HIALOPLASMA, CITOPLASMA FUNDAMENTAL, MATRIZ CITOPLASMÁTICA

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1 ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO PADRE REUS BIOLOGIA Professora Daniele Campos da Silva 1º ano CITOPLASMA É também chamado de HIALOPLASMA, CITOPLASMA FUNDAMENTAL, MATRIZ CITOPLASMÁTICA ou CITOSOL. É uma massa líquida que contém diversas substâncias, canais, bolsas e as organelas citoplasmáticas. A parte mais externa (periférica) é gelatinosa, chamada de ectoplasma, já a parte mais interna é fluída e denominada endoplasma. Partes do citoplasma: - Citosol ou hialoplasma: é um material gelatinoso (kytos= célula; sol= líquido), onde ocorrem diversas reações químicas do metabolismo celular; - Citoesqueleto: dá sustentação à célula; - Organelas celulares ou citoplasmáticas: responsáveis pelas atividades da célula; estão mergulhadas no citosol. Célula procariótica X Célula eucariótica - A célula procariótica tem citoplasma sem citoesqueleto e sem organelas celulares (exceto ribossomo); - Já a célula eucariótica possui citoplasma com citosol, citoesqueleto e organelas celulares. Citoesqueleto - É um conjunto de fibras de proteínas ligadas as proteínas periféricas da membrana; - Define a forma e organiza a estrutura interna da célula; - Possibilita o deslocamento de materiais no interior da célula (movimentos celulares: ciclose e movimento ameboide); - As fibras são visíveis ao microscópio eletrônico ou ainda à um tipo especial de microscópio: o microscópio de fluorescência. Existem três tipos de fibras no citoesqueleto: - Microfilamentos: formados por proteínas contráteis, a actina e a miosina. Ajudam a manter a forma da célula, sustentam as microvilosidades e atuam nos movimentos da célula. - Microtúbulos: formados por proteínas chamadas tubulinas. Atuam no transporte interno das organelas e no movimento dos cromossomos na divisão celular. - Filamentos intermediários: formados pela queratina, aumentam a resistência da célula às tensões e ajudam na sustentação do núcleo e das organelas celulares. 1

2 Movimento celular - Ciclose Contínuo movimento das organelas citoplasmáticas e substâncias do citosol (importante para a distribuição intracelular de substâncias) ao redor do vacúolo da célula vegetal. - Movimento ameboide Formação dos pseudópodes, utilizados na fagocitose, no deslocamento das amebas e dos leucócitos, e no estrangulamento da célula ao final da divisão celular. Organelas celulares ou citoplasmáticas As diversas estruturas presentes no citoplasma das células eucarióticas desempenham funções específicas, essenciais à vida da célula. Por serem comparáveis aos órgãos de um organismo, elas são denominadas orgânulos ou organelas celulares/citoplasmáticas. São elas: 1. Ribossomo São grãos formados por RNA e proteínas. Cada ribossomo é formado por duas subunidades de tamanhos e densidades diferentes. Função: - síntese (produção) de proteínas. A síntese de proteínas (principal componente orgânico de todos os seres vivos) é controlada pelo RNA mensageiro, produzido no núcleo da célula sob o comando do DNA. Apoiado em grupo de ribossomos (poliribossomos ou polissoma), o RNA comanda a sequência de aminoácidos da proteína, a medida que os ribossomos deslizam pela molécula de RNA. 2. Retículo Endoplasmático É um conjunto de bolsas ou cavidades membranosas que realizam síntese, transporte e armazenamento de substâncias. Há dois tipos: - Granuloso, granular ou rugoso: tem ribossomos aderidos às bolsas membranosas. - Não granuloso, agranular ou liso: não tem ribossomos aderidos às bolsas membranosas. 2.1 Retículo endoplasmático rugoso (RER) Funções: - Produção de proteínas para exportação (que serão eliminadas para atuar fora da célula); - Enviam proteínas ao complexo Golgiense; - Produção das proteínas que compõem a membrana plasmática e as membranas das organelas; - Produção de enzimas lisossômicas (que fazem a digestão intracelular). 2.2 Retículo endoplasmático liso (REL) Funções: - Síntese (produção) de ácidos graxos, fosfolipídios e de esteroides (lipídios em geral). OBS.: Em células do fígado, células musculares e em células das gônadas sexuais, encontramos grande quantidade de R.E.L. Nas células do fígado transforma glicogênio em glicose. Nos músculos (retículo sarcoplasmático) é reservatório de cálcio, importante na contração muscular. 2

