FUNDAMENTOS DE

CITOLOGIA

Uma viagem ao centro da célula

Vilemar Magalhães – 23/10/2013

FUNDAMENTOS DE CITOLOGIA

O miscroscópio e o telescópio foram inventados pelos fabricantes

de óculos holandeses Hans Jenssen e seu filho Zacharias em 1560.

A capacidade de aumento do primeiro aparelho era de 30x. Hoje é

comum se ver um microscópio com a capacidade de aumento de

duas mil vezes e o microscópio eletrônico pode aumentar a imagem

em até 400 mil vezes. O microscópio não tinha utilidade para o

estudo da biologia celular até que outro holandês Antonie

Leeuwenhoek se interessasse por um e o aperfeiçoou.

O físico britânico Robert Hooke (1635 – 1703) deu o ponta-pé inicial para o

surgimento de uma nova ciência quando observou uma célula pela primeira vez em

1663. Robert usava um microscópio de luz desenvolvido e aperfeiçoado por Antonie

Van Leeuwenhoek, (1632 – 1723) para analisar o material colhido de plantas.

Hooke nomeou as inúmeras cavidades que achou nas finas fatias de cortiças de

células, que em latim, significa pequenas celas, saletas. Robert Hooke tinha visto

somente a estrutura externa da célula, pois a cortiça é um tecido morto. Estava criada

a citologia que ficou definida como o ramo da Biologia que estuda as estruturas e os

metabolismos celulares.

Robert Hooke

Antonie Van Leewenhoek

Matthias Jabob Schleiden Theodor Ambrose Hubert Schwann

Em seguida os pesquisadores alemães Matthias Jacob Schleiden, botânico e Theodor

Ambose Hubert Schwann, naturalista criaram a Teoria Celular em 1838, cujos

principais postulados são:

- a célula é o menor elemento constituinte de todos os seres vivos, exceto de vírus

que não pertencem a nenhum reino animal conhecido. Os vírus são considerados

seres acelulares. Os seres que não têm células são considerados pela Teoria Celular

como não vivos;

- os seres vivos são compostos de uma ou mais células. Os seres que são formados

de somente uma célula são chamados de unicelulares;

- todas as células surgem de outras células existentes quando estas se dividem;

- A captação, síntese, armazenamento e o fluxo de energia nos seres vivos ocorrem

dentro das células;

- as células contêm informações genéticas herdadas de células das quais foram

geradas pelo DNA e no RNA;

- as células são basicamente idênticas quanto as suas estruturas químicas. 98% de

todos os seres vivos são compostos por Carbono, Hidrogênio, Oxigênio, Nitrogênio,

Fosfato e Enxofre. Não importa que sejam células vegetais ou animais.

Organela

Célula Vegetal Célula Animal

Capsula X

Carioteca

Centríolos X

Citoplasma

Cloroplastos X

Complexo de Golgi Vesículas no citoplasma Vesículas empilhadas

DNA

Flagelo x

Glicocálix x

Lisossomos

Mesossomos Presentes em seres procariontes do Reino Monera – Bactérias e Cianobactérias

Membrana Plasmática

Microfilamentos

Microtúbulo

Mitocôndria

Núcleo

Parede Celular X

Peroxissomos

Plasmodesmos X

Plastídeo X

Retículos Endoplasmático Liso

Retículo Endoplasmático Rugoso

Reserva Amido Glicogênio

Ribossomos

Vacúolos Maiores Menores

Os seres procariotas ou protocelulas do grego: proto = antes; karyon = núcleo.

Portanto, uma célula procariótica não contém um núcleo definido e lhes falta até

algumas organelas membranosas como mitocôndria, retículo endoplasmático liso e

rugoso, complexo de Golgi. As cromatinas ficam livres no citoplasma sem nenhuma

associação com as proteínas histonas.

A ausência de algumas estruturas nas células procarióticas faz com que estas sejam

menores. Acontece que por ser menor o transporte de íons e moléculas orgânicas

pelo citoplasma fica mais fácil do que em uma célula eucariótica e é realizado com

um menor gasto energético.

O DNA cromossômico e os ribossomos se encontram soltos no citoplasma de todas

as células procarióticas. Uma célula eucariótica parece mais complexa que uma

célula procariótica. Contudo, chamar uma célula procariótica de simples é um engano

complexo. Mesmo sendo capazes de habitarem em quase todos os ambientes,

montanhas, vulcões, geleiras, desertos, dentro de outros animais, em qualquer canto

pode haver um ser procariótico. O mesmo não acontece com os eucarióticos. Será

que este é realmente o ser mais simples? O primeiro ser? Há procariontes que podem

até realizar o importantes processo de fotossíntese, isto é, são capazes de captar a

energia solar e transformá-la em energia orgânica como os vegetais. Embora não

tenham bases científicas, hoje é aceito quase unanimemente que as primeiras células

em nosso planeta tenham sido as procarióticas e que estas evoluíram tornando-se

células eucarióticas.

Um grande número de seres procariontes são unicelulares ou formam cadeias. Estes

podem ter um formato arredondado, de bastonete ou de um saca rolhas.

