Estudo Biologia Celular

PAREDE CELULAR

• A presença de parede celular distingue células vegetais das células animais;
• A parede celular é uma matriz extracelular secretada pela célula, protegendo-a e dando forma vegetal, pode também variar seu grau de espessura;

CONSTITUIÇÃO DA PAREDE CELULAR

• Um dos principais componentes da parede celular é a celulose (polissacarídeo formado por moléculas de glicose ligadas umas às outras em suas extremidades);
• As moléculas de celulose associam-se formando MICROFIBRILAS;
• As microfibrilas associam-se formando MACROFIBRILAS;
• As macrofibrilas são responsáveis pela sustentação da planta.

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• A celulose é sintetizada fora da célula (extracelular). Quem realiza esta síntese é uma enzima chamada CELULOSE SINTASE, que transporta os monômeros de glicose pelas membranas e promove a ligação entre eles para formar um polissacarídeo. Este polissacarídeo é a própria molécula de celulose;
• Moléculas não-celulósicas:

HEMICELULOSE (polissacarídeo) – sintetizado no Complexo de Golgi

PECTINA (proteína estrutural – caráter hidrofílico) – sintetizado no Reticulo Endoplasmático Granuloso – Parede primária

GLICOPROTEÍNA (sacarídeo associado a proteína – caráter hidrofílico) – sintetizado no Reticulo Endoplasmático Granuloso – Parede primária.

LIGNINA – é rígida e serve para adicionar resistência a parede celular, é hidrofóbica, tem função de suporte.

CUTINA, SUBERINA E CERAS (polímeros de lipídeos – insolúveis) – a principal função da cutina e da suberina é formar uma matriz para a deposição de cera. A cera forma uma cutícula, cuja principal função é reduzir a perda de água nas plantas (aspecto brilhante nas folhas das plantas).

• Parede permeável: espaços que ficam entre macrofibrilas, hemicelulose, pectina e glicoproteínas (sem lignina).

PAREDE PRIMÁRIA

• Constituída pelas primeiras camadas celulósicas sintetizadas pela célula vegetal, formada antes de durante o crescimento celular, encontrada nas células que se dividem ativamente;
• Rica em pectina, glicoproteínas e enzima. Possui menor quantidade de celulose do que a parede secundária;
• A lamela média é a região de união das paredes primárias;
• A parede primária é flexível e possui caráter hidrofílico.

PAREDE SECUNDÁRIA

• São camadas adicionais de celulose sintetizadas pela célula vegetal;
• Sua formação ocorre após a parada do crescimento celular e/ou do aumento da superfície da parede primária;
• Rica em celulose e hemicelulose, não há pectina e glicoproteínas;
• 3 camadas distintas: s1 (externa), s2 (mediana) e s3 (interna);
• Não há deposição de parede secundária nos plasmodesmos (campos de pontoação);
• A parede celular secundária é rígida, difícil de distender e possui caráter hidrofóbico.

VARIAÇÕES DA ESPESSURA DA PAREDE CELULAR

• PARÊNQUIMA: parede primária fina, presente na epiderme com função de preenchimento;
• COLÊNQUIMA: parede primária espessa com função de sustentação;
• ESCLERÊNQUIMA: parede secundária com função de sustentação;
• FLOEMA: parede primária;
• XILEMA: parede secundária com função de sustentação (um pouco mais fina que o esclerênquima).

ORGANELAS

• A célula vegetal consiste em uma parede celular e em um protoplasto;
• O termo protoplasto é derivado do termo protoplasma, que é utilizado ao se referir aos componentes das células;
• Um protoplasto é constituído por um citoplasma (ou citosol) e um núcleo;
• O citoplasma é constituído por entidades delimitadas por membrana (organelas), entidades delimitadas por duas membranas e entidades não-membranosas (como ribossomos, microtúbulos, filamentos de actina);
• O que resta nesse sistema é a “sopa celular”, ou matriz celular, onde o núcleo e todas as outras entidades estão suspensas, podendo ser chamado de substância fundamental, citosol ou citoplasma.

