c) desplasmólise. d) osmose e) ciclose. 8
  9. 9. 12. Os ribossomos são estruturas citoplasmáticas constituídas por: a) lipídios e açúcares. b) lipídios e proteínas. c) açúcares e proteínas. d) proteínas e RNA. e) açúcares e DNA.13. Considerando as células procarióticas e eucarióticas, assinale a alternativa que apresenta uma estrutura presente em ambas e que é sede da síntese de proteínas: a) mitocôndria. b) lisossomo. c) ribossomo. d) complexo golgiense. e) nenhuma das respostas anteriores.14. A estreptomicina e o cloranfenicol são antibióticos bastante utilizados na prática médica, sendo capaz de inibir a síntese de proteínas em procariontes sem agir nas células eucariontes, razão pela qual são eficientes. De acordo com o descrito, pode-se garantir que esses antibióticos atuam sobre: a) os ribossomos. b) as mitocôndrias. c) os lisossomos. d) o aparelho golgiense e) a membrana celular15. Diversas espécies de peixes modificam a cor da pele quando submetidas a algumas variações do meio ambiente. As células responsáveis por essa alteração contêm grânulos de pigmentos que se espalham por toda a célula ou se agregam numa posição mais central da mesma, em resposta a estímulos hormonais ou nervosos. Assinale a opção que indica, corretamente, as estruturas celulares responsáveis pela movimentação dos grânulos de pigmentos no citoplasma. a) desmossomos b) dictiossomos c) glioxissomos d) microtúbulos e) ribossomos GABARITO 01. C 08. C 02. C 09. 15 03. B 10. B 04. E 11. E 05. D 12. D 06. B 13. C 07. B 14. A 15. D 9
  10. 10. SISTEMAS DE ENDOMEMBRANASRetículo Rugoso O retículo rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma (ergazomai = fabricar), é formadopro cavidades achatadas (cisternas) com vários ribossomos na parte externa da membrana, isto é, naparte em contato com o citoplasma. A presença dos ribossomos dá o aspecto enrugado à membranaquando observado ao microscópio (daí o nome rugoso). Sabemos que os ribossomos sintetizamproteínas. Mas por que alguns estão aderidos aoretículo e outros ficam livres no citoplasma? As proteínas produzidas pelos ribossomos doretículo rugoso são lançadas na cavidade do retículo eenvolvidas por pedaços de membrana, formandopequenos “pacotes” ou vesículas cheias de proteína.Essas pequenas vesículas são enviadas para ocomplexo golgiense, de onde podem ser secretada, istoé, lançadas para fora da célula. Dizemos, então, que oretículo rugoso produz proteínas para exportação. Porisso ele é bem desenvolvido em células glandulares,que secretam hormônios e outros produtos que agirãofora dessas células. Mas o retículo também produz proteínas que,depois de chegarem ao complexo golgiense, serãotransferidas para a membrana plasmática ou para outraorganela do sistema de endomembranas. Por tanto, oretículo rugoso produz também proteínas que formammembranas. Em certos casos, ele também produz alguns glicídios, que são acrescentados às proteínassintetizadas pelos ribossomos. Isso acontece quando a célula secreta glicoproteínas, como as que 10
  11. 11. revestem as cavidades do corpo; essas células secretam uma substância pegajosa ou muco, formadopor glicoproteínas. Os ribossomos que estão livres no citosol produzem proteínas que permanecem dissolvidas nopróprio citosol e aí exercem suas funções; é o caso de diversas enzimas (algumas dessas proteínas,porém migram para o núcleo ou para mitocôndria e outros organoides). As células embrionárias, porexemplo, são ricas em ribossomos livres e pobres em retículo rugoso.Retículo Liso O retículo liso o agranular (REL) compõe cavidades em forma de tubos e não possuemribossomos aderidos às suas membranas (daí o nome liso); portanto, não atua na síntese de proteínas.Mas em suas cavidades há enzimas que sintetizam diversos lipídios, como os da membrana plasmáticae os esteróides (que formam, por exemplo, os hormônios sexuais). Há também enzimas responsáveispela desintoxicação do organismo, enzimas que transformam alguns medicamentos, álcool e outrassubstâncias tóxicas em produtos menos tóxicos e de excreção mais fácil. Esse processo é realizado