Para quem ainda pensa que um ser procarionte é simples, seria interessante

considerar um flagelo. Veja na figura abaixo como é complexa a estrutura desta peça

rotativa que se chama flagelo. Um flagelo somente pode realizar até 1000 rotações por

minuto rodando em torno de si mesmo. Elas elaboram engrenagens muito complexas

feitas de proteínas que ajudam no deslocamento das células. Os seus movimentos são

necessários se a célula precisa se locomover para outra região como acontece com os

espermatozoides. Não faz realmente sentido chamar uma estrutura destas de simples.

Ou que outro tipo de célula seja mais complexa por ter organelas delimitadas por

membranas ou realizarem um número maior de sínteses, etc

Foto, lado esquerdo, mostra as partes integrantes de um flagelo tiradas por um microscópio

eletrônico e à direita um desenho técnico da mesma estrutura.

3.3

Célula Eucariótica: (eu = verdadeiro; karyon = núcleo), portanto, uma célula

eucariótica tem um núcleo definido envolvido por uma membrana nuclear ou carioteca.

O material genético é encontrado dentro do núcleo.

As organelas nas células eucarióticas são delimitadas por uma membrana plasmática.

As organelas são bem definidas como: mitocôndria, cloroplastos, lisossomos,

microtúbulos, complexo de Golgi, risossomos, centríolo, DNA, reticulo endoplasmático

rugoso e liso, vacúolos, cromossomos. Estas organelas estão geralmente relacionadas

com o metabolismo energético das células.

As células eucariontes são no mínimo 10 vezes maiores que as células procarióticas.

As maiores células eucariontes podem ser até 100 vezes maiores que as células

procariontes. Um célula procarionte pode ter proteínas como a actina, a miosina, a

tubulina e as histonas. As células eucariontes realizam a divisão celular pelos

processos de mitose ou meiose.

Uma célula eucarionte básica contém uma membrana plasmática, na parte externa da

membrana plasmática, o cistoplasma, citoesqueleto, e outros, veja a figura abaixo:

Em meados do século XVII, os primeiros microscópios estavam sendo usados. Os

observadores identificaram uma área globular escura dentro das células que Robert

Brown, já em 1831, chamou de núcleo (do latim, pequeno noz). Esta foi a primeira

organela celular descoberta devido ser a mais evidente em uma célula eucariótica,

geralmente localizada na parte central da célula. O núcleo controla todas as funções

das células e estoca no nucleoplasma as cromatinas, elementos básicos constituintes

de um DNA. O DNA é formado por nucleotídeos que por sua vez é formado por um

fosfato, um açúcar e uma base nitrogenada.

Ele é delimitado pela carioteca ou envelope nuclear que é uma bicamada lipoprotéica

(Lipídeos e proteínas) permeável somente para pequenas moléculas não polares. Na

superfície da carioteca há vários ribossomos e partindo da carioteca surge o retículo

endoplasmático rugoso como se fosse uma continuação da carioteca.

A carioteca tem a função de proteger os ácidos nucléicos, o DNA (Ácidos

Desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico), que comandam as informações

genéticas, as atividades celulares e a hereditariedade. Nas células procarióticas o

material genético é o único conteúdo de um cromossomo circular. Já nas células

eucarióticas, o material genético é formado por uma cromatina que é constituído por

DNA e as proteínas histonas. O quantidade de proteínas no núcleo chega a ser o

dobro da quantidade de cromatina no núcleo. Estes importantes ácidos nucléicos são

responsáveis pela continuidade da vida no planeta e são formados por cadeia de

elementos chamada de nucleotídeos.

Cada nucleotídeo é formado por uma molécula de açúcar que é uma pentose, uma

base nitrogenada e um ou mais grupos fosfato. Os carbonos em uma pentose são

numerados de 1 a 5. No carbono de número 1 é ligada a base nitrogenada. No

carbono de número 5 se liga o grupo fosfato. O nucleotídeo é identificado de acordo

com a base nitrogenada que o compõe. As bases nitrogenadas são pirimídicas que

formam um anel simples (citosina (C), timina (T) e uracila (U)) e purínicas formam um

anel duplo (adenina (A), guanina (G)).

Esquema de um nucleotídeo

A vida se renova com o surgimento de novas células e o descarte das antigas. A

célula aumenta de tamanho e passa a se dividir gerando novas unidades. Quando

uma célula entra em divisão sofre inúmeras mudanças. No entanto, quando as células

não estão se dividindo, em um estado chamado interfase, elas mantêm as suas

organelas intactas e realizam todas as funções importantes para a manutenção dos

seres vivos.

No nucleoplasma acontece a transcrição do RNAs ribossômico. São tantos RNAs

sendo gerados no nucleoplasma que formam uma massa densa chamada de

nucléolo.

A comunicação do núcleo com o cistoplasma celular acontece através de diversos

poros na carioteca que permitem o transporte de pequenas moléculas polares e

macromoléculas para dentro e fora do núcleo das células. No interior do núcleo

celular, ligada a carioteca, tem a lamina nuclear que é uma estrutura fibrosa que dá

sustentação ao núcleo. Ainda está sendo estudada a importância da lamina nuclear,

especialmente porque esta estrutura se liga à várias proteínas vitais para o

funcionamento do núcleo.

