CITOLOGIA
A citologia é o ramo da biologia, que estuda as células em todos os seus aspectos.
Vamos relembrar alguns conceitos:
Procariontes:
Pro: primitivo, antes de...
Carionte: carioteca, portador de...
- Não apresentam núcleo definido (não tem carioteca)
- Apresentam DNA circular, dispersos no citoplasma
- apresentam ribossomos 70 s (70 s, pois essa é a velocidade de separar os ribossomos da célula)
- não possuem sistemas de endomembranas e, portanto organelas
- são muito simples, e normalmente pequenas.
Nos procariontes, chamamos de citoplasma, todo o conteúdo delimitado, pela membrana citoplasmática.
Eucariontes: Eu: verdadeiro
- São portadores de núcleo definido pela carioteca (membrana nuclear)
- Apresentam DNA linear (o DNA constitui os cromossomos, que são responsáveis pelas informações genéticas)
DNA linear
- Apresentam sistemas de endomembranas, formando organelas internas
- Apresentam ribossomos 80 s
- São células normalmente maiores e mais complexas que grande parte dos procariontes
Vírus: são seres acelulares (sem célula), que possuem estrutura protéica (estruturas formadas de proteína), material genético (DNA, RNA) e atividade biológica. Até hoje não se sabe ao certo se são seres vivos.
Reino Monera: É único reino de seres procariontes. Estes possuem células desprovidas de núcleo celular, mas apresentam material genético (o material genético fica disperso no citoplasma). Fazem parte desse reino: bactérias, cianobactérias e arqueobactérias.
Protistas, fungos, plantas e animais: são seres eucariontes e apresentam células portadoras de núcleo, essas, são definidas por carioteca.
CURIOSIDADES
- O tamanho das células, pode ser definido entre milímetros e micrômetros, a maior célula do corpo humano, é o óvulo, com 0,3 mm.
- As bactérias geralmente são maiores que os vírus
CÉLULA ANIMAL
(Nessa imagem está faltando o ribossomo 80 s)
Retículos endoplasmáticos: recebem esse nome, pois se encontram dentro do plasma (endoplasmático); Existem dois tipos de retículos; o retículo endoplasmático liso, e o retículo endoplasmático rugoso. Os retículos endoplasmáticos são encontrados em células eucariotas.
Reticulo endoplasmático granuloso (rugoso): recebe esse nome, pois contém aderido em suas membranas ribossomos 80 s. Os ribossomos que estão aderidos no retículo, atuam na produção de certas proteínas celulares, principalmente aquelas que serão eliminadas para atuar fora da célula. Por exemplo: são enzimas da digestão, são produzidas no retículo endoplasmático granuloso e eliminadas na cavidade do tubo digestório, onde atuam. Esse retículo, também atua produzindo as enzimas da digestão intracelular, e produzindo as proteínas que compõem as membranas celulares.
O retículo endoplasmático granuloso faz síntese (produção) e transporte de proteínas.
Ribossomos livres (que não estão no retículo granuloso): produzem as proteínas do citoesqueleto e as que atuam no citosol e no núcleo celular.
CURIOSIDADE: os ribossomos que se aderiram no retículo, na verdade anteriormente estavam soltos no citoplasma, o que determina se esse retículo continuará livre ou se prenderá ao retículo, é a seqüência de aminoácidos iniciais, da proteína que está sendo sintetizada (fabricada) nos ribossomos. O que vai dizer para onde o ribossomo vai é o seu conjunto de aminoácidos, ou seja, dependendo do seu conjunto de aminoácidos, ele vai ficar livre, e dependendo do seu conjunto de aminoácidos ele vai se encaixar liberando os aminoácidos dentro do retículo, e saindo novamente.