nofígado, na pele, nos rins e nos pulmões. Nos músculos, o retículo liso – chamado de sarcoplasmático – também é muito desenvolvido eserve para reservatório de íons de cálcio, necessários para o mecanismo de contração.Complexo golgiense Em 1898, ao corar uma célula nervosa com nitrato de prata o médico italiano Camilo Golgi (1844 –1926) observou que o metal se depositava em certas regiões da célula, evidenciando uma estrutura emforma de rede, que foi chamada aparelho ou complexo de golgi; hoje pela nova nomenclatura, complexogolgiense. Com o desenvolvimento do microscópio eletrônico foi possível observar que essa organela éformada por uma pilha de sacos achatados e pequenas vesículas esféricas. Nos protistas (protozoários e alguns organismos unicelulares), fungos, vegetais e algunsinvertebrados, há várias pilhas espelhadas pelo citoplasma e cada conjunto é chamado dedictiossomo ou golgiossomo. Nas células dos vertebrados, as pilhas acumulam-se em uma única regiãoda célula.Secretando proteínas O complexo golgiense recebe proteínas e lipídios do retículo endoplasmático e os concentra empe-quenos sacos ou vesículas que podem ser levados para outras organelas, para a membranaplasmática ou para fora da célula, conforme o tipo de proteína. A função de “empacotar” e secretar proteínas explica porque o complexo golgiense é bemdesenvolvido em células glandulares. Vamos analisar essa função com mais detalhe. Observe na figura (próxima pág.) que o complexo golgiense recebe as vesículas cheias deproteína do retículo rugoso, e elas se fundem à sua parte in-terna (voltada par o centro da célula),chamada região cis. As proteínas são levadas, então, para parte externa do complexo golgiense(voltada para a membrana plasmática), chamada região trans. Lá, elas são novamente “empacotadas”em vesículas que brotam nessa região. Denominadas grânulos desecreção, essas vesículas migrampara a superfície da célula fundem-se com a membrana plasmática, eliminando seu conteúdo para o Drogas, tolerância e retículo liso O uso de certos medicamentos e de certos e de drogas piscotrópicas (que atuam no cérebro e modificam o comportamento da pessoa) pode tomar liso do fígado mais desenvolvido, aumentando a quantidade de membranas e de enzimas de desintoxicação. Com isso, esses produtos são neutralizados mais rapidamente. Mas esse mesmo11 processo leva a uma tolerância à droga, fazendo com que sejam necessárias doses maiores para que o mesmo efeito seja obtido. Além disso, como algumas enzimas têm efeito amplo, o uso constante de uma droga pode diminuir a eficácia de outros medicamentos, como os antibióticos.
  12. 12. meioextracelular. Todo esse processo foi estudado em células do pâncreas, que produzem enzimas digestivas. Elasreceberam aminoácido marcado com trítio, isótopo radioativo do hidrogênio, e observou-se que oaminoácido era, primeiramente, incorporado às células de proteína no retículo endoplasmático, depoisno complexo golgiense e, por fim, eliminado pela célula em pequenos “pacotes” de enzimas, os grânulosde zimogênio (zimo = fermento, enzima; geno = que gera). O zimogênio é a forma inativa da enzima;depois de passar por alterações químicas, torna-se ativa. O complexo golgiense é capaz de sintetizar alguns glucídios, como ácido hialurônico, que formauma espécie de “cola” entre ás células de alguns tecidos animais. Pode também acrescentar ou retiraralgumas moléculas de açúcar e outras substâncias as proteínas. Isso funciona como um sinal ou“etiqueta com um endereço”, que indica se a proteína será ex-portada ou levada para outra organela.Em resumo, o complexo golgiense modifica, “empacota”, encaminha e secreta proteínas e lipídios.O complexo golgiense e a formação do espermatozoide O acrossoma, vesícula presente no espermatozoide e rica em enzimas que facilitam a penetração desse gameta no óvulo, é formado a partir do complexo golgiense da espermátide, da célula que dá origem ao espermatozoide. 12