Classificação quanto ao número de núcleos em uma célula:

a) mononucleadas – tecido epitelial

b) binucleadas – células hepáticas e

cartilaginosas

c) multinucleadas – células musculares

e estriadas do coração humano;

d) anucleadas – hemácias de muitos

mamíferos

Todas as células, procarióticas e eucarióticas, são revertidas estruturas membranosas,

dinâmica, fluida chamadas membranas plasmáticas, formadas por uma bicamada de

fosfolipídios, proteínas, colesterol e uma pequena quantidade de açúcar com 6 a 9 nm

de espessura. Em 1972, os cientistas S. J. Singer e G. L. Nicolson sugeriram pela

primeira vez este modelo de membrana chamando-o de modelo mosaico fluído por

lembrarem um trabalho de artesanato.

A membrana plasmática isola a célula do meio externo e interno, dois meios que

contêm água. Ela delineia o formato da célula e delimita o espaço no qual ocorrem as

reações químicas das células. A membrana plasmática permite a passagem de

algumas substâncias pequenas e impede a passagem de moléculas grandes polares

e íons para dentro da célula. Em temperaturas baixas, a bicamada fica bem coesa em

um estado gelatinoso. Em temperaturas elevadas, a bicamada ‘derrete’ e o seu

interior fica fluido o que permite as moléculas lipídicas se moverem, fazerem rotações

e mudarem de posições.

Um dos lipídios mais comuns na membrana plasmática é o

colesterol. Quando em altas temperaturas o colesterol interfere

com os fosfolipídios fazendo com a membrana fique menos fluída

e reduz a permeabilidade de pequenas moléculas. Quando em

temperaturas baixas o colesterol tem uma reação totalmente inversa quando a

temperatura é elevada. Graças ao colesterol, a membrana plasmática não congela.

Lamentavelmente, muitos

diminuem o papel do

colesterol no organismo de

humanos e divulgam

conceitos empíricos, sem

fundamento científico, que

são disseminados até por

leigos. Muitos têm medo de

suas taxas de colesterol ou

pelo menos sabem que existe

um colesterol chamado de

bom e outro chamado mal

colesterol. O bom colesterol é

de fato uma lipoproteína, o

HDL (do inglês High Density

Lipoprotein) e mau colesterol é também uma lipoproteína, o LDL (do inglês, Low

Density Lipoprotein).

O colesterol é um nutriente indispensável para o ser humano e não é comprovado que

em quantidades maiores no organismo possa provocar doenças cardíacas.

Os fosfolipídios são também muito presentes na membrana plasmática. Eles estão

em pares, um diante do outro. Um fosfolipídio é composto de uma cabeça polar e

duas cadeias de hidrocarboneto apolares. As membranas plasmáticas são ditas

anfipáticas por terem uma extremidade virada para fora da célula polar, hidrofílica,

que tem afinidade com água e outra extremidade virada para dentro da célula apolar,

hidrofóbica, que não reage com água.

A parte superior do fosfolipídio é composta por uma molécula NH3, que é um grupo

polar. Este grupo é ligado a uma molécula de glicerol e duas cadeias de ácidos

graxos. Uma das cadeias é reta, por ser uma cadeia saturada e a segunda apresenta

uma curva por se tratar de uma cadeia insaturada composta por uma ligação cis

dupla.

As quantidades de proteínas e lipídios diferem na membrana plasmática. Algumas

têm uma grande quantidade de proteína e poucos lipídios, outras o inverso e há

células que contém quantidades iguais destas substâncias.

A difusão passiva é o mecanismo mais simples de movimentação não seletivo de

partículas através da membrana plasmática sem gasto de energia. Ela acontece de um

local onde há uma maior concentração (hipertónica) da mesma substância para uma

área de menor concentração (hipotônica) desta. A molécula se dissolve na bicamada

da membrana e no interior da célula. A passagem é liberada pela membrana para:

moléculas hidrofóbicas pequenas como o oxigênio, gás carbônico e benzeno.

moléculas polares pequenas mas sem carga, como H2O e etanol.

moléculas grandes sem carga como a glicose não podem ultrapassar a

membrana por difusão passiva.

Outras substâncias com passagem proibida são as moléculas diferença de

cargas como os ions de H+, Na+, K+, and CJ-. A passagem destes elementos

vai se repetindo diversas vezes por causa das atividades celulares de respiração

e outras.

A difusão facilitada é um transporte realizado do meio de menor concentração para o

meio de maior concentração de um soluto. Neste processo não há gasto de energia

com o auxílio de proteínas e canais proteicos transportadores. As proteínas

transportadoras se associam com moléculas que necessitam ser transportadas para

dentro das células.

Os canais de proteínas, por outro lado, abrem poros através da membrana que

permitem moléculas de tamanho e cargas específicas passar livremente. Moléculas

polares, carboidratos, aminoácidos, nucleosídeos e ions são as moléculas que mais

atravessam a membrana plasmática por difusão facilitada e estas não se dissolvem

quando entram na célula.

A passagem de íons através dos canais iônicos acontece muito rapidamente. É

impressionante o movimento de íons pela membrana plasmática. São mais de um

milhão de íons por segundo pelos canais abertos. Isto significa um fluxo de

aproximadamente 1000 vezes maior que o visto com proteínas transportadoras. Os

canais iônicos são altamente seletivos. Eles restringem a passagem de íons de

acordo com o seu tamanho e sua carga elétrica. Os canais iônicos nem sempre ficam

abertos. Eles são regulados por portões que se abrem de acordo com os estímulos

recebidos

A osmose é um processo físico em que água se movimenta através de uma membrana

semipermeável de meio hipotônico para um meio hipertônico até que ambos os lados

fiquem isotônicos, isto é, solutos com a mesma concentração. Quando isto acontece

não há mais pressão osmótica.

