Conheça os componentes da célula eucariótica

célula eucariótica

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Conheça os componentes da célula eucariótica

A célula é a menor parte dos seres vivos com forma e função definidas. Por essa razão, afirmamos que a célula é a unidade estrutural dos seres vivos. As células formam todo o ser vivo ou parte dele. Além disso, elas possuem todo o material necessário para realizar as funções de um ser vivo, como nutrição, produção de energia e reprodução.

esquema celula animal

Cada célula do nosso corpo tem uma função específica. Mas todas desempenham uma atividade “comunitária”, trabalhando de maneira integrada com as demais células do corpo. É como se o nosso organismo fosse uma imensa sociedade de células, que cooperam umas com as outras, dividindo o trabalho entre si. Juntas, elas garantem a execução das inúmeras tarefas responsáveis pela manutenção da vida.

As células que formam o organismo da maioria dos seres vivos apresentam uma membrana envolvendo o seu núcleo, por isso, são chamadas de células eucariotas. A célula eucariota é constituída de membrana celular, citoplasma e núcleo.

 

MEMBRANA PLASMÁTICA

A membrana plasmática é uma película muito fina, delicada e elástica, que envolve o conteúdo da célula. Mais do que um simples envoltório, essa membrana tem participação marcante na vida celular, regulando a passagem e a troca de íons e moléculas entre a célula e o meio em que ela se encontra.

difusao atraves da membrana plasmatica

Muitas substâncias entram e saem das células de forma passiva. Isso significa que tais substâncias se deslocam livremente, sem que a célula precise gastar energia. É o caso do gás oxigênio e do gás carbônico, por exemplo. Outras substâncias entram e saem das células de forma ativa. Nesse caso, a célula gasta energia para promover o transporte delas através da membrana plasmática. Nesse transporte há participação de moléculas especiais, chamadas enzimas transportadoras. Nossas células nervosas, por exemplo, absorvem íons de potássio e eliminam íons de sódio por transporte ativo.

A membrana plasmática tem permeabilidade seletiva, isto é, possui a capacidade de selecionar tudo o que entra ou sai de acordo com as necessidades da célula. Também é conferida à membrana celular as funções de fagocitose e pinocitose. Imagine um glóbulo branco do nosso corpo diante de uma bactéria invasora que ele irá destruir. A bactéria é grande demais para simplesmente atravessar a membrana plasmática do glóbulo. Nesse caso, a membrana plasmática emite expansões que vão envolvendo a bactéria. Essas expansões acabam se fundindo e a bactéria é finalmente englobada e carregada para o interior da célula. A esse fenômeno de englobamento de partículas dá-se o nome de fagocitose. Caso a célula englobe uma partícula líquida, o fenômeno é chamado pinocitose e, nesse caso, não se forma as expansões típicas da fagocitose.

 

esquema endocitose

 

CITOPLASMA

O citoplasma é, geralmente, a maior porção da célula. Compreende o material presente na região entre a membrana plasmática e o núcleo. Ele é constituído por um material semifluido, gelatinoso chamado hialoplasma. No hialoplasma ficam imersas as organelas celulares, estruturas que desempenham funções vitais diversas, como digestão, respiração, excreção e circulação. A substância mais abundante no hialoplasma é a água.

 

As mitocôndrias e a produção de energia

As mitocôndrias são organelas membranosas e que têm a forma de bastão. Elas são responsáveis pela respiração celular, fenômeno que permite à célula obter a energia química contida nos alimentos absorvidos. A energia assim obtida poderá então ser empregada no desempenho de atividades celulares diversas. Um dos “combustíveis” mais comuns que as células utilizam na respiração celular é a glicose. Após a “queima” da glicose, com participação do oxigênio, a célula obtém energia e produz resíduos, representados pelo gás carbônico e pela água. O gás carbônico passa para o sangue e é eliminado para o meio externo.

esquema celula ATP

 

Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclos dos ácidos tricarboxílicos, é uma região central do metabolismo, com vias degradativas chegando até ele e vias anabólicas começando nele, que ocorre na matriz mitocondrial dos organismos eucariontes e no citoplasma dos procariontes.