  13. 13. O complexo golgiense e a divisão da célula vegetal Nas células vegetais, o complexo golgiense exerce uma função adicional: durante a divisão dacélula, produz vesículas que se fundem e formam uma nova membrana plasmática entre as células-filhas. Formação da parede celular e da lamela média pelo complexo golgiense na divisão da célula vegetal. Produz também glicídios que formarão a lamela média (esta separará as duas células-filha) eglicídios (que farão parte da parede celular).Lisossomo Alguns organismos unicelulares, como as amebas, e também alguns invertebrados, como asespojas, capturam seres microscópicos por fagocitose e, depois, fazem digestão intracelular dasmoléculas orgânicas complexas que formam esses seres. As enzimas que realizam essa digestão nãoficam espalhadas no citosol (o que poderia digerir e destruir a própria célula). Produzidas no retículoendoplasmático rugoso e encaminhadas ao complexo golgiense, elas são “empacotadas” em pequenasvesículas, os lisossomos. Aqueles que ainda não participaram da digestão são chamados primários. Ovacúolo digestivo, o vacúolo autofágico e o corpo residual, que veremos a seguir, são chamadossecundários. As enzimas são chamadas hidrolases ácidas porque a digestão é uma quebra de moléculas dealimento feita com moléculas de águas (daí o nome hidrolase, de hidro – água e lise - separação). E ointerior do lisossomo é ácido (pH aproximadamente igual a 5). Os fungos e as células vegetais quase sempre não possuem lisossomos, e o trabalho dessasvesículas é feito, geralmente, por vacúolos com enzimas digestivas, como veremos adiante. 13
  14. 14. Digestão Durante a fagocitose, desenvolve-se no interior da célula um vacúolo chamado de fagossomo,que se funde com o lisossomo, formando um vacúolo digestivo ou heterofagossomo, no qual estão apartícula ingerida e as enzimas digestivas. A medida que ocorre a digestão, as moléculas orgânicas simples produzidas pelo processoatravessam a membrana do vacúolo e se espalham pelo citosol. Após a digestão sobra um corporesidual, com material não digerido. Esse corpo pode ser eliminado por exocitose na superfície dacélula, como ocorre nos protozoários, ou acumular-se no citoplasma, como nas células do tecidonervoso, do fígado e nos glóbulos brancos. A fagocitose não é apenas um meio de nutrição. A maioria dos animais possui células que sevalem da fagocitose para defesa do organismo contra bactérias e outros microrganismos; é caso dealguns tipos de leucócitos. Há também células do tecido conjuntivo, os macrófagos, que, por meio dafagocitose, destroem células “velhas”, colaborando para a renovação do organismo.Digerindo partes da própria célula Os lisossomos podem também remover organelas ou partes desgastadas da célula ou que nãosão mais necessárias ao seu funcionamento. Por esse processo, chamado autofagia (autos – próprio;fago – comer), a célula mantém suas estruturas em permanente reconstrução, podendo mesmoconstruir uma parte nova à custa da destruição de outra mais velha. As do fígado, por exemplo, reciclamcerca de 50% de seu conteúdo a cada semana. Ao longo do desenvolvimento de um organismo, há momentos em que grupos de células sãodestruídos. É o que ocorre durante a regressão da cauda do girino (larva do sapo) durante o processoda metamorfose. O mesmo acontece durante a modelagem dos dedos do embrião humano: inicial-mente, os dedos estão unidos por uma membrana (como em um pé-de-pato), que é removida peladestruição de células. Esse processo, chamado autólise ou citólise, foi atribuído ao rompimento dos lisossomos dascélulas. Hoje se sabe que se trata de um processo diferente, muito mais complexo, chamado apoptose,que envolve uma série de alterações que provocam a morte a morte das células de outras maneiras:elas podem ser fagocitadas, por exemplo, pelos macrófagos. 14