O transporte de substâncias para dentro e fora da célula pode ocorrer de um local de

menor concentração para um de maior concentração. Neste caso é dito que o

transporte aconteceu contra a gradiente de concentração. A energia para o transporte

ativo vem da hidrólise do ATP.

A bomba de sódio e potássio é um mecanismo proteico complexo que auxilia no

transporte de íons Na+ da parte interna da célula para a externa. A concentração de

Na• é de aproximadamente dez vezes maior fora da célula do que dentro da célula.

Já a concentração de K• é maior dentro da célula do que fora. Outra função da bomba

de sódio e potássio na maioria das células animais é manter o balanceamento

osmótico e o volume da célula. Ao se abrir para a parte externa, a bomba de sódio e

potássio capta íons de K+ e o libera para parte interna da célula.

processos mediados por vesículas: são processos que utilizam vesículas para a

entrada ou saída de substâncias das células. Eles podem ser: endocitose: a entrada

de substâncias na célula e exocitose: a saída de substâncias da célula.

Imobilizar os primeiros grupos de hidrocarbonetos das moléculas de fosfolipídios e

previne que estes se cristalizem. Assim a membrana se torna menos permeável para

as pequenas moléculas solúveis em água. Sem colesterol, as células iriam precisar

de uma parede celular como acontece com as bactérias que não têm colesterol.

A membrana plasmática tem a capacidade de se distender e se retrair. As membranas

celulares são elásticas e resistentes graças às fortes interações hidrofóbicas entre os grupos

apolares dos fosfolipídios.

O modelo da membrana plasmática atual, o mosaico fluido, foi proposto pelos

cientistas Singer e Nicolson em 1972, Elas são formadas por fosfolipídeos, proteínas

e uma pequena quantidade de açúcares. Nas células de animais há o glicocálice que

tem a função de reconhecimento químico da célula e de proteger a célula, impedindo

que alguns tipos de vírus ou bactérias se anexem à célula. Algumas proteínas

encontradas na membrana plasmática tem a função de controlar as substâncias que

entram ou saem das células. Esta função é chamada de permeabilidade seletiva.

Outras proteínas conferem a membrana plasmática a função de transporte, podem

ser ativo, quando há gasto de energia

O glicocálix (glico = açúcar; cálix = envoltório). Este revestimento pode ser visto em

células animais e de algumas amebas, isto é, seres protistas. O glicocálix é uma

molécula de açúcar que pode se juntar covalentemente a uma proteína e a moléculas

de fosfolipídios do folheto externo, dando origem a um glicolipídio. As funções mais

relevantes de um glicocálix são adesão entre células e o reconhecimento de célula a

célula e a proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas.

A parede celular é uma estrutura rígida formada especialmente por duas camadas

deuplas de microfibrilas de celulose. Uma das funções da membrana plasmática é de

envolver, delimitar e dar forma às células de plantas, fungos, procariontes e protistas.

A parede celular não substitui a membrana plasmática. As duas estruturas existem

dentro dos mesmos seres, ao mesmo tempo. A bactéria, que é revestida por uma

parede celular, também exibe sua membrana plasmática.

Uma parede celular é uma rígida, evitar que a célula desidrate, mas permite que

alguns elementos consigam passar por ela sem que haja controle sobre o que possa

entrar ou sair da célula. A comunicação entre as células vizinhas são feitas pelos

plasmodesmos e há ainda, entre as paredes das células, as lamelas médias. Em

alguns seres procariontes, além da parede celular, existe uma cápsula. Quando as

células são jovens a parede celular é menos rígida e espessa.

A composição da parede celular pode variar dependendo do indivíduo. Nos fungos, a

parede celular é composta da proteína quitina. Nas plantas a parede celular é

composta por celulose. Em bactérias, a parede celular pode ser formada de

peptidoglicano.

Os cílios e os flagelos são estruturas semelhantes originadas dos centríolos, porém

com funções diferentes. Eles podem ser encontrados em todos os seres unicelulares

e pluricelulares, exceto em artrópodes e nematóides.

Os cílios são aqueles pequenos pelos vistos na parede da traqueia, tubas uterinas e

microvilosidades do intestino delgado. A movimentação realizada pelos cílios

acontece sempre na mesma direção. Os movimentos dos cílios estão relacionados

com a remoção de impurezas, poeiras e células mortas do organismo. Os cílios são

mais abundantes e curtos que os flagelos no organismo humano.

Flagelos

Os flagelos são tipos de filamentos responsáveis pela locomoção de células

flageladas como os espermatozoides. Os flagelos podem ser diferentes de acordo

com o reino animal que ele se encontra. O que vamos ver em seguida é o flagelo

bacteriano.

1- Núcleo; 2 - Centríolo; 3 – Aparelho de Golgi; 4 – Membrana nuclear.

O citoplasma ou citosol é a área da célula entre a membrana plasmática e o envelope

nuclear. A substância fluida no citoplasma é constituída principalmente de água,

proteínas, sais minerais, aminoácidos, ácidos nucleicos, ácidos graxos, derivados de

glicerol, glicose, e outros açúcares simples. Os seguintes minerais são encontrados

dissolvidos no citoplasma: íons de sódio, potássio, cálcio e muitos outros elementos.

No citosol ocorre a maioria das reações químicas da célula.