Nos organismos aeróbicos, a glicose e outros tipos de açúcares, ácidos graxos e a maioria dos aminoácidos são oxidados, em última instância, a CO2 e H2O por meio do ciclo de Krebs. No entanto, antes que possam entrar no ciclo, os esqueletos carbônicos dos açúcares e ácidos graxos precisam ser quebrados até o grupo acetil do acetil-CoA, a forma na pela qual este ciclo recebe a maior pare de sua energia.

De maneira geral, os oito hidrogênios liberados no ciclo de Krebs reagem com duas substâncias aceptoras de hidrogênio, o NAD e o FAD, que os conduzirão até as cadeias respiratórias, onde fornecerão energia para a síntese de ATP. No próprio ciclo ocorre, para cada acetil que reage, a formação de uma molécula de ATP.

esquema cadeia transportadora de eletrons

 

RIBOSSOMOS

As células são capazes de produzir uma série de elementos fundamentais necessários ao funcionamento do organismo. Neste contexto destacam-se as proteínas. Os ribossomos são organelas não membranosas, responsáveis pela produção (síntese) de proteínas nas células. Eles tanto aparecem isolados no citoplasma, como aderidos ao retículo endoplasmático.

A síntese proteica é realizada pelos ribossomos por meio da união de aminoácidos. Ribossomos livres sintetizam proteínas que atuam no líquido citoplasmático ou no interior do núcleo e das mitocôndrias. Ribossomos presos ao retículo produzem tanto as proteínas que compõem as estruturas celulares como as proteínas que foram “escondidas” pela célula. Essas estruturas permanecem próximas do filamento do ácido ribonucleico, o RNA mensageiro (RNAm), formando através de uma síntese celular os polissomos. Os polissomos nada mais são do que vários ribossomos reunidos produzindo diversas proteínas ao mesmo tempo.

Toda essa burocracia que acontece dentro da célula é controlada pelo RNAm que é produzido no núcleo da célula e é comandado pelo DNA. A união de aminoácidos que os ribossomos realizam durante a síntese proteica faz-se através de uma ligação química chamada ligação peptídica, porque se designa por polipeptídica a cadeia que resulta da união de vários aminoácidos. Por causa disso as proteínas também são muitas vezes chamadas “moléculas polipeptídicas”.

O ribossomo só é funcional quando suas subunidades estão unidas. Após a construção de cada proteína, as subunidades se desprendem da fita de RNAm e se separam. Na subunidade maior, existem duas regiões onde ocorre o contato direto com o RNA transportador (RNAt): são chamadas Sítio A (aminoacil), onde ocorre a chegada do RNAt e Sítio P (peptidil), onde são formadas as ligações peptídicas pela junção entre os aminoácidos de ambos os sítios. A ação dos ribossomos na tradução se divide em: iniciação (AUG – códon de início), alongamento (fatores de alongamento) e finalização (códons de parada – stop).

Os ribossomos são fundamentais para a estrutura do controle metabólico. Em uma só célula existem milhares de ribossomos no citoplasma, uma vez que as proteínas são utilizadas aos montes durante o desenvolvimento e todo o metabolismo celular.

esquema subunidades ribossomo

No esquema, o ribossomo traduzindo uma proteína secretada dentro do retículo endoplasmático.

 

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Essa organela é constituída por um sistema de canais e bolsas achatadas. Apresenta várias funções, sendo a principal delas, facilitar o transporte e a distribuição de substâncias no interior da célula. As membranas do retículo endoplasmático podem ou não conter ribossomos aderidos em sua superfície externa. A presença dos ribossomos confere à membrana do retículo endoplasmático uma aparência granulosa; na ausência dos ribossomos, a membrana exibe um aspecto liso ou não-granuloso.

esquema reticulo endoplasmatico

 

Retículo endoplasmático rugoso

O retículo endoplasmático rugoso ou granular (RER ou REG), também designado retículo endoplasmático granuloso ou ergastoplasma (do grego ergozomai, que significa “elaborar”, “sintetizar”), é formado por sistemas de vesículas achatadas com ribossomos aderidos à membrana, o que lhe confere aspecto granular. Participa da síntese de proteínas, que serão enviadas para o exterior da célula. Esse tipo de retículo é muito desenvolvido em células com funções secretoras. São os casos, por exemplo, das células do pâncreas, que secretam enzimas digestivas, das células caliciformes da parede do intestino, que secretam muco, e das células secretoras tipo II, nos alvéolos pulmonares, que produzem lipoproteína surfactante.