Retículo endoplasmático não granuloso (liso): é responsável pela síntese de ácidos graxos, de fosfolipídios e de esteróides, que ocorre no interior de suas bolsas. A maioria das células, possui este retículo porém ele está mais presente nas células do fígado (hapatócitos), onde tem função de alterar substâncias tóxicas. Como alcoóis, pesticidas e outras drogas, inativando-as e facilitando sua eliminação do corpo. As células das gônadas que produzem os hormônios sexuais, também apresentam retículos granulosos, pois é nele que os esteróides são sintetizados. As células musculares, bolsas do retículo endoplasmático não granuloso, são responsáveis por armazenar íons de cálcio, que ao serem liberados no citosol (líquido que fica no citoplasma) promovem a contração muscular.
O retículo endoplasmático transporta substâncias, e é responsável pela condução intra-celular de impulsos nervosos nos músculos.
Mitocôndria: Varia dezenas a centenas e são responsáveis pela respiração celular. A mitocôndria é delimitada por duas membranas (externa e interna), a mais externa é lisa como as outras, e a mais interna é repleta de dobras chamadas cristas mitocôndrias, que se projetam para o interior da organela, ela é preenchida por um líquido viscoso (matriz mitocondrial), que contém diversas enzimas, DNA, RNA, e ribossomos menores que os da célula em si, que muito se assemelham aos ribossomos da bactéria. Nas mitocôndrias, ocorre a respiração aeróbia, processo em que moléculas orgânicas provenientes do alimento reagem com gás oxigênio, formando gás carbônico e água, e liberando energia, que é armazenada em moléculas em ATP (trifosfato de adenosina). O ATP produzido nas mitocôndrias, segue para outras regiões da célula fornecedo energia, para diversas atividades celulares.
Os ribossomos 70 s, e as voltas que existem nas membranas internas, são denominadas cristas mitocondriais.
Em palavras mais simples: a mitocôndria realiza a respiração, e produz ATP.
A teoria endossimbiótica diz que a mitocôndria, era anteriormente uma bactéria que entrou na célula para que recebesse proteção, e conseguisse se alimentar, essa teoria foi aceita, pois existem vários indícios disso: seu DNA é circular, possui ribossomo 70 s, possuem alto duplicação, e seus ribossomo são muito parecidos com os das bactérias (todas essas características, estão presentes nas bactérias).
Equação da respiração celular:
C6H12O6 + 12 O2 = 6CO2 + 6H2O + 36 ATP
Glicose + oxigênio = gás carbônico + água + energia
Complexo Golgiense: armazena, modifica e secreta substâncias, é responsável pelo acumulo e eliminação de secreções. (mais adiante veremos como isso funciona.
Lisossomos: está presente em animais, fungos e protozoários. Eles contêm várias enzimas digestivas, que são responsáveis pela digestão celular.
Núcleo: controle das funções celulares, e sede do genoma (cromossomos).
Ribossomos: síntese de proteínas, mas atuam apenas em conjuntos
MEMBRANAS BIOLÓGICAS
Todas as células são revestidas por uma membrana citoplasmática constituída de fosfolipídios e proteínas principalmente.
Além destas podem ocorrer membranas dentro das células (sistema de endomembranas), com a mesma constituição lipoproteica básica.
A membrana permite a passagem de algumas substâncias e de outra não, isso faz com que a célula de torne um ambiente onde a vida é possível.
Algumas propriedades das membranas:
- delimitação celular conferindo forma
- aderência intercelular (união entre as células)
- reconhecimento
- permeabilidade seletiva
A membrana é fosfolipídica (+ fosfolipídios) e lipoproteica (lipídeo + proteína)
Glicocálix: estrutura de glicídios que fica do lado de fora das membranas e tem reconhecimento celular, ou seja, uma células reconhece a outra por meio do glicocálix.
A parte redonda (cabeça) dos fosfolipídios, é polar, por isso uma se liga à outra, ela também é hidrofílica (tem afinidade com a água), por isso permite sua passagem. A água consegue ir tanto de dentro para fora, como de fora pra dentro, pois estas “cabecinhas” estão tanto voltadas para o meio externo quanto para o meio interno.