3 3. Complexo Golgiense Formada por uma pilha de sacos achatados e pequenas vesículas esféricas. Funções: - Recebe proteínas e lipídios do retículo endoplasmático, armazenando-os em pequenos sacos ou vesículas que podem ser levados para outras organelas ou para fora da célula armazenamento e secreção celular; - Síntese de glicídios(carboidratos); - Formação do acrossoma do espermatozoide; - Formação do lisossomo. 4. Lisossomos Pequenas vesículas cheias de enzimas digestivas, originadas do Complexo Golgiense. As enzimas contidas nos lisossomos são chamadas de hidrolases ácidas, pois quebram moléculas de alimento com moléculas de água no interior do lisossomo que é ácido. Função: - Digestão intracelular (heterofagia e autofagia). Tipos de digestão: - Heterofagia: material a ser digerido pelos lisossomos é proveniente do meio externo, por fagocitose e/ou pinocitose; - Autofagia: material a ser digerido provém do meio celular, podendo até ser algumas organelas celulares velhas (a digestão dessas organelas produz nutrientes para o citoplasma). Heterofagia 1. Fagocitose (englobamento de partículas sólidas); 2. Formação do fagossomo (bolsas membranosas); 3. Formação do vacúolo digestivo (fagossomo + lisossomos primários); 4. Formação do vacúolo residual (restos do processo digestivo); 5. Clasmocitose: eliminação do conteúdo para o meio extracelular. Autofagia 1. Lisossomo primário engloba o orgânulo (que é proveniente da própria célula), formando o vacúolo autofágico; 2. Formação do vacúolo residual (restos do processo digestivo); 3. Clasmocitose: eliminação do conteúdo para o meio extracelular. Autólise O processo denominado autólise se dá quando os lisossomos rompem-se e liberam suas enzimas digestivas, digerindo assim a célula inteira (apoptose: morte celular programada). Ex.: regressão da cauda do girino, durante a metamorfose em sapos. 5. Peroxissomo Organelas membranosas que contém a enzima catalase. Função: - Degradação da água oxigenada ou peróxido de hidrogênio (subproduto das reações de degradação de ácidos graxos e aminoácidos; é tóxica para a célula) H 2 O 2 2H 2 O + O 2 Observação: essas organelas são abundantes nas células do fígado e dos rins, pois oxidam (destroem) diversas substâncias tóxicas (como o álcool). 3

4 6. Centríolos São pequenos cilindros formados por 9 trincas de microtúbulos (proteína tubulina), sempre aos pares, próximo ao núcleo. Possuem DNA e tem a capacidade de se autoduplicar. Funções: - Estão relacionadas à orientação da divisão celular, orientando os cromossomos (fuso mitótico); - São responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas que possibilitam a locomoção celular. Obs.: os procariontes, fungos e plantas gimnospermas e angiospermas não possuem centríolos. Centríolo Fuso mitótico Durante a divisão celular, os centríolos duplicam-se e um dos pares migra para o polo inferior da célula. Ao redor de cada um desses pares, surgem fibras de microtúbulos formando o áster. De cada par de centríolos, saem prolongamentos de proteína formando o fuso mitótico. Durante a divisão celular, os cromossomos terão sua distribuição orientada por esse fuso. Fibras do áster Cílios Cílios são estruturas numerosas e curtas, que ao vibrarem, podem locomover a célula e movimentar o líquido ao seu redor. São encontrados: *Tecido epitelial do trato respiratório; *Tubas uterinas; *Protozoários ciliados. Fuso mitótico Flagelos Flagelos são estruturas longas e em pequeno número (e as vezes única), que dão movimento à célula. A movimentação é ondulante, semelhante à de um chicote. São encontrados: *Espermatozoides; *Coanócito (célula dos poríferos); *Protozoários flagelados. 