Graças aos ribossomos aderidos à suas membranas, o retículo endoplasmático rugoso atua na produção de certas proteínas celulares como o colágeno, que é uma proteína produzida pelo RER do fibroblasto. A ligação de polirribossomos à superfície citosólica do RER é feita através de proteínas integrais:

Docking protein (partícula receptora de reconhecimento de sinal);

– Riboforinas I e II (proteínas receptoras do ribossomo);

– Proteína do Poro.

A presença de polirribossomos no RER possibilita sua função: síntese de proteínas. Por isto ele é tão desenvolvido em células com intensa síntese proteica, destinada à exportação ou a organelas com membrana. Além disso, o RER também participa de modificações pós-traducionais proteicas: sulfatação, pregueamento e glicosilação.

 

Retículo endoplasmático liso

O retículo endoplasmático liso (REL), também chamado retículo endoplasmático agranular, é formado por sistemas de túbulos cilíndricos e sem ribossomos aderidos à membrana. Participa principalmente da síntese de esteroides, fosfolipídios e outros lipídios. O REL tem, como uma de suas principais funções, a desintoxicação do organismo, atuando na degradação do etanol ingerido em bebidas alcoólicas, assim como a degradação de medicamentos ingeridos pelo organismo como antibióticos e barbitúricos (substâncias anestésicas). Esse tipo de retículo é abundante principalmente em células do fígado, gônadas e pâncreas.

O retículo endoplasmático liso é composto por uma rede tridimensional de túbulos e cisternas interconectados, que vai desde a membrana nuclear (a cisterna do RE é contínua com a cisterna perinuclear) até a membrana plasmática.

 

COMPLEXO DE GOLGI

Na biologia celular, aparelho de Golgi, complexo de Golgi, dictiossoma, golgiossomo ou complexo golgiense é uma organela encontrada em quase todas as células eucarióticas. O nome é uma homenagem ao italiano Camilo Golgi, que foi o seu descobridor. É constituído por dobras de membranas e vesículas, e sua função primordial é o processamento de proteínas ribossomáticas e a sua distribuição por entre essas vesículas.

esquema complexo de golgi

Funciona como uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias.

esquema golgi e reticulos

O complexo Golgiense é responsável também pela formação dos lisossomos, da lamela média dos vegetais e do acrossomo do espermatozoide, do glicocalix e está ligado à síntese de polissacarídeos. Acredita-se, ainda, que a organela seja responsável por alguns processos pós-traducionais, tais como adicionar sinalizadores às proteínas, que as direcionam para os locais da célula onde atuarão.

A maior parte das vesículas transportadoras que saem do retículo endoplasmático, e em particular do retículo endoplasmático rugoso, são transportadas até o complexo de Golgi, onde são modificadas, ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais. A organela está presente na maior parte das células eucarióticas, mas tende a ser mais proeminente nas células de órgãos responsáveis pela secreção de certas substâncias, tais como o pâncreas, a hipófise e a tireoide.