Na região celular próxima a membrana plasmática, o ectoplasma, o citosol é mais

viscoso tendo uma consistência gelatinosa mole. Na parte central da célula,

endoplasma, a consistência já é mais fluida. Não se deve entender que uma célula

animal tenha uma consistência amolecida. O citoesqueleto concede a firmeza

necessária para a célula.

O interior de uma célula não é um ambiente estático. A movimentação das organelas

e do líquido viscoso do citoplasma é tão intensa que pode se observar até correntes

internas chamadas cicloses. Em vegetais a ciclose acontece de forma uniforme e

mais intensamente. Em animais a ciclose não obedece uma orientação como nos

vegetais.

A velocidade das correntes internas aumenta de acordo com a temperatura,

temperaturas altas provocam mais movimentação e baixas temperaturas, como

também a diminuição de oxigênio celular, desaceleram a movimentação dentro das

células.

Os centríolos são duas organelas cilíndricas não envolvidas em membranas que

estão presentes em quase todos os núcleos das células eucarióticas em animais. As

plantas não dispõem de centríolos. Os vegetais têm uma região de organização de

microtúbulos que desenvolvem as mesmas funções dos centríolos. São dois

centríolos por célula dispostos perpendicularmente formando um diplossomo. Cada

centríolo é composto por 9 grupos de nove microtúbulos dispostos com três

microtúbulos cada.

Os centríolos têm a capacidade de autoduplicação devido a existência do DNA

centriolar. A replicação acontece durante a interfase da mitose e da meiose. Suas

principais funções são as de participar no processo de divisão celular, organização do

fuso mitótico e a formação dos cílios e flagelos.

Os ribossomos são pequenas estruturas granulares, medindo de 20 a 30 nm

diâmetro. Os ribossomos são formados por proteínas associadas a um tipo de ácido

nucléico, denominado ácido ribonucleico ribossômico (RNAm). Os ribossomos não

organelas membranosas, isto é, não possuem uma membrana delimitando a sua

estrutura.

Eles podem ser encontrados em células

procarióticas e eucarióticas. Todas as células

possuem ribossomos. Os ribossomos ficam

espalhados sozinhos no citoplasma, unidos ao

retículo endoplasmático granuloso ou dentro de

mitocôndrias e cloroplastos.

Quando se apresentam enfileirados numa

molécula de RNAm são chamados de

polirribosomos.

Os ribossomos atraem os aminoácidos encontrados nas células que usando a

codificação genética rRNA, sintetizam cadeias de proteínas para suprir as

necessidades da própria célula onde ocorre a sua síntese.

O retículo endoplasmático (RE) é o maior sistema de membranas em uma célula. Ele

é encontrado em todas as células eucarióticas. O RE é composto por uma rede de

túbulos cilíndricos e vesículas achatadas

interligados que faz a conexão entre o

núcleo da célula e o citoplasma. A palavra

retículo significa rede e endoplasmático

significa dentro do citoplasma.

Quanto a sua estrutura, o RE pode ser

liso, rugoso ou sarcoplasmático. A

presença de ribossomos na superfície do

RE o torna rugoso. Na ausência de

ribossomos, ele se chama retículo endoplasmático liso.

As funções desempenhadas pelo RE dependem especialmente da célula onde ele se

encontra.

O retículo endoplasmático rugoso ou ergastoplasma (Grego ergozomai = elaborar,

sintetizar, fabricar. É uma das organelas mais abundantes no citoplasma celular. O

RER é um conjunto de sacos achatados com uma porção de ribossomos em sua

superfície. O retículo endoplasmático rugoso sintetiza e secreta albumina no fígado e

hormônios como a insulina, e leite em glândulas. Portanto, o RER é mais

desenvolvido em células do fígado, pâncreas, células caliciformes da parede do

intestino e glândulas, que são células com a função secretora.

Diferentemente do RER, o REL não tem ribossomos ligados à sua estrutura

membranar tubular. No entanto, quando a célula for rica em glicogênio, fato comum

nas células do fígado e dos músculos, o REL fica rodeado por grânulos de glicogênio

formando estruturas chamadas de glicossomos. Ele está envolvido diretamente com a

síntese de fosfolipídios, dos hormônios esteroides, isto é, o estrógeno, progesterona,

testosterona e alguns outros lipídios.

O fígado armazena glicose em forma de glicogênio graças ao REL. Quando o

organismo precisa de glicose pode reverter o processo desde que o glicogênio esteja

desassociado do grupo fosfato ao qual ele é ligado ao ser armazenado pelo fígado. A

forma que a célula tem para provocar esta dissociação do grupo fosfato é graças a

ação das enzimas da membrana do reticulo endoplasmático liso.

Os REL são responsáveis pela desintoxicação do organismo, degrada o etanol

presentes em bebidas alcoólicas, drogas, como a degradação de medicamentos

como antibióticos e anestésicos.

Em músculos estriados ou lisos, o REL é chamado de Retículo Sarcoplasmático (RS).

A função principal do RS é armazenar, regular e fornecer íons de cálcio para os

músculos quando necessário durante a contração muscular.

As mitocôndrias (do grego mito: filamento e chondrion: grânulo) são estruturas muito

pequenas de composição lipoprotéica contendo na matriz mitocondrial muitas

enzimas, cópias do DNA e ribossomos mitocondriais, coenzimas importantes para as

reações de transformação da energia celular. O número de mitocôndrias dentro de

uma célula é variável.