7. Mitocôndria É uma bolsa limitada por duas membranas semelhantes à membrana plasmática. A interna forma uma série de dobras ou septos, as cristas mitocondriais. Entre as duas membranas há uma solução gelatinosa de aspecto semelhante ao citosol, a matriz mitocondrial. Na matriz mitocondrial há DNA, RNA e ribossomos. O DNA garante a autoduplicação, mantendo o número de mitocôndrias constante nas células resultantes da divisão celular. Os ribossomos garantem a síntese de proteínas e enzimas que atuarão na respiração celular. Função: - Responsável pela respiração celular aeróbia = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H energia Obs.: a respiração celular é divida em três fases: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Respiração Celular Aeróbia - Glicólise Esta etapa ocorre no citosol. Consiste na quebra parcial da glicose (C 6 H 12 O 6 ) em duas moléculas de ácido pirúvico (C 3 H 4 O 3 ), com gasto de duas moléculas de ATP. Nesta fase, uma parte da energia é liberada em quatro parcelas, permitindo a produção de quatro moléculas de ATP. 4

5 - Ciclo de Krebs Também chamado de ciclo do ácido cítrico. O ácido pirúvico formado no citosol, penetra na mitocôndria. Ocorrem um conjunto de reações na matriz mitocondrial, a formação do ácido cítrico e a saída de duas moléculas de CO 2, quatro de H 2 e uma molécula de ATP. - Cadeia respiratória Ocorre nas cristas da membrana interna da mitocôndria. Para cada Ciclo de Krebs, forma-se uma cadeia respiratória. Como dois Ciclos são formados na quebra parcial da glicose, duas cadeias respiratórias são formadas. Nesta etapa, a mitocôndria forma até 34 ATP por glicose, no conjunto de reações chamado de fosforilação oxidativa, porque a formação do ATP depende da entrada de um fosfato. Ao final do processo teremos a formação de CO 2, água (H 2 O) e ATP. Teoria endossimbiótica das mitocôndrias Acredita que as mitocôndrias teriam surgido de bactérias aeróbias que, há cerca de 2,5 milhões de anos, foram fagocitadas por seres unicelulares maiores (anaeróbios) e que passaram a viver dentro deles. Essa associação possibilitou ao ser anaeróbio liberar mais energia do alimento por meio da respiração anaeróbia e a bactéria maior proteção e alimento. A autonomia reprodutiva das mitocôndrias, a presença de DNA e de ribossomos são evidências que corroboram a hipótese. 8. Vacúolos São bolsas delimitadas por membrana lipoproteica. Dependendo das funções que desempenham, podem ser de três tipos: - Vacúolo digestivo: formados pela união dos lisossomos com os fagossomos ou pinossomos. - Vacúolo de suco celular ou vacúolo vegetal: armazena substâncias como água, sais minerais, açúcares, pigmentos ou outras substâncias solúveis. - Vacúolo contrátil ou pulsátil: (vacúolo osmótico) sua principal função é manter o equilíbrio osmótico entre a célula e o meio extracelular. 9. Plastos São organelas exclusivas de células vegetais e algas (organismos que realizam fotossíntese). São responsáveis pelo armazenamento de substâncias e pela fotossíntese. Divididos em: - Cromoplastos (plastos com pigmentos vermelhos, amarelos, pardos e verdes): responsáveis pelas cores de certas flores, frutos e raízes. - Leucoplastos (plastos incolores): armazenam amido, proteínas e óleos. - Cloroplastos (plastos de cor verde): são o tipo de cromoplasto mais frequente nas células vegetais. Possuem clorofila, pigmento verde, sensível à luz, responsável pela fotossíntese. Cloroplasto A clorofila fica concentrada nas membranas tilacoides (vesículas achatadas). Cada pilha forma um grano. O estroma é uma matriz semelhante ao citosol e preenche o espaço restante do cloroplasto, contém enzimas que participam da fotossíntese. 5

6 ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO PADRE REUS BIOLOGIA Professora Daniele Campos da Silva 1º ano Atividade 1 Citoplasma I. Marque a alternativa: 1. Assinale a alternativa que não aponta características ou funções do citoesqueleto. a) Constitui-se de uma rede de filamentos de origem proteica, como os microtúbulos, os microfilamentos e os filamentos intermediários. b) Forma um arcabouço interno, que sustenta o volume citoplasmático e mantém suas organelas em locais apropriados, no interior da célula. c) Não fornece maquinaria necessária para os movimentos intracelulares, tais como o transporte de organelas de um lugar para outro no citoplasma e a segregação dos cromossomos. d) Determina a capacidade das células eucarióticas e procarióticas em adotar uma variedade de formas e executar movimentos coordenados. e) Está envolvido, pela ação dos filamentos de actina e dos microtúbulos, em processos ativos, como a contração muscular e os batimentos dos cílios e flagelos. 