  15. 15. Peroxissomos Os peroxissomos ou peroxissomas são pequenas vesículas presentes no citoplasma de célulaseucarióticas. Eles contêm enzimas que promovem a reação do oxigênio com algumas moléculasorgânicas. Nessa reação, a molécula orgânica perde hidrogênio e se forma água oxigenada (peróxidode hidrogênio; daí o nome peroxissomo). Esse processo pode ser representado assim (RH2 simboliza uma molécula orgânica): RH2 + O2 R + H2O2 A água oxigenada é tóxica, mas no peroxissomo há a catalase, enzima que decompõe a águaoxigenada em água e oxigênio: 2H2O2 2H2O + O2 Parte dos ácidos graxos encontrados nas gorduras é oxidada nos peroxissomos e transformadaem moléculas menores, usadas como fonte de energia pela célula. Outra parte é oxidada namitocôndria. O álcool ingerido pelo organismo também é oxidado nos peroxissomos e nas mitocôndriasdas células do fígado e dos rins. Os peroxissomos também estão envolvidos na síntese de bile (líquido produzido pelo fígado queage como um detergente, ajudando a gordura a se misturar com a água) e de colesterol. Nos vegetais existe uma vesícula semelhante ao peroxissomo, com enzimas que transformam oslipídios armazenados nas sementes em glicídios. Estas são importantes para o crescimento inicial daplanta, até nascerem as primeiras folhas, que realizarão a fotossíntese. Durante essa transformação,forma-se o composto ácido glioxílico e, por isso, esse peroxissomo é chamado glioxissomo. Peroxissomos e glioxissomos são também chamados microcorpos (alguns autores classificam oglioxissomo como um tipo de peroxissomo).Vacúolos Vimos que os vacúolos digestivos são formados pela união dos lisossomos com os fagossomos.Então, eles são cavidades limitadas por uma membrana nas quais ocorre a digestão intracelular. Mas háoutros dois tipos de vacúolos encontrados em alguns protozoários e nas plantas.1) Vacúolo contrátil Os vacúolos contráteis ou pulsáteis, presentes nosprotozoários de água doce, encarregam-se de eliminar oexcesso de água das células. Estas são hipertônicas em relaçãoao meio em que vivem e absorvem continuamente água porosmose, resultante da diferença de pressão osmótica. A água élevada para o vacúolo contrátil, que aumenta de volume. Emseguida, ele se contrai, bombeando o excesso de água parafora. Desse modo, o vacúolo regula o equilíbrio osmótico dessesorganismos. 15
  16. 16. 2) Vacúolo vegetais O suco de laranja que as pessoas tomam estava em cavidades no interior das células da fruta, ovacúolo vegetal, também chamado vacúolo de suco celular ou vacúolo central. Esses vacúoloscostumam ocupar boa parte do volume da célula vegetal – às vezes 90% do volume é ocupado por umgrande vacúolo, que resulta da fusão de pequenos vacúolos, originados, por sua vez, de vesículas docomplexo golgiense e do retículo endoplasmático. Esses vacúolos podem aumentar ou diminuir de tamanho, de acordo com a entrada e saída deágua; sua membrana, portanto, é forte e bem elástica e é chamada tonoplasto (tónos = tensão; plastos= modelado). Os vacúolos armazenam diversas substâncias fabricadas pela célula, como alguns pigmentos quedão cor às pétalas das flores e substâncias tóxicas que funcionam como defesa contra animaisherbívoros. Além disso, podem-se encontrar enzimas digestivas, semelhantes as dos lisossomos, queparticipam da digestão intracelular. Nas células das sementes, o vacúolo se fragmenta, originando vários vacúolos menores, queperdem água e formam pequenos grãos, chamados grãos de aleurona, ricos em proteínas e algumasvitaminas necessárias à nutrição do embrião que se encontra no interior da semente.01. Analisando a morfologia da célula testicular ao microscópio eletrônico, um pesquisador observou no citoplasma grande quantidade de retículo endoplasmático liso. A partir dessa informação, pode-se atribuir a essa célula elevada capacidade de: a) síntese de lipídios. b) endocitose de diversas substâncias. c) síntese proteica. d) produção de calor. e) digestão intracelular.02. O pâncreas é constituído por ácidos cujas células secretam enzimas digestivas. A organela citoplasmática diretamente relacionada a essa função é: a) o centríolo. b) o complexo golgiense. c) o cloroplasto. d) a mitocôndria. e) o lisossomo.03. Os isótopos radioativos permitem que se marque o trajeto de uma substância no interior da célula pela técnica da radioautografia. Considerando a ordem cronológica, um aminoácido marcado radioativamente, ao ser acompanhado no interior de uma célula, encontra-se-á em primeiro lugar no: a) lisossomo, onde o aminoácido faz parte das proteínas envolvidas na digestão celular. b) ribossomo, onde o aminoácido é ligado à cadeia polipetídica da proteína. c) complexo golgiense, onde o aminoácido pertence a proteínas que serão preparadas para exportação ou utilização no interior da célula. d) retículo endoplasmático, que realiza o transporte do aminoácido acoplado à cadeia polipeptídica da proteína. 16