A membrana da mitocôndria é formada por duas camadas, uma externa, altamente

permeável e uma interna que são especializadas, mais finas e forma pregas

chamadas cristas.

As mitocôndrias estão presentes no citoplasma das

células e são responsáveis pela respiração aeróbia da

célula através da glicose e do oxigênio. Devemos lembrar

que parte do processo de respiração celular é realizado

no citoplasma que é a degradação da glicose. Neste

momento a mitocôndria junta o oxigênio ao carbono,

gerando uma molécula de gás carbônico, que sairá como

um resíduo do processo respiratório das células.

No interior de uma mitocôndria é observado:

a) formação de Acetil-COA;

b) ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs;

c) transporte de elétrons e síntese quimiosmótica de ATP.

Ela produz a energia necessária para o funcionamento das células. Por este motivo

as mitocôndrias são mais abundantes em células com uma maior necessidade de

energia, como células musculares. Outra curiosidade importante é que as

mitocôndrias possuem o seu próprio material genético e assim se explica a

capacidade que as mitocôndrias têm de se autoduplicarem.

Os peroxissomos são as menores organelas das células eurcarióticas. Eles têm

apenas uma matriz granulosa delimitada por uma membrana única. Quanto a sua

estrutura externa os peroxissomos são iguais em todas as células. Diferem somente

quanto a quantidade e tipos de enzimas, que podem variar de acordo com as

necessidades de cada tipo de célula.

Quando analisados por um microscópio eletrônico, tem formato arredondado, e estão

presentes em células vegetais e animais. A diferença

entre os peroxissomos e as mitocôndria e cloroplastos

é que eles não dispõem de DNA e nem de ribossomos.

No homem, Há de 70 a 100 peroxissomos por células,

exceto em células do fígado e dos rins que pode haver

uma concentração maior desta organela. A menor

concentração de peroxissomos no corpo humano é no

cérebro e nos fibroblastos.

Embora os peroxissomos sejam morfologicamente similares aos lisossomos, eles se

reproduzem como as mitocôndrias e cloroplastos, por autor replicação.

A sua principal função é armazenar a enzima oxidativa catalase utilizada para a

realização da catalise do peróxido de hidrogênio, uma substância muito tóxica para o

ser humano - H2O2, popularmente conhecida como água oxigenada e produzida

durante a degradação de gorduras e de alguns aminoácidos. A enzima catalase

desintoxica o corpo transferindo os átomos de hidrogênio para o oxigênio. A ação da

catalase é extremamente rápida. Uma só molécula de catalase é capaz de degradar

até 42.000 moléculas de H2O2 por segundo.

Representação da reação de oxidação:

2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2

Outras funções importantes dos Peroxissomos são:

- auxiliar na produção de ácidos biliares sintetizados no fígado;

- degradar gorduras, aminoácidos;

- metabolização do ácido úricos proveniente da degradação de purinas;

Nos vertebrados os peroxissomos constituem aproximadamente 2% das células do

fígado e dos rins. Elas contribuírem para a desintoxicação de substâncias absorvidas

do sangue como o etanol que degrada cerca de 25% do álcool ingerido pelo homem.

O restante é enviado para ser degradado pelo retículo endoplasmático liso. As

diversas enzimas contidas nos peroxissomos são produzidas por ribossomos livres no

citosol. Em vegetais os peroxissomos regulam os processos germinativos quando

convertem os lipídios armazenados nas sementes em açúcares.

O complexo golgiense ou dictiossomo é uma organela citoplasmática que foi descrita

pela primeira vez em 1898 pelo citologista

italiano Camilo Golgi. Esta organela,

encontrada em quase todas as células

eucarióticas, próxima ao núcleo e ao

retículo endoplasmático rugoso em células

animais e espalhado no citoplasma em

células vegetais.

O complexo golgiense é formado por

aproximadamente 6 discos com o formato

de bolsas achatadas empilhadas como

pratos.

As suas funções fundamentais são:

- a eliminação de substâncias que precisam ser secretadas das células;

- o armazenamento das proteínas recebidas do retículo endoplasmático;

- síntese e eliminação de muco, um lubrificante para o nosso corpo;

- empacotamento das enzimas digestivas do pâncreas, produzidas no RER;

- produção de espermatozoides;

- síntese dos lisossomos.

O complexo de Golgi é uma organela dinâmica. Ela desaparece durante a divisão

celular por mitose e na fase de telófase da mitose, reaparece. Os cientistas ainda não

descobriram como esta organela é criada mais uma vez.

Os lisossomos (do grego lise quer dizer quebra, destruição) são bolsas esféricas em

células vegetais e animais contendo aproximadamente 50 tipos diferentes de enzimas

com um pH aproximado de 5, capazes de realizarem uma hidrolise ácida de todos os

tipos de polímeros biológicos, proteínas, DNA, RNA, carboidratos e lipídios no

processo de digestão intetracelular. A acidez dentro de um lisossomo é mantida

mantendo ions de hidrogênio (prótons) graças a bomba de prótons na membrana

lisossomial. Estas enzimas são originadas no Retículo Endoplasmático Rugoso e em

seguida transportadas para o Complexo de Golgi.