2. O termo ciclose é empregado para designar: a) movimentos citoplasmáticos que não acarretam alterações da forma celular e que podem arrastar determinadas estruturas e inclusões. b) uma estrutura circular dos cromossomos das bactérias. c) uma série de movimentos circulares de hemácias em torno de coágulos. d) a formação de anéis nos cromossomos de certas moscas. e) a formação de estruturas locomotoras como os cílios e os flagelos. 3. Chama-se de citoesqueleto a rede de proteínas filamentosas envolvidas em dar forma e movimento à célula. Não estão relacionados com o citoesqueleto: a) microtúbulos e microfilamentos b) filamentos intermediários c) ciclose e movimentos ameboides d) peroxissomos e mitocôncrias e) divisão e movimentação celular 4. As proteínas contráteis como a actina e a miosina estão presentes: a) nos filamentos intermediários b) nos microfilamentos c) nos microtúbulos d) nos centríolos 5. Produzir substâncias de exportação, digerir partículas englobadas e sintetizar carboidratos são atividades essenciais para muitas células. Assinale as organelas citoplasmáticas que participam dessas atividades, respectivamente: a) complexo Golgiense, lisossomos e ribossomos b) lisossomos, ribossomos e complexo Golgiense c) ribossomos, lisossomos e retículo endoplasmático d) retículo endoplasmático, lisossomos e complexo Golgiense e) retículo endoplasmático, lisossomo e ribossomos 6. Uma célula jovem cresce à custa de proteínas por ela sintetizadas. Essas proteínas são sintetizadas: a) no retículo endoplasmático liso. b) no ribossomo c) no Complexo Golgiense d) no lisossomo 7. Células animais, quando privadas de alimento, passam a degradar partes de si mesmas como fonte de matéria-prima para sobreviver. A organela citoplasmática diretamente responsável por essa degradação é: a) o complexo Golgiense b) o centríolo c) o lisossomo d) o ribossomo e) o retículo endoplasmático II. Responda: 1. Todos os seres vivos, sem exceção, possuem ribossomos em suas células. Por que essas organelas são tão importantes para a vida? 2. Quais são as diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas em relação à composição do citoplasma? 3. Diferencie heterofagia e autofagia. 4. Foi injetada em uma ameba uma substância que interrompe a formação de microfilamentos. O que deve ter ocorrido com esta ameba? III. Marque V ou F: 1. ( ) O endoplasma é a parte mais externa do citoplasma. 2. ( ) É no citosol que ocorrem as reações químicas do metabolismo celular. 3. ( ) As organelas citoplasmáticas são estruturas celulares que desempenham as funções vitais da célula. 4. ( ) O citoequeleto pode ser visualizado em qualquer equipamento de ampliação de imagem. 5. ( ) O citoplasma possui duas partes, uma mais interna gelatinosa e a mais externa líquida. 6

7 ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO PADRE REUS BIOLOGIA Professora Daniele Campos da Silva 1º ano Atividade 2 Citoplasma I. Marque a alternativa: 1. As células produtoras de saliva retiram, do sangue, as substâncias necessárias para a síntese dessa secreção. Essas substâncias são, inicialmente, transferidas para (I), em que ocorre a (II). Em seguida, são encaminhadas para (III) de onde são secretadas. Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente as lacunas I, II e III. a) as mitocôndrias, produção de ATP, retículo endoplasmático liso. b) o retículo endoplasmático liso, produção de proteínas, o centríolo. c) o complexo de Golgi, produção de carboidratos, as mitocôndrias. d) o retículo endoplasmático rugoso, produção de enzimas, o complexo de Golgi. e) os centríolos, produção de carboidratos, o complexo de Golgi. 