  17. 17. e) peroxissomo acoplado ao sistema golgiense.04. Uma célula da parede intestinal, especializada em produção e secreção de muco, apresenta muito bem desenvolvido(a) o(a): a) ribossomo. b) mitocôndria. c) complexo golgiense. d) lisossomo. e) centríolo.05. Bactérias podem causar a ruptura de lisossomos no interior da célula. Nesses casos, a célula: a) regenera os lisossomos perdidos. b) sofre processo de autólise. c) aumenta a produção de unidade de membrana. d) forma anticorpos internos para destruir as bactérias. e) entra em processo de divisão celular.06. Uma célula jovem cresce à custa de proteínas por ela sintetizadas. Essas proteínas são sintetizadas: a) No retículo endoplasmático liso. b) Na superfície externa do retículo endoplasmático rugoso. c) No interior do retículo endoplasmático rugoso. d) No aparelho Golgiense. e) Nos ribossomos livres do citoplasma.07. Células animais, quando privadas de alimento, passam a degradar partes de si mesmo como fonte de matéria-prima para sobreviver. A organela citoplasmática diretamente responsável por essa degradação é: a) o complexo Golgiense. b) o centríolo. c) o lisossomo. d) a mitocôndria. e) o ribossomo.08. Observe as três organelas indicadas na figura ao lado: Assinale a opção que, relativamente a cada uma dessas organelas, apresenta sua identificação seguida de uma de suas funções. a) 1 – Retículo endoplasmático liso – Síntese de lipídios; 2 – Retículo endoplasmático rugoso – Pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – Complexo Golgiense – Secreção celular. b) 1 – Complexo Golgiense – Síntese de proteínas; 2 – Retículo endoplasmático rugoso – Secreção celular; 3 – Retículo endoplasmático liso – Transporte de substâncias. 17
  18. 18. c) 1 – Complexo Golgiense – Origem dos lisossomos; 2 – Retículo endoplasmático liso – Pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – Retículo endoplasmático rugoso – Síntese de proteínas. d) 1 – Complexo Golgiense – Secreção celular; 2 – Retículo endoplasmático liso – Síntese de proteínas; 3 – Retículo endoplasmático rugoso – Síntese de lipídios. e) 1 – Retículo endoplasmático liso – Pode controlar a concentração de cálcio citoplasmática; 2 – Retículo endoplasmático rugoso – Síntese de proteínas; 3 – Complexo Golgiense – Secreção celular.09. Sabe-se que as mitocôndrias representam, na célula, importantes locais de utilização de oxigênio. Porém, além delas, temos outras organelas que também utilizam o oxigênio de maneira igualmente importante à vida celular, não formando, no entanto, ATP. O texto acima se refere aos: a) lisossomos. b) microtúbulos. c) peroxissomos. d) microfilamentos. e) fagossomos.10. Alimento protéico marcado com radioatividade foi fagocitado por paramécios. Poucos minutos depois, os paramécios foram analisados e a maior concentração da radioatividade foi encontrada: a) nos centríolos. b) nas mitocôndrias. c) na carioteca. d) no nucléolo. e) no retículo endoplasmático.11. Uma célula revela, ao microscópio eletrônico, possuir grande quantidade de retículo endoplasmático rugoso associado a um sistema golgiense bem desenvolvido e apresenta mitocôndrias. O restante do citoplasma está cheio de grânulos de secreção. Essa célula é especializada para: a) secreção de proteínas. b) secreção de restos nitrogenados. c) produção e secreção de hidrates de carbono. d) síntese de lipídios. e) síntese de membrana nuclear. 18