 

LISOSSOMOS

Lisossomos são organelas celulares que têm como função a degradação de partículas vindas do meio extracelular, assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos. Seu objetivo é cumprido por meio da digestão intracelular controlada de macromoléculas (como, por exemplo, proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos, e lipídios), catalisada por cerca de 50 enzimas hidrolíticas, entre as quais se encontram proteases, nucleases, glicosidases, lipases, fosfolipases, fosfatases, e sulfatases. Todas essas enzimas possuem atividade ótima em pH ácido (aproximadamente 5,0) o qual é mantido com eficiência no interior do lisossomo. Em função disto, o conteúdo do citosol é duplamente protegido contra ataques do próprio sistema digestivo da célula, uma vez que a membrana do lisossomo mantém as enzimas digestivas isoladas do citosol (essa função é exercida, aparentemente, pelos carboidratos que ficam associados à face interna da membrana), mas mesmo em caso de vazamento, essas enzimas terão sua ação inibida pelo pH citoplasmático (aproximadamente 7,2) causando dano reduzido à célula.

esquema lisossomo

Os lisossomos são caracterizados, não só por seu conteúdo enzimático, como por sua membrana envoltória única dentre as organelas: proteínas transportadoras contidas nessa membrana permitem que os produtos finais da digestão de macromoléculas (tais como aminoácidos, açúcares, nucleotídeos e até mesmo pequenos peptídeos) transitem para o citosol onde serão excretados ou reutilizados pela célula. 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.

 

PEROXISSOMOS

Peroxissomos, também chamado de peroxissoma, é uma organela celular esférica, limitada por membrana, presente no citoplasma, principalmente de células de animais, que possuem um diâmetro de 0,5 a 1,2 µm.

Assim como as mitocôndrias, estas organelas utilizam grandes quantidades de oxigênio, no entanto, não produzem ATP, não participando diretamente do metabolismo. Recebem esse nome por oxidar substratos orgânicos específicos, retirando átomos de hidrogênio e combinando-os com oxigênio molecular (O2). Essa reação resulta na produção de peróxido de hidrogênio (H2O2), uma substância oxidante muito prejudicial à célula, sendo imediatamente eliminada pela enzima catalase, também presente no interior dos peroxissomos. A catalase usa o oxigênio do H2O2, transformando em H2O para oxidar diferentes substratos orgânicos. Essa enzima também decompõe o peróxido de hidrogênio em água e oxigênio, segundo a reação: 2 H2O2 catalase → 2 H2O + O2.

Os peroxissomos apresentam maior diversidade em comparação com outras organelas, apresentando grandes diferenças enzimáticas em células diferentes. As enzimas em maior quantidade nos peroxissomos humanos são urato oxidase, D-aminoácido oxidase e catalase.

 

CENTRÍOLOS

Os centríolos são estruturas cilíndricas formadas por microtúbulos (tubos microscópicos). Essas organelas participam da divisão celular, orientando o deslocamento dos cromossomos durante esse processo. Geralmente cada célula apresenta um par de centríolos dispostos perpendicularmente. São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si, formando um tipo de cilindro. Dois centríolos dispostos perpendicularmente formam um diplossomo. Têm origem comum com os centrossomos, que dão origem a flagelos e cílios que efetuam o movimento em certos tipos celulares e organismos protistas.

esquema centriolo

O mecanismo de separação e funcionamento do centríolo não está bem explicado até o momento. Sabe-se que exerce função vital na divisão celular. Durante os processos mitótico e meiótico, feixes de microtúbulos e microfibrilas são sintetizados no citoplasma (e recebem o nome de ásteres) e posicionados de modo a uma de suas extremidades se ligar ao centríolo, enquanto a outra extremidade prende-se ao centrômero do cromossomo. Esta polarização e os microtúbulos associados são conhecidos como fuso mitótico. É através da tubulina que o fuso mitótico é destruído. O próprio centríolo é duplicado, e cada novo centríolo com os microtúbulos associados migra para uma extremidade da célula, puxando para si cada estrutura originada na reprodução celular. O centríolo, portanto, age como organizador das estruturas celulares durante sua reprodução. Acredita-se que haja outras funções para os centríolos durante a interfase.

As células nas fases G0 e G1 geralmente contêm dois centríolos completos. O mais velho dos dois centríolos em um par é chamado de centríolo mãe, enquanto o mais jovem é chamado de centríolo filha. Durante o ciclo de divisão celular, um centríolo novo cresce a partir do lado de cada um dos centríolos “mãe” existentes. Após a duplicação dos centríolos, os dois pares de centríolos permanecem ligados uns aos outros numa configuração ortogonal até a mitose, quando os centríolos mãe e filha se separam de uma maneira dependente da enzima separase.