Ao chegarem no Complexo de Golgi as enzimas digestivas são modificadas,

acumuladas e acondicionadas em vesículas que formam os lisossomos. As funções

básicas dos lisossomos são a digestão de substâncias que entram na célula por

fagocitose ou pinocitose ou a heterofagia. Outra função dos lisossomos é a digestão

de materiais e organelas pertencentes à própria célula ou a autofagia.

Os tamanhos destas vesículas são variados. Os seus limites são determinados por

membranas lipoproteicas únicas. Os lisossomos estão presentes em todas as células

animais especialmente nas células que realizam fagocitose, pinocitose ou a

clasmacitose.

Dentro de um lisossomo o pH é muito baixo, isto é, um meio muito ácido e a

membrana protege as outras organelas citoplasmáticas. A membrana do lisossomo

tem bombas de H+ que bombeiam íons H+ usando a hidrólise de ATP

Eles podem digerir até organelas e células inteiras, autofagia, quando não há

alimentos para a célula ou quando dentro da célula há organelas que tenham

concluído o seu ciclo de vida. Esta função é indispensável para a sobrevivência da

célula. Os lisossomos contêm até 40 enzimas hidrolíticas em seu interior.

A membrana do lisossomo possui também bombas de H+, que, através da hidrólise

de ATP, bombeiam íons H+ para o lúmen, mantendo assim o pH ácido, ideal para a

ação enzimática. A maioria das membranas lisossomais é altamente glicosilada, de

modo que lhe é conferida proteção das enzimas contidas no lúmen.

Os cloroplastos são pequenas organelas encontradas em plantas e algas. Eles são

similares às mitocôndrias em células animas. Os cloroplastos têm uma membrana

externa, uma membrana interna e estruturas membranosas chamadas de tilacóides

que implilhadas compõem uma grana.

Os cloroplastos são capazes de realizar fotossíntese usando a energia do sol

capitada pelos pigmentos de clorofila. Uma série de reações sintetizam a glicose e

oxigênio a partir de água e de dióxido de carbono no fluido dentro da membrana

interna dos cloroplastos, chamados estromas. Os cloroplastos participam da

assimilação do nitrogênio, na síntese e armazenamento de amidos e na biossíntese

de aminoácidos e lipídios. Os carboidratos produzidos pelos cloroplastos são

utilizados pela célula onde o cloroplasto se encontra. Semelhante às mitocôndrias os

cloroplastos têm o seu próprio DNA e ribossomos.

1) (UNCISAL) O núcleo celular, em algumas células, encontra-se “difuso” no citosol e sem

envoltório nuclear, e em outros organismos encontra-se individualizado e com envoltório

nuclear. Estas células são respectivamente:

a) seres eucariontes e procariontes;

b) bactérias e cianobactérias;

c) seres procariontes e eucariontes;

d) algas e protozoários.

2) (UFERSA) Indique qual das sentenças apresenta a definição correta para o nucléolo.

a) Uma região dentro do núcleo onde se dá o início da montagem dos ribossomos a

partir de proeteínas específicas e de RNA ribossomal.

b) Uma organela citoplasmática constituída de DNA responsável pela codificação de

genes.

c) Uma organela nuclear rica em heterocromatina fundamental para que ocorra a divisão

celular.

d) Um estrutura complexa envolvida pelo envelope nuclear e responsável pela replicação

do DNA durante a fase S do cicle celular.

3) (UNIVAS-MG) O estudo do núcleo da célula é um tanto complexo, pois devemos levar em

consideração o momento vital da célula. Se ela está em um período de divisão, ou um

período de interfase. Na interfase a célula produz proteínas e aumenta de tamanho e seu

DNA se duplica. A interfase é mais longa do que a divisão celular propriamente dita.

Assinale a alternativa que indica todas as estruturas presentes no núcleo de uma célula

eurarionte durante todo o período da interfase.

a) Carioteca – Cromatina – Cromossomos.

b) Carioteca – Nucléolos – Cromatina.

c) Nucléolos – Cromatina – Cromossomos.

d) Carioteca – Cromossomos – Cromátide.

e) Nucléolos – Cromossomos – Cromonema.

4) (PUCRS) Qual das alternativas abaixo indica uma estrutura celular que até agora foi

encontrada em todas as células conhecidas.

a) Membrana celular.

b) Parede celular.

c) Cloroplastos.

d) Mitocrôndrias.

e) Membrana plasmática.

5) Qual é o formato de um centríolo?

a) Quadrado

b) Triangulo

c) Diamante

d) Barrel shape

6) Em que tipo de célula pode ser o centríolo encontrado?

a) Célula animal procariótica

b) Célula vegetal procariótica

c) Célula animal eucariótica

d) Célula vegetal eucariótica

7) (PUCCAMP) Organelas citoplasmáticas que não se apresentam delimitadas por

membranas são:

a) os lisossomos;

b) as mitocôndrias;

c) os cloroplastos;

d) os dictiossomos;

e) os centríolos

8) (FUVEST 2012 – PRIMEIRA FASE)

O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são organelas celulares cujas funções

estão relacionadas. O complexo de Golgi

( ) recebe proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático.

( ) recebe proteínas nele sintetizadas para o retículo endoplasmático.

( ) recebe polissacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático.

( ) envia polissacarídeos nele sintetizados para o retículo endoplasmático.

( ) recebe monossacarídeos sintetizados no retículo endoplasmático e para ele envia

polissacarídeos.