Já as “perninhas”, são apolares por isso não atraem a água (são hidrofóbicas, não atraem a água, pois a água é polar).
Como sabemos polar atrai polar e apolar atrai apolar, portanto as peninhas se atraem e as cabeças de atraem.
Funções das proteínas da membrana: (existem variados tipos)
- Canal de proteína: permite que certas moléculas de íons atravessem a membrana plasmática livremente
- Proteína carregadora: interage especificamente com certas moléculas e certos íons, carregando-as através da membrana plasmática.
- Proteína receptora: permite a ligação com certas moléculas, que fazem com que aconteçam processos celulares.
PERMEABILIDADE SELETIVA
A membrana tem capacidade de selecionar o que entra e o que sai da célula.
O transporte através da membrana se dá de três formas básicas:
- Transporte passivo
- Transporte ativo
- Endocitose
Podemos falar então, que a membrana é semi-permeável, pois seleciona o que entra e o que sai.
Toda substância atravessa a membrana por meio de difusão.
Difusão: processo pela qual, as partículas tendem a se mover da área de maior concentração, para a área de menor concentração, até que as concentrações se igualem. A difusão ocorre em solução, ou em um meio gasoso.
Transporte passivo: certas substâncias, que atravessam a membrana espontaneamente, sem que a célula gaste energia.(são exemplo de transporte passivo, a difusão simples e a osmose)
Transporte ativo: substâncias que são absorvidas ou expulsas, bombeando-as para dentro ou para fora da célula, gastando energia ativa, ou seja transporte ativo, é quando há gasto de energia.
Difusão simples: passagem do soluto (substância dissolvida no líquido ou no gás) de um ponto onde ele está mais concentrado para o ponto onde ele está menos concentrado, através dos fosfolipídios.
Difusão facilitada: passagem do soluto de um ponto onde ele está mais concentrado para um ponto onde ele está menos concentrado, através das proteínas carregadoras.
Osmose animal: Os solventes (quem dissolve) sempre procuram os solutos (quem é dissolvido).
1) Normal: concentração interna, igual do meio externo, meio isotônico (iso = igual), não acontece nada com a célula, ela fica normal. A água fica entrando e saindo. (sai e entra a mesma quantidade de água)
2) Crenada: concentração externa de soluto, é maior que a interna, por isso haverá maior passagem de água de dentro para fora da célula (pois o solvente procura soluto) e isso vai fazer com que a célula murche. A água vai entrar e sair da célula constantemente (porém sai mais água do que entra) pois primeiramente o solvente(a água) vai sair da célula procurando soluto, dessa forma o meio externo vai se estabilizar e o meio externo
(dentro da célula) vai precisar de solvente e a água vai voltar novamente.
(dentro da célula) vai precisar de solvente e a água vai voltar novamente.
Vocês já devem ter percebido que somente a água passa, e os solutos não, isso ocorre, devido o fato de a membrana ser semipermeável, ou seja, não permite que algumas coisas passem, ou dificulta sua passagem. Isso permite que só a água transite entre a célula e o meio externo.
Essa solução é a chamada hipertônica (pois o meio externo está muito concentrado).
3) Plasmoptise: concentração externa é menor que a interna. Como dentro da célula tem mais soluto e fora tem menos, a água de fora tende a entrar em grande quantidade dentro da célula e sair em pouca quantidade. Isso vai fazer com que a célula exploda. Solução hipotônica: concentração externa é menor do que a interna.
Osmose vegetal: uma célula vegetal colocada em meio hipotônico absorve água, porém nunca explode. Isso por que quando a célula incha, a parede celulósica exerce pressões cada vez maiores sobre o citoplasma, forçando a água a sair e equilibrando a pressão de entrada de água pela osmose.
1) Célula túrgida: (meio hipotônico) é quando uma célula vegetal é colocada em água pura. Dessa forma, o seu volume aumenta até que a pressão da parede celulósica se torne aquivalente a pressão osmótica (a pressão de fora e de dentro se torne a mesma). A água que entra na célula, se instala o vacúolo (aumentando ele), por isso ele fica maior e a planta fica reta.