  19. 19. 12. Qual a alternativa da tabela abaixo cujos termos preenchem corretamente esta frase: “Os lisossomos têm como função (I) e são produzidos na organela chamada (II)”. I II a) síntese de proteínas cloroplasto b) síntese de açúcares cloroplasto c) digestão intracelular retículo endoplasmático d) síntese de proteína retículo endoplasmático e) digestão intracelular complexo golgiense13. A água oxigenada (H2O2) espuma quando lançada sobre tecidos lesados, pois libera oxigênio molecular. Isso comprova a presença de certa enzima desprendida no meio pelas células destruídas. A enzima e os seus orgânulos acumuladores são, respectivamente: a) desidrogenase e lisossomos. b) peroxidase e lisossomos. c) catalase e peroxissomos. d) descarboxilase e microssomos. e) catalase e microtúbulos.14. Com relação à função das organelas celulares, assinale a alternativa correta. a) Os centríolos são organelas presentes nas células dos animais e vegetais superiores e estão relacionados ao processo de divisão celular e à formação de cílios e flagelos. b) O retículo endoplasmático liso, além de desempenhar todas as funções atribuídas ao retículo endoplasmático rugoso, está também associado à síntese de proteínas. c) Os peroxissomos são vesículas cheias de enzimas que se desprendem do complexo Golgiense e que têm como função digerir partículas sólidas ou líquidas englobadas pela célula. d) Os lisossomos são pequenas organelas que contêm diferentes tipos de enzimas que contribuem para a desintoxicação do organismo. e) O complexo Golgiense tem como principais funções armazenar proteínas, organizar o acrossomo nos espermatozoides e sintetizar glicoproteínas.15. Retirando uma ameba de seu ambiente natural e colocando-a em água com um conteúdo de sais mais alto que o usual, observa-se a formação de: a) um vacúolo contrátil maior, que descarrega mais frequentemente do que antes. b) um vacúolo contrátil menor, que descarrega mais frequentemente do que antes. c) um vacúolo contrátil maior, que descarrega menos frequentemente do que antes. d) um vacúolo contrátil menor, que descarrega menos frequentemente do que antes. e) vários vacúolo contrateis, que descarregam mais frequentemente do que antes. 19
  20. 20. 16. Com base na figura abaixo, que representa uma célula vegetal, é correto afirmar: a) A estrutura 1 está presente apenas nas células dos organismos eucariontes. b) As estruturas 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, ao complexo Golgiense, ao nucleoide e ao cloroplasto. c) A estrutura 5 tem função de síntese de ácidos graxos e de regulação da pressão osmótica. d) A estrutura 6 está presente em bactérias, algas cianofíceas e células de organismos animais. e) A estrutura 7 é responsável pela regulação da pressão osmótica.17. Sobre a organela representada a seguir, é incorreto afirmar que: a) está presente em células eucarióticas animais e vegetais. b) está relacionada com o processo de secreção celular. c) pode formar vesículas de secreção com proteínas produzidas no retículo endoplasmático rugoso. d) sintetiza proteínas e as armazena no lisossomo. e) é bem desenvolvida em estruturas glandulares.18. Associe corretamente as duas colunas (em relação às estruturas citoplasmáticas com respectivas funções) e, após, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. (1) peroxissomo ( ) possui catalase que decompõe a água oxigenada em água e oxigênio. (2) centríolo ( ) formação de cílios e flagelos (3) complexo Golgiense ( ) organização do acrossomo no espermatozoide (4) retículo endoplasmático agranular ( ) produz lipídios, principalmente esteróides (5) ribossomo ( ) síntese de proteínas a) 1, 2, 3, 4, 5 b) 5, 4, 3, 2, 1 c) 1, 3, 2, 4, 5 d) 2, 1, 4, 5, 3 e) 1, 4, 5, 2, 3 20