2. Considere os itens abaixo: I. participam da respiração celular. II. contêm ácidos nucleicos. III. ocorrem em todos os tipos de células. IV. se autoduplicam. São verdadeiros, para as mitocôndrias: a) apenas I, II e III b) apenas I, III e IV c) apenas I, II e IV d) apenas II, III e IV e) I, II, III e IV 3. As etapas da respiração celular aeróbia que ocorre na mitocôndria são: a) glicólise e ciclo de Krebs b) ciclo de Krebs e cadeia respiratória c) glicólise e cadeia respiratória d) autólise e glicólise 4. Se fôssemos comparar a organização e o funcionamento de uma célula eucarionte com o que ocorre em uma cidade, poderíamos estabelecer determinadas analogias. Por exemplo, a membrana plasmática seria o perímetro urbano e o hialoplasma corresponderia ao espaço ocupado pelos edifícios, ruas e casas com seus habitantes. O quadro reúne algumas similaridades funcionais entre cidade e célula eucarionte. Cidade Célula eucarionte I. Ruas e avenidas 1. Mitocôndrias II. Silos e armazéns III. Central elétrica (energética) IV. Casas com aquecimento solar 2. Lisossomos 3. Retículo endoplasmático 4. Complexo Golgiense V. Restaurantes e lanchonetes 5. Cloroplastos Correlacione os locais da cidade com as principais funções correspondentes às organelas celulares e assinale a alternativa correta. a) I-3, II-4, III-1, IV-5, V-2 b) I-4, II-3, III-2, IV-5, V-1 c) I-3, II-4, III-5, IV-1, V-2 d) I-1, II-2, III-3, IV-4, V-5 e) I-5, II-4, III-1, IV-3, V-2 5. As mitocôndrias são consideradas as casas de força das células vivas. Tal analogia refere-se ao fato de as mitocôndrias: a) estocarem moléculas de ATP produzidas na digestão dos alimentos. b) produzirem ATP com utilização de energia liberada na oxidação de moléculas orgânicas. c) consumirem moléculas de ATP na síntese de glicogênio ou de amido a partir da glicose. d) serem capazes de absorver energia luminosa utilizada na síntese de ATP. e) produzirem ATP a partir da energia liberada na síntese de amido ou de glicogênio. 6. Todos os processos indicados são característicos da respiração aeróbica, exceto: a) consumo de glicose b) formação de ácido pirúvico c) produção de álcool d) produção de ATP e) produção de gás carbônico 7. Nos protozoários encontramos estruturas responsáveis pela eliminação do excesso de água que entra no corpo desses seres por osmose. O nome dessa estrutura é: a) vacúolo heterofágico b) vacúolo autofágico c) vacúolo digestório d) vacúolo de suco celular e) vacúolo contrátil 8. Um tipo de vacúolo surge da interação de fagossomos com lisossomos. Entre as alternativas a seguir, marque aquela que indica corretamente o nome dessa estrutura: a) Vacúolo digestório. b) Vacúolo residual. c) Vacúolo contrátil. d) Vacúolo de suco celular. 9. A figura abaixo esquematizada representa uma organela citoplasmática. Identifique a que estrutura pertence: Observe a estrutura para identificar o nome da organela a) Mitocôndrias. b) Complexo Golgiense. c) Cloroplasto. d) Retículo endoplasmático granuloso. e) Ribossomos. 7

8 10. Os plastos podem ser classificados de acordo com o pigmento que possuem. Aqueles que acumulam carotenoides e não possuem clorofila são chamados de: a) cloroplastos. b) cromoplastos. c) leucoplastos. d) amiloplasto. e) oleoplasto. II. Relacione as colunas: 1. Citoesqueleto ( ) Responsável pela digestão celular 2. Lisossomo ( ) Participa da divisão celular 3. Peroxissomo ( ) Relacionado à secreção celular 4. Complexo Golgiense ( ) Responsável pela síntese proteica 5. Mitocôndria ( ) Rede de filamentos de proteínas 6. Centríolo que dá forma e movimento à célula 7. Retículo endoplasmático ( ) Elimina toxinas da célula 8. Ribossomo ( ) Responsável pela respiração celular ( ) Produz, armazena e transporta proteínas III. Responda: 1. No citoplasma das células são encontradas diversas organelas, cada uma com funções específicas, mas interagindo e dependendo das outras para o funcionamento celular completo. Assim, por exemplo, os lisossomos estão relacionados ao complexo Golgiense e ao retículo endoplasmático rugoso, e todos, às mitocôndrias: a) Explique que relação existe entre lisossomos e complexo Golgiense. b) Qual a função dos lisossomos? c) Por que todas as organelas dependem das mitocôndrias? 3. A figura abaixo mostra o esquema do corte de uma célula, observado ao microscópio eletrônico: B a) a célula é proveniente de tecido animal ou vegetal? Justifique. b) Se essa célula estivesse em intensa atividade de síntese proteica, que organelas estariam mais desenvolvidas ou presentes em maior quantidade? c) Que organela está representada na letra A? Qual sua função? d) Que tipo de movimento está sendo representado nas flechas no interior da célula? e) Que especialização está ocorrendo na letra B? A 2. Explique a teoria endossimbiótica das mitocôndrias. 8