3) Célula Plasmolisada: a célula vegetal é colocada em solução hipertônica em relação a seu conteúdo interno, ocorre perda de água e o conteúdo celular diminui e se retrai. Em continuação, a grande diminuição do volume celular, pode levar ao deslocamento da membrana plasmática da parede celulósica; a solução externa invade o espaço entre esse envoltórios, uma vez que a parede celulósica é totalmente permeável ao soluto e ao solvente, por isso o soluto e o solvente acabam passando. (veja que o vacúolo diminuiu).
Difusão facilitada: existe uma diferença no gradiente de concentração (diferença entre a quantidade de soluto no meio externo e interno), dessa forma certos tipos de íons e pequenas moléculas vão de onde tem menos concentração para onde tem mais concentração, esse processo é feito pelas proteínas transportadoras(ou carregadoras, ou carreadoras ou permeases), que transportam moléculas específicas capturando-as dentro ou fora da célula, e liberando na face oposta. A célula não gasta energia com isso.
TRANSPORTE ATIVO:
Bomba de sódio e potássio: As células humanas têm que manter a concentração interna de íons de potássio K+ cerca de 20 a 40 vezes maior que no meio extracelular. O íon K+ é essencial a diversos processos celulares, participando, por exemplo, da síntese de proteínas e da respiração celular. Por outro lado a concentração de Na + no interior da célula, é de 8 a 12 vezes menor que no exterior; uma das principais razões para isso é a necessidade de compensar a grande concentração de íons K+ no interior das células.
Para manter a concentração tão diferente assim , é necessário o gasto de energia (pois sem gasto de energia mantém as concentrações iguais)
- Três íons de sódio (que estavam dentro da célula) se ligam a uma proteína canal e o ATP promove a energia para mudar a forma do canal que por sua vez transporta os íons para fora da célula
- Os íons de sódio são liberados de fora da célula
- Um dos formatos do canal de proteína tem alta afinidade pelos íons de potássio e 2 desses íons, agora se ligam no canal.
- Ocorre uma mudança no canal protéico e os íons de fósforo são liberados no lado citoplasmático.
- O ciclo recomeça com o ATP fornecendo energia para que o sódio grude na proteína e vá para fora.
ENDOCITOSE
Endo: dentro
Ex: ameba se alimenta de glóbulo vermelho. O glóbulo vermelho solta uma substância, que faz com que a ameba à siga(quimiotaxia). A ameba engloba o glóbulo vermelho. Assim é formado um vacúolo digestivo (bolsa) em que o glóbulo vermelho fica dentro, nessa hora, é formada outra bolsa com enzimas digestivas, chamadas de lisossomos primários e o glóbulo vermelho é digerido, formando uma segunda bolsa, chamada de lisossomo secundário. Depois que ocorre a absorção, sobra resto, que é eliminado, por meio da clasmocitose (processo de eliminação do lixo). Esse processo de eliminação, é chamado de exocitose.
O glóbulo branco, também ingere bactérias, porém não tem capacidade de fazer a clasmocitose, por isso explode, liberando um pus.
Quimiotaxia: capacidade de seguir mensagens químicas no meio.
Endocitose: englobamento de substâncias químicas (sólidas ou líquidas) através da invaginação da membrana plasmática.
É a realizada por amebas e outros protistas além de a forma de proteção escolhida pelos macrófagos, neutrófilos e histiócidos (glóbulos brancos).
São tipos de endocitose:
Fagocitose: é o processo de endocitose, sendo o que vai ser ingerido (“o alimento”) sólido, onde gasto de energia. Geralmente são capturados vírus, células estranhas, como bactérias ou resto de estruturas celulares. Na fagocitose, a célula solta seus pseudópodes (é uma expansão citoplasmática) que “abraçam” a partícula a ser englobada, envolvendo-a totalmente em uma bolsa membranosa, que se desprende da membrana e passa a circular no citoplasma. A bolsa contendo o material capturado recebe o nome de fagossomo (vacúolo). Depois a bolsa se une aos lisossomos que contém enzimas digestivas, formando o vacúolo digestivo.