  21. 21. 19. No esquema estão representadas etapas, numeradas de 1 a 3, de um importante processo que ocorre no interior das células e algumas organelas envolvidas direta ou indiretamente com esse processo. As etapas que correspondem a 1, 2 e 3, respectivamente, e algumas organelas representadas no esquema, estão corretamente listadas em: a) absorção de aminoácidos, síntese proteica e exportação de proteínas; retículo endoplasmático, lisossomo e mitocôndria. b) fagocitose de macromoléculas, digestão celular e digestão de resíduos; retículo endoplasmático, complexo golgiense e lisossomo. c) fagocitose de sais minerais, fotossíntese e exportação de compostos orgânicos; cloroplastos e vacúolos. d) absorção de oxigênio, respiração celular e eliminação de dióxido de carbono; mitocôndrias e vacúolos. e) fagocitose de macromoléculas, digestão celular e exportação de proteínas; mitocôndrias e lisossomos.Para responder à seguinte questão, considere a figura que ilustra o processo de fagocitose e digestão celular.20. A fagocitose representa uma importante defesa inespecífica da célula contra patógenos. A figura indica três estruturas celulares que participam diretamente nesse processo. São elas: a) I: retículo endoplasmático liso; II: peroxissomo; III: fagossomo. b) I: retículo endoplasmático liso; II: lisossomo; III: peroxissomo. c) I: complexo golgiense; II: lisossomo; III: fagossomo. d) I: complexo golgiense; II: peroxissomo; III: lisossomo. e) I: complexo golgiense; II: fagossomo; III: peroxissomo. 21
  22. 22. QUESTÕES DE PROPOSIÇÕES MULTIPLAS01. A figura abaixo ilustra, esquematicamente, aspectos estruturais e funcionais de um a célula. A partir de sua análise, conclui-se: (01) A presença de um sistema organizado de endomembranas permite identificá-la como célula eucariótica. (02) O envoltório nuclear e o retículo endoplasmático são estruturalmente independentes. (04) Uma diferenciação específica do sistema de endomembranas protege o material genético. (08) O aparelho golgiense se organiza a partir de vesículas provenientes do retículo endoplasmático. (16) O trânsito de substâncias através do envoltório nuclear é idêntico ao que ocorre através da membrana plasmática. (32) As regiões agranulares do retículo endoplasmático são especializadas na síntese de proteínas estruturais. (64) A fusão das vesículas secretoras com a membrana possibilita a liberação do conteúdo dessas vesículas para o meio extracelular.02. A figura ao lado apresenta o modo pelo qual o colesterol, importante componente das membranas biológicas, torna-se disponível dentro da célula. Com base na figura, pode afirmar: (01) A incorporação do colesterol à célula é um processo independente do controle do núcleo. (02) A entrada do LDL na célula é um exemplo de endocitose. (04) A ocorrência do fenômeno apresentado depende de proteínas subjacentes à membrana plasmática. 22
  23. 23. (08) As proteínas receptoras de membranas são digeridas por enzimas hidrolíticas, no endossomo. (16) Lisossomos primários se fundem à vesícula que contém LDL, digerindo essa partícula até aminoácidos, ácidos graxos e colesterol. (32) Lisossomos secundários convertem-se em lisossomos primários, reiniciando o processo.03. Estruturas fibrosas de colágeno e elastinadesempenham, no nosso corpo, papel análogo aodos vergalhões em uma construção na qual ostijolos seriam as células. As etapas de síntese etransformações pelas quais passa o colágeno,durante sua produção, estão esquematizadas nafigura ao lado. Associando-se as informações anteriores aos conhecimentos sobre as funções exercidas pelo colágeno, pode-se concluir: (01) A forma funcional do colágeno depende de processos bioquímicos que ocorrem no meio extracelular. (02) A natureza química do colágeno Fora da célula, as triplas justifica a dependência, para a sua hélices perdem parte das extremidades e se associam formação, do retículo endoplasmático formando fibrilas de colágeno que se agregam. rugoso. (04) O deslocamento das vesículas contendo cadeias polipeptídicas do colágeno, até a sua liberação, é um exemplo de transporte passivo. (08) Alterações na produção de colágeno repercutem na funcionalidade da pele e dos ossos. (16) As fibras do colágeno são produzidas em um determinado órgão e distribuídas por todo o organismo.04. Leia o texto:RETÍCULO REVOLUCIONA COMPREENSÃO DO DNA Remédios mais eficientes e menos tóxicos contra uma série de doenças, do diabetes aos malescardíacos, podem chegar às farmácias nos próximos anos graças a uma das mais importantesdescobertas já realizadas por cientistas brasileiros. O grupo de Maria de Fátima Leite, farmacêutica e bióloga molecular do Departamento deFisiologia