9) (UFRRJ) Observando-se uma célula, ao microscópio eletrônico, verifica-se a existência de

um sistema membranoso, cujas membranas delimitam canais interligados em forma de

túbulos. Este sistema membranoso é denominado

a) retículo endoplasmático.

b) vacúolo autofágico.

c) lisossoma.

d) crista mitocondrial.

e) vácuolo digestivo.

10) O ____________da célula retém o material genético e é responsável pelas atividades

gerais das células.

a) nucléolo

b) retículo endoplasmático

c) núcleo

d) centrossomo

11) Em que parte do núcleo a produção dos ribossomos acontece?

a) Dentro dos poros nucleares

b) Na cromatina

c) Na área do nucléolo

d) A produção do ribossomo não acontece no núcleo.

09) (UNESP- JULHO/2008) Leia as descrições seguintes.

I. Organela constituída por numerosos sáculos interligados, normalmente localizada nas

proximidades do núcleo e do retículo endoplasmático granuloso.

II. Organela do tipo vacúolo, rica em enzimas.

III. Rede de canais delimitados por membranas lipoprotéicas.

Pode-se afirmar corretamente que o item

a) I refere-se ao retículo endoplasmático não-granuloso, que tem a função de transporte

de substâncias dentro das células.

b) I e o item III referem-se, respectivamente, ao Complexo Golgiense e ao retículo

endoplasmático, os quais estão particularmente desenvolvidos em células com

função de secreção.

c) II refere-se aos lisossomos, que são vacúolos responsáveis pela produção de

proteínas.

d) II e o item III referem-se, respectivamente, aos lisossomos e ao complexo

golgiense, os quais são responsáveis pelo processo de fagocitose dentro da célula.

e) III refere-se aos centríolos, que são responsáveis pela formação de cílios e

flagelos celulares.

10) (UFVJM/2005) Leia a informação seguinte.

No citoplasma das células encontram-se os orgânulos que interagem fisiologicamente,

executando diferentes funções na manutenção da vida dos diversos órgãos. Com base

nessa informação e em seus conhecimentos, é CORRETO afirmar que:

a) O centríolo participa da divisão celular animal.

b) O complexo de Golgi participa da síntese de lipídeos.

c) O lisossomo é responsável pela respiração celular.

d) O retículo endoplasmático liso é responsável pela síntese de proteínas.

11) (UFRN 1º dia 2013) As organelas que estão distribuídas no citoplasma são fundamentais

para o funcionamento e para a adaptação das células em suas funções. Tanto

maratonistas (corredores de prova de longa distância) quanto insetos voadores, como as

abelhas, que sustentam o batimento de suas asas durante muito tempo, possuem uma

taxa metabólica elevada em suas células musculares.

As células musculares de maratonistas e de insetos voadores contêm grande quantidade

de

( ) a) vacúolo, que armazena Ca+2 para a contração muscular

( ) b) complexo golgiense, que secreta enzimas para sintetizar hormônios.

( ) c) lisossomo, que faz autofagia para eliminar partes desgastadas das células

musculares.

( ) d) mitocôndria, que fornece energia para a contração muscular.

12) (UFRS) Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as seguintes considerações sobre o

colesterol, um lipídio do grupo dos esteróides.

( ) Ele participa da composição da membrana plasmática das células animais.

( ) Ele é sintetizado no pâncreas, degradado no fígado e excretado na forma de sais

biliares.

( ) Ele é precursor dos hormônios sexuais masculino e feminino.

( ) Ele é precursor da vitamina B.

( ) As formas de colesterol HDL e LDL são determinadas pelo tipo de lipoproteína que

transporta o colesterol.

A seqüência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é

a) V - F - V - F - V. b) F - V - F - F - V. c) V - V - F - V - F. d) F - F - V - V - F. e) V - V - F - V - V.

13) (UFPR) A Citologia se fundamenta em estudos morfológicos, funcionais e moleculares. De acordo com os estudos citológicos, é correto afirmar que: (01) As mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular tanto em células animais

como em células vegetais.

(02) O centríolo orienta a formação do fuso mitótico nas células dos vegetais superiores.

(04) É possível diferenciar o DNA do RNA pela base pirimídica e pela pentose.

(08) O principal componente do núcleo é a cromatina que é constituída por DNA e

proteínas.

(16) O nucléolo é uma estrutura característica das células eucariontes, visível na intérfase.

(32) O complexo de Golgi está relacionado a várias funções celulares, sendo a secreção

celular uma delas.

Soma ( )

14) Uma criança de aproximadamente 1 ano, com acentuado atraso psicomotor, é

encaminhada pelo pediatra a um geneticista clínico. Este, após alguns exames, contata que a criança possui ausência de enzimas oxidases em uma das organelas celulares. Esse problema pode ser evidenciado no dia-a-dia, ao se colocar H2O2 em ferimentos. No caso dessa criança, a H2O2 “não ferve”, O geneticista clínico explica aos pais que a criança tem uma doença de origem genética, é monogênica com herança autossômica recessiva. Diz também que a doença é muito grave, pois a criança não possui, em um tipo de organela de suas células, as enzimas que deveriam proteger contra a ação dos radicais livres.

1. A organela que apresenta deficiência de enzimas nessa criança é denominada a) Lisossoma b) Centríolo c) Complexo de Golgi d) Mitocôndria e) peroxissoma

Bibliografia

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(ou criacionismo) – Disponível em www.bulevoador.com.br/2011/01/teoria-da-evolucao-

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