Pinocitose: é o processo de endocitose, sendo o que vai ser ingerido (“o alimento”) líquido, onde ocorre gasto de energia. A maioria das células realiza a pinocitose, na qual se formam minúsculos canais na membrana plasmática. Esses canais formam os pinossomos e contem o material que será digerido. O pinossomo (vacúolo) se une ao lisossomo, formando um vacúolo digestivo
HIALOPLASMA + ORGANELAS
Citoplasma e hialoplasma: O citoplasma é todo o espaço compreendido entre a membrana plasmática e o núcleo das células eucarióticas. Ele é formado pelo hialoplasma (fluido viscoso) e pelas organelas (estruturas geralmente membranosas, responsáveis pelas diversas funções executadas pela célula, como pequenos "órgãos" no seu interior). O hialoplasma é constituído por água, proteínas, sais minerais e açúcares, sendo o local onde ocorre grande parte das reações químicas que mantêm a célula viva e a fabricação de moléculas que constituem estruturas celulares. O citosol ou hialoplasma também é responsável pelo armazenamento de substâncias nas células animais, como gorduras e glicogênio.
O núcleo produz RNA mensageiro que é enviado ao citoplasma, ao passar pelo citoplasma ele acaba se encontrando tanto com ribossomos de retículo, quando com ribossomos livres. Ao encontrar com os ribossomos do retículo endoplasmático rugoso, o RNA é lido para a produção de proteínas, se a proteína é estrutural da membrana, ela é encaminhada para fora, através do retículo, porém se ela for importante para outra função, ela será encaminhada para os dictiossomos(que são unidades menores do Complexo de Golgi), lá elas serão modificadas e empacotadas por membranas fosfolipídicas. Se o produto deve ser secretado, forma-se grãos de zimógeno (bolsas com a proteína a ser secretada) e estes se incorporam às membranas das células liberando enzimas, mucos ou secreções. Quando a célula fagocita ou pinocita, forma-se o fagossomo e o pinossomo que se fundem ao lisossomo primeiro, que foi produzido pelo Complexo de Golgi. Constitui-se o vacúolo digestivo onde se processa a absorção dos nutrientes, o lixo é eliminado pela clasmocitose.
CÉLULA VEGETAL
Veja o desenho de uma célula vegetal:
Vacúolo: responsável pó guardar substâncias é água.(existe nas células animais também).
Cloroplastos:
Há pistas de que os cloroplastos também se originaram de bactérias.
Os cloroplastos estão presentes apenas em células eucariotas e autotróficas, isto é, que produzem sua própria matéria orgânica. Eles possuem clorofila, dentro de tilacoides. As moléculas de clorofila, são capazes de captar a luz solar e transformá-la em energia, que será incorporada aos alimentos produzidos durante a fotossíntese. Os tilacoides encontram-se empilhados entre as lamelas formadas pela invaginação da membrana citoplasmática interna do cloroplasto. O conjunto de tilacoides tem o aspecto de uma pilha de moedas, por isso recebe o nome de grana. Os cloroplastos assim como as mitocondrias, possuem membrana interna e externa.
Assim como a mitocôndria tem matriz o cloroplasto tem estroma, onde se encontram os ribossomos e a molécula de DNA. Também como as mitocôndrias, os cloroplastos, são capazes de sintetizar proteínas e de autoduplicarem.
São nos cloroplastos que contém a clorofila, que é essencial para a fotossíntese. Os cloroplastos são um tipo de cromoplasto (cromoplastos são plastos com pigmentos coloridos).
Que maravilhosa aula. Que saudade dos conhecimentos biológicos. Matei um pouquinho a saudade e tirei duas frases para o meu blog, com a devida citação da fonte. Obrigada.
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