ORGANELAS DE MEMBRANA DUPLA

• As organelas de membrana dupla são Mitocôndrias e Cloroplastos (plastídeos);

Plastídeos

• Os plastídeos são componentes característicos das células vegetais;
• Cada plastídeo é envolto por duas membranas (interna e externa);
• Os plastídeos possuem DNA (forma circular e sem histonas) e capacidade de autoduplicação (fissão);
• Internamente são diferenciados por conta de um sistema de membranas e por uma matriz parcialmente homogênea chamada ESTROMA, que contem enzimas metabólicas, ribossomos, RNA e DNA.
• Os plastídeos desenvolvem-se a partir de PROPLÁSTIDEOS, que são organelas pequenas presentes nas células imaturas. Os plastídeos maduros são classificados com base nos pigmentos que contêm: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos.

Cloroplastos

• Os cloroplastos possuem pigmento clorofila (verde), poucos pigmentos carotenóides e são responsáveis pela fotossíntese da planta, também estão envolvidos na síntese de ácidos graxos e aminoácidos;
• Estrutura interna: o estroma é atravessado por um sistema membranoso em forma de vesículas achatadas, chamado TILACÓIDES (que constituem um único sistema interconectado). Os cloroplastos possuem GRANA ou GRANUM, que são discos de tilacóides empilhados como uma pilha de moedas. Os pigmentos de clorofila e carotenoides estão embebidos nas membranas dos tilacóides;
• Os cloroplastos de algas e plantas possuem pequenas grãos de amido ou gotículas de óleo, os grãos de amido são produtos de armazenamento temporário na presença de luz, enquanto as plantas estão fotossintetizando;
• Na membrana do tilacoide há presença de FOTOSSISTEMAS, que é um complexo multiproteico que sustenta as moléculas de clorofila e também há presença de ATP-Sintase enzima que produz ATP e NADP-redutase que produz NADPH;
• Na membrana do tilacóide também ocorre a REAÇÃO DE FASE CLARA onde há proteínas atuantes nas reações fotossintéticas de transferência de elétrons;
• No estroma ocorre a REAÇÃO DE FASE ESCURA onde há proteínas atuantes nas reações de fixação do carbono. O ATP e o NADPH convertem CO2 em carboidratos.

Cromoplastos

• São plastídeos que possuem pigmento carotenoide (laranja, amarelo, vermelho) e não possuem clorofila;
• Está presente nas flores, nas folhas secas, nos frutos e raízes;
• Sua função é atrair animais polinizadores para dispersão de frutos e sementes (coevolução) e polinização cruzada entre as flores (coevolução);
• Os cromoplastos podem desenvolver-se de cloroplastos pré-existentes, como no amadurecimentos dos frutos (passando de verde para maduro - colorido);

Leucoplastos

• São plastídeos não-pigmentados;
• Podem sintetizar amido (amiloplastos – acumulam amido como substância de reserva), óleo (oleoplastos) e proteínas (proteoplastos);
• Os leucoplastos se expostos à luz podem transformar-se cloroplastos.

Mitocôndrias

• Assim como os plastídeos, as mitocôndrias são recobertas por duas membranas;
• São menores que os plastídeos;
• Responsável pela “respiração” celular (consome O2 e libera CO2), produzindo energia (ATP) neste processo;
• Apresenta DNA próprio (autoduplicação), RNA e ribossomos na matriz mitocondrial;
• As mitocôndrias, assim como os plastideos estão em constante movimento dentro da célula, elas também se fundem e têm capacidade de autoduplicação;
• Na matriz mitocondrial, contém centenas de enzimas envolvidas na oxidação de ácido graxo e piruvato (glicólise), além das enzimas do ciclo de ácido cítrico (ciclo de Krebs);
• A membrana externa é permeável, pois contém proteínas canal (PORINAS) e enzimas envolvidas na síntese de lipídios mitocondriais;
• A membrana interna é dobrada em numerosas cristas mitocondriais, que contém proteínas específicas: proteínas da cadeia transportadora de elétrons; enzima ATP-sintase; proteínas transportadoras específicas;
• No espaço intermembranoso ocorre o acúmulo de prótons H+ e contém enzimas específicas;

TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE

• A teoria endossimbiótica admite que cloroplastos e mitocôndrias tiveram sua origem a partir de um procarionte que viveu em simbiose com uma célula eucarionte;
• A simbiose é uma associação entre dois ou mais organismos diferentes que pode ou não resultar em benefícios para cada um;
• Cloroplastos e mitocôndrias assemelham-se a bactérias em tamanho e forma, além da semelhança genética e bioquímica, o que sugere que possam ter ancestrais procarióticos;
• Cloroplastos e mitocôndrias possuem DNA e ribossomos próprios;
• DNA de cloroplastos e mitocôndrias são bastante diferentes daquele existente no núcleo da célula;
• As duas organelas possuem o seu próprio sistema de membranas internas e a presença de duas membranas revestindo-as;
• Tanto cloroplastos quanto mitocôndrias possuem capacidade de autoduplicação.

ORGANELAS DE MEMBRANA ÚNICA

Microcorpúsculos

• Apresentam um interior granular, porém podem apresentar inclusões cristalinas formadas por proteínas;
• Não possuem DNA e ribossomos;
• São organelas esféricas delimitadas por apenas uma membrana.

Microcorpúsculo Peroxissomo

• Realizam reações oxidativas que neutralizam substancias tóxicas em animais;
• Nas células vegetais, têm um importante papel no metabolismo do ácido glicólico (via glicolato), que é associado à FOTORRESPIRAÇÃO, onde o glicolato é oxidado pelas enzimas do peroxissomo. OBS: Estão associados as mitocôndrias e aos cloroplastos;

Microcorpúculo Glioxissomo

• Eles contêm enzimas necessárias para a conversão das gorduras em carboidratos, durante a germinação de diversas sementes.

Vacúolos

• Os vacúolos também diferenciam células vegetais das células animais;
• Os vacúolos são regiões dentro da célula delimitas por uma membrana lipoproteica (chamada de TONOPLASTO), preenchida por um liquido chamado SUCO CELULAR;
• Os vacúolos desempenham duas funções básicas: preenchimento de espaço (aumento de tamanho da célula vegetal); armazenamento (água, íons como o Na+, carboidratos, aminoácidos e proteínas);
• Pode ocorrer formação de cristais de oxalato de cálcio dentro deles e armazenamento de pigmento como a antocianina;
• Outras funções: removem resíduos tóxicos do citoplasma, resultante dos processos metabólicos intracelulares; fazem digestão intracelular de macromoléculas, promovendo a reciclagem desses componentes;
• Podem ser comparados com os lisossomos da célula animal;
• O vacúolo pode ocupar até 90% de um célula vegetal;

Lisossomos

• Presente em células animais;
• São vesículas com enzimas digestivas e fazem digestão intracelular;
• Formam-se a partir do complexo de Golgi (tanto lisossomos como vacúolos).

Retículo Endoplasmático Liso

• É um conjunto de tubos e canais membranosos onde as substancias circulam e são armazenadas;
• Não contem ribossomos aderidos;
• Atua na síntese de lipídeos;
• Os retículos endoplasmáticos (agranular e granular) de células adjacentes estão interconectados através dos plasmodesmos;

Retículo Endoplasmático Granular

• Possui ribossomos aderidos a sua membrana;
• Atua na síntese de proteínas para exportação;
• É o local principal da síntese da membrana plasmática dentro da célula;
• É contínuo com o envelope nuclear;
• Formado por túbulos (cisternas) e vesículas;
• A proteína que começa a ser sintetizada no ribossomo livre no citosol tem uma sequência-sinal que, ao se ligar à ‘Partícula de Reconhecimento de Sinal’ (PRS), conduz o ribossomo para a membrana do REG (onde tem um RECEPTOR para PRS).