da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), descobriu uma parte inteira entre adesconhecida das células humanas, num estudo que teve ampla repercussão internacional. O complicado nome de retículo nucleoplasmático foi dado à estrutura, ou organela, encontrada nonúcleo das células. Se o nome é complicado, seu papel é ainda mais com plexo, mas fundamental parao ser humano. Ele regula a leitura do DNA. O retículo nucleoplasmático tem papel-chave em todos os processos básicos do funcionamentodo corpo humano. Sua descoberta ajudará cientistas a aplicar o conhecimento gerado pelo deciframentode nosso código genético. Todas as estruturas celulares que aprendemos na escola, como ribossomos,complexo golgiense, entre outros, ficam no citoplasma. Esta é a primeira “organela” descoberta nonúcleo, a área nobre das células, onde está o DNA. 23
  24. 24. O retículo nucleoplasmático é primo-irmão de uma outra estrutura celular de nome parecido:oretículo endoplasmático. Essas pequenas máquinas do interior de nossas células desempenham papelfundamental em todos os momentos de nossas vidas. Elas comandam, por exemplo, a liberação docálcio dentro das células. Todo mundo já ouviu falar da importância do cálcio para dentes e ossos. Mas o papel do nutrientevai muito além disso. Um a vez acionado na hora e na quantidade certa, ele ativa determinadas partesdo DNA. O cálcio regula os batimentos do coração, o movimento dos músculos, a liberação dehormônios, como a insulina, e ao próprio ritmo de vida e morte das células. Dentro das células, o cálcio fica aprisionado em compartimentos. Até agora se imaginava quecabia ao retículo endoplasmático soltar cálcio quando este fosse necessário. O estudo da UFMG e das Universidades americanas mostra que o retículo endoplasmático fazisso apenas em parte da célula. No núcleo, onde está o DNA, quem dá as cartas é o recém-descobertoretículo nucleoplasmático. Devido à sua importância, o cálcio celular é alvo de imensa gama de remédios, com o osrecomendados para hipertensão e o tratamento da insuficiência cardíaca, por exemplo. - Hoje, essas drogas não agem de forma específica e atuam por toda a célula. A descoberta abrecaminho para refinar os medicamentos – observa a cientista. (Folha de São Paulo – adaptado) Essa recente descoberta traz implicações na biologia celular, entre as quais é possível destacar: (01) A importância do sistema de endomembranas na compartimentação e sustentação da célula. (02) A possibilidade de intercâmbio do núcleo com o citoplasma, igualando a composição química nesses compartimentos. (04) A produção de medicamentos que tenham com o alvo específico o retículo nucleoplasmático. (08) A criação de gradientes iônicos no interior do núcleo, com o faz o retículo endoplasmático no citoplasma. (16) O papel-chave do cálcio com o gatilho biológico na ativação de determinados sítios do DNA. (32) A impropriedade em continuar usando presença do núcleo como diferença entre célula procariótica e a eucariótica. (64) A inviabilidade da molécula de DNA no papel chave de estocagem da informação genética. GABARITO 01. 01 + 02 + 04 + 08 + 64 02. 01 + 02 + 04 + 16 03. 01 + 02 + 08 04. 01 + 04 + 08 + 16 24
  25. 25. BibliografiaALBERTS, Bruce ET AL Molecular Biology of the Cell 3 . Ed.. Nova York: Garland, 1994.AMABIS e MARTHO,Biologia das Célula Ed. Moderna, 2009.ARMÊNIO e ERNESTO, Biologia 1 , Ed Harbra , 2002.AVANCINI e FAVARETO, Ed Moderna.COOPER, Geofrei M. The cell: A Molecular Approach. 2. Ed. Sunderland (MA): Sinauer, 20000CESAR e SEZAR, Biologia 1, Ed. Saraiva, 2002.FORTEY Richard, Vida: Uma biografia não autorizada, Ed. Record, 2000JUNQUEIRA e CARNEIRO, Citologia básica, Ed Guanabara Koogan, 1972MARGULIS e SAGAN, Microcosmo, 1987LOPES Sonia, Bio 1, Ed. Saraiva, 2006Este módulo contém textos e figuras retirados integralmente da bibliografia citada. E importante salientarque o uso e exclusivamente informativo inclusive com indicações para o uso dos livros, pois eles possuem deforma criteriosa e aprofundada os resumos selecionados. 25

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