Unidade 5: Citoplasma e Compartimentos Intracelulares Parte: II Disciplina: Biologia Celular e Molecular Centro de Ciências da Saúde Profa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini marilanda.bellini@usc.br Pró Reitoria de Pesquisa e de Pós Graduação Bloco L
Unidade 5 Citoplasma e Compartimentos intracelulares 1. Citoplasma 2. Citosol 3. Citoesqueleto 4. Retículo Endoplasmático 5. Aparelho de Golgi 6. Lisossomos 7. Peroxissomos 8. Mitocôndrias 9. Cloroplastos
Citoplasma e Compartimentos Intracelulares Procarionte Eucarionte Único compartimento envolto por membrana plasmática Subdividida em compartimentos funcionais envolvidos por membrana (organelas) Interrelações http://cfb-7.blogspot.com.br/2011/03/origem-das-celulas-procariontes-e.html
Compartimentos Intracelulares Posições características no citoplasma; Delimitados por membrana Bicamada lipoproteíca Mecanismos e Proteínas de Membrana específicos http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=10&materia_id=142&materiaver=1
Compartimentos Intracelulares Organela: determinada parte do citoplasma responsável por uma ou mais funções especiais. http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=10&materia_id=142&materiaver=1
Retículo Endoplasmático (RE) Rede de Endomembranas Cavidades Tridimensionais (Cisternas) Intercomunicam Envoltório Nuclear Citoplasma http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm
Retículo Endoplasmático (RE) Observável apenas em Microscopia Eletrônica (ME). Espessura das membranas < Poder Resolução do Microscópio de Luz (ML). Presença evidenciada em ML corantes básicos Região Basófila Ergastoplasma RER http://www.wesapiens.org/pt/class/2658019/classe+de+laborat%c3%b3rio.+histologia+b%c3%a1sica+2b.+tecido+epitelial+gl%c3%a2ndulas
Membrana do RE JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
RER e REL Funções: Suporte mecânico Associação com o sistema de filamentos do citoesqueleto suporte para as áreas coloidais do citoplasma. http://anatpat.unicamp.br/nptmeningioma28d.html
RER e REL Funções: Trocas e Fluidez de Membrana Transporte de partículas, moléculas e íons para dentro ou fora da célula; RE + envoltório nuclear transporte de RNA e RE + envoltório nuclear transporte de RNA e nucleoproteínas do núcleo para o citoplasma.
RER e REL Funções: Armazenamento e estocagem (segregação) Armazena e concentra substâncias provenientes do meio intra e extracelular; Ex: a segregação de enzimas pancreáticas (grânulos de zimogênio): protege a célula de lesões e danos. Grânulos de zimogênio http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/citologia/complexo-de-golgi-4.php
RER e REL Funções: Transporte intracelular A proteína sintetizada nas cisternas do RER é conduzida para o complexo de Golgi processo realizado por vesículas de transferência fusão de membranas. http://accbarroso60.wordpress.com/2011/03/03/celulas/
RER e REL Funções: Suporte mecânico Associação com o sistema de filamentos do citoesqueleto suporte para as áreas coloidais do citoplasma. Trocas e Fluidez de Membrana Transporte de partículas, moléculas e íons para dentro ou fora da célula; RE + envoltório nuclear transporte de RNA e nucleoproteínas do núcleo para o citoplasma. Armazenamento e estocagem (segregação) Armazena e concentra substâncias provenientes do meio intra e extracelular Ex: a segregação de enzimas pancreáticas (grânulos de zimogênio): protege a célula de lesões e danos
Retículo Endoplasmático (RE) Cisternas Ribossomos REL Envelope Nuclear RER Microscopia Eletrônica: Retículo Endoplasmático Rugoso ou Granular (RER ou REG) Apresenta ribossomos acoplados à face citoplasmática; Retículo Endoplasmático Liso ou Agranular (REL ou REA) não apresenta associação com ribossomos. http://fpslivroaberto.blogspot.com.br/2010/03/no-mundo-das-celulas.html
RER (rugoso) Presença de Ribossomos Polirribossomos (Subunidade maior) Unidos por uma molécula de mrna (Subunidade maior) Síntese Proteica (Biologia Molecular) JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 210
ME Lâminas achatadas dispostas paralelamente; RER (rugoso) Dilatação da cavidade, diretamente relacionada à atividade do RER. http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 207
RER e tipos celulares A) Células que sintetizam ativamente proteínas que permanecem no citosol e não são segregadas nas cisternas do RER. Síntese proteica ocorre em polirribossomos livre no citoplasma; B) Células que sintetizam proteínas que são segregadas nas cisternas do RER e exportam essas proteínas diretamente, sem acumulá-las em grânulos. Síntese ocorre em polirribossomos aderidos, não há grânulos de secreção e Aparelho de Golgi (próxima organela a ser estudada) bem desenvolvido. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 206
RER e tipos celulares C) Células que sintetizam proteínas que são segregadas nas cisternas do RER, passam pelo Aparelho de Golgi e depois são acumuladas em grânulos que geralmente permanecem nas células para uso posterior. D) Células que sintetizam, segregam e acumulam proteínas em grânulos de secreção que serão exportados por exocitose. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 206
Ausência de Ribossomos; Vesículas Globulares, como túbulos contorcidos; Metabolismo de Lipídios; Desintoxicação. REL (liso) http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 207
REL Síntese de Lipídios Bicamada Lipídica, assimétrica da Membrana REL. Síntese de lipídios, Adicionados na Face citoplasmática da Membrana do REL. Proteínas específicas auxiliam no transporte através da membrana Movimentos Flip-Flop. Crescimento de ambas camadas da membrana.