Complexo de Golgi

• Conjunto de todos os dictiossomos da célula. Os dictiossomos são grupos de saco achatados em forma de discos ou cistenas, que são ramificados com um complexo de túbulos em suas margens e empilhados;
• As faces dessas pilhas recebem o nome de cis (regiões formadoras) e trans (regiões de maturação);
• Os dictiossomos estão envolvidos na secreção, na formação da parede celular e na formação do lisossomo;
• Armazena e secreta substancias proteicas através de vesículas;
• Realiza glicosilação de proteínas formadas pelo REG para formar glicoproteínas na parede celular;

CITOESQUELETO E ENVELOPE NUCLEAR

CITOESQUELETO

• É uma rede complexa de filamentos proteicos que se estende através de todo citosol;
• Tem papel importante na movimentação das entidades dentro de uma célula (ciclose) e na sustentação celular;
• É constituído por dois tipos de filamentos proteicos: os microtúbulos e os filamentos de actina;
• Os MICROTÚBULOS (formados no centrossomo) são estruturas cilíndricas, delgadas e longas, cada microtúbulo é formado por subunidades de uma proteína chamada tubulina; são estruturas polares;
• Nas células que estão crescendo, os microtúbulos possuem papel importante no crescimento ordenado da parede celular e se encontram próximos a membrana plasmática; também auxiliam na movimentação dos flagelos e cílios; além de exercerem funções importantes na divisão celular.
• Os FILAMENTOS DE ACTINA são estruturas polares com extremidades de cargas positivas e negativas; são formados por uma proteína contrátil chamada actina;
• Funções dos filamentos de actina: deposição da parede celular, migração nuclear após a divisão celular e corrente citoplasmática.
• A ciclose é o movimento citoplasmático circular que ocorre ao redor do vacúolo central nas células vegetais, levando os cloroplastos para a parte mais periférica do citoplasma para facilitar a captação da luz do meio externo.
• A ciclose não se restringe ao movimento dos cloroplastos, sua função é facilitar a troca de substâncias intracelularmente ou entre a célula e o meio externo. Este processo depende da associação da Actina com a Miosina, com a hidrolise do ATP, o movimento é gerado.

NÚCLEO E ENVELOPE NUCLEAR

• O núcleo é a estrutura mais proeminente no citoplasma e possui duas funções importantes como o armazenamento de material genético e o controle das atividades normais da célula;
• O núcleo é delimitado por uma par de membranas chamado de envelope nuclear, que contém uma série de POROS que permitem a troca de substancias entre o citoplasma e núcleo (como ribossomos e RNA);
• Em alguns locais, a membrana externa do envelope nuclear pode ser contínua com o retículo endoplasmático e conter alguns ribossomos aderidos;
• A cromatina que se encontra no interior do núcleo, é composta por DNA e grande quantidade de proteínas chamadas histonas;
• O nucléolo é o local de montagem dos ribossomos, cada nucléolo contem altas concentrações de RNA e proteínas, além de grandes alças de DNA que são o sítio de formação do RNA ribossômico.
• A LÂMINA NUCLEAR localiza-se junto à superfície do envoltório nuclear e é bastante discreta;
• O DNA contém regiões que não são genes (Regiões Estruturais) e contém regiões que são genes (contém informação para codificar RNA e proteínas);
• A INTERFASE é a fase de compactação da cromatina; esta compactação apresenta diferentes níveis: a HETEROCROMATINA e a EUCROMATINA.
• A eucromatina é filamentosa (invisível ao microscópio optico), contem genes ativos e é comum em núcleos que estão em alta atividade;
• A heterocromatina é densa e espiralada (é visível ao microscópio optico), não contem genes ativos e é frequente em células de menor atividade protéica.

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