Os dois centríolos no centrossoma são ligados uns aos outros por proteínas não identificadas. O centríolo mãe tem apêndices irradiando na extremidade distal do seu eixo longitudinal e está ligado ao centríolo filha na outra extremidade proximal. Cada célula-filha formada após a divisão celular irá herdar um desses pares (um centríolo velho e um mais novo). A duplicação de centríolos se inicia no momento da transição G1/S e termina antes do início da mitose.

 

NÚCLEO CELULAR

O botânico escocês Robert Brown (1773 – 1858) verificou que as células possuíam um corpúsculo geralmente arredondado, que ele denominou núcleo (do grego nux: ‘semente’). Ele imaginou que o núcleo era uma espécie de “semente” da célula. O núcleo é a maior estrutura da célula animal e abriga os cromossomos. Cada cromossomo contém vários genes, o material genético que comanda as atividades celulares. Por isso, dizemos que o núcleo é o portador dos fatores hereditários (transmitidos de pais para filhos) e o regulador das atividades metabólicas da célula. É o “centro vital” da célula.

esquema nucleo celular

O envoltório nuclear é a membrana que envolve o conteúdo do núcleo, sendo dotada de numerosos poros, que permitem a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. De maneira geral, quanto mais intensa é a atividade celular, maior é o número de poros na carioteca.

O nucleoplasma é o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo e o nucléolo refere-se ao corpúsculo arredondado não membranoso que se está imerso na cariolinfa. Cada filamento contém inúmeros genes. Numa célula em divisão, os longos e finos filamentos de cromatina tornam-se mais curtos e mais grossos: passam, então, a ser chamados cromossomos. Os cromossomos são responsáveis pela transmissão dos caracteres hereditários.

Os tipos de cromossomos, assim como o número deles, variam de uma espécie para a outra. As células do corpo de um chimpanzé, por exemplo, possuem 48 cromossomos, as do corpo humano, 46 cromossomos, as do cão, 78 cromossomos e as do feijão 22. Os cromossomos são formados basicamente por dois tipos de estruturas químicas: proteínas e ácidos nucleicos. O ácido nucléico encontrado nos cromossomos é o ácido desoxirribonucleico – o DNA. O DNA é a substância química que forma o gene. Cada gene possui um código específico, uma espécie de “instrução” química que pode controlar determinada característica do indivíduo, como a cor da pele, o tipo de cabelo, a altura, etc.

Cada cromossomo abriga inúmeros genes, dispostos em ordem linear ao longo de filamentos. Atualmente, estima-se que em cada célula humana existam de 20 mil a 25 mil genes. Os cromossomos diferem entre si quanto à forma, ao tamanho e ao número de genes que contêm. Para que as células exerçam a sua função no corpo dos animais, elas devem conter todos os cromossomos, isto é, dois cromossomos de cada tipo: são as células diplóides. Com exceção das células de reprodução (gametas), todas as demais células do nosso corpo são diplóides. Porém, algumas células possuem em seu núcleo apenas um cromossomo de cada tipo. São as células haplóides. Os gametas humanos – espermatozóides e óvulos – são haplóides. Portanto os gametas são células que não exercem nenhuma função até encontrarem o gameta do outro sexo e completarem a sua carga genética.

Nos seres humanos, tanto o espermatozóide como o óvulo possuem 23 tipos diferentes de cromossomos, isto é, apenas um cromossomo para cada tipo. Diz-se então que nos gametas humanos n= 23 (n é o número de cromossomos diferentes). As demais células humanas possuem dois cromossomos de cada tipo. Essas células possuem 46 cromossomos (23 pares) no núcleo e são representadas por 2n = 46. Nas células diplóides do nosso corpo, os cromossomos podem, então, ser agrupados dois a dois. Os dois cromossomos de cada par são do mesmo tipo, por possuírem a mesma forma, o mesmo tamanho e o mesmo número de genes. Em cada par, um é de origem materna e outro, de origem paterna.

 

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