REL - Detoxificação Drogas insolúveis tendem a se acumularem no organismo podendo chegar a níveis tóxicos. Fígado, rins, pele e pulmões O 2 NADPH RH Droga Insolúvel NADP+ H 2 O ROH Produto Hidrossolúvel Modificado de: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
REL - Glicogenólise Obtenção de Glicose à partir de Glicogênio acumulado nos hepatócitos e células renais. Glicose + Pi Glicose-6-fosfatase Proteínas Transportadoras T2 e T3 Proteína Transportadora T1 Glicogênio Glicose-6-fosfato Corrente Sanguínea Modificada de: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
REL - Sarcoplasmático (RS) Células musculares Gradientes iônicos e potenciais elétricos Contração Muscular http://www.monografias.com/trabajos14/miofibrillas/miofibrillas.shtml
Retículo Sarcoplasmático e Contração Muscular Contração muscular JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 131
Retículo Endoplasmático (RE) RER Presença de Ribossomos; Lâminas achatadas dispostas paralelamente; Dilatação da cavidade, diretamente relacionada à atividade do RER; Síntese de Proteínas. REL Ausência de Ribossomos; Vesículas Globulares, como túbulos contorcidos; Metabolismo de Lipídios; Glicogenólise; RS Gradiente Iônico Contração Muscular
RE e Doenças Há uma lista com + de 2.000 doenças associadas ao mal-funcionamento de RE, disponível em: http://www.lookfordiagnosis.com/results.php? symptoms=doen%c3%a7as+relacionadas+a o+ret%c3%adculo+endoplasm%c3%a1tico. &lang=3&parent=/&mode=f Dentre elas: anemias, amnésias, esquizofrenias, Doença de Chron, linfomas.
Complexo ou Aparelho de Golgi (AG) http://dicasdeciencias.com/
Aparelho de Golgi (AG) 1898: Camilo Golgi Tecido Nervoso Tetróxido de Ósmio ML estrutura enovelada e de forma irregular JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 216
Aparelho de Golgi (AG) Cisternas: Sáculos Membranosos, empilhados, achatados e sem comunicação física; 3 8 sáculos; algas pardas: 20 sáculos. Cada pilha apresenta curva: Face Trans, Distal (Côncava) Membrana Plasmática Face Cis, Proximal (Convexa) Retículo Endoplasmático http://complexowill.blogspot.com.br/2010/01/complexo-de-golgi.html
Aparelho de Golgi (AG) Vesículas Transportadoras vesículas esféricas associadas ao AG. Transportam: RE AG Entre cisternas no AG AG outras organelas Vesículas + AG = DICTIOSSOMO http://complexowill.blogspot.com.br/2010/01/complexo-de-golgi.html
Aparelho de Golgi (AG) Localização Variável: tipo e função celular: Ex1.Células Secretoras: muito desenvolvido, situado entre núcleo e grânulos de secreção; Ex2. Neurônios: espalhados pelo citoplasma; http://pt.wikipedia.org/wiki/complexo_de_golgi
AG Composição Química a) Membranas - Lipídios 35-40% fosfolipídios - Proteínas 60-65% enzimas, proteínas estruturais e transferases - Conteúdo enzimático específico para cada compartimento do AG Compartimento Rede Gogi cis Cisterna cis Cisterna média Cisterna trans Rede Golgi trans Conteúdo enzimático Fostatase Manosidases I Manosidases II e III N-acetilglicosamina transferase Galactosiltransferase Fosfatase ácida, tiamina pirofosfatase (TPPase), nucleosídeo fosfatase (NDPase), sialiltransferase, sulfotransferase
AG Composição Química b) Luz das cisternas do Aparelho de Golgi - Carboidratos: monossacarídeos (glicose, galactose, manose, frutose, ácido siálico, xilose e N-acetilglicosamina) - Polissacarídeos (pectina, hemicelulose - células vegetais e glicosaminoglicanas - células animais) - Proteínas de secreção: conteúdo varia com o tipo celular estudado
AG - Funções Transporte, seleção e endereçamento de substâncias secretadas da célula Vesículas do RE, fundem ao AG Compartimento Intermediário RE-AG RE-AG movem-se em direção à Cisterna Cis do AG microtúbulos; Proteínas sofrem modificações nas cisternas médias; Atingem Cisternas trans e são secretadas.
AG - Funções Sintese de Proteínas, Lipídios e Polissacarídeos: Síntese de proteinas, lipídios e adição de novos açúcares, cuja a composição varia de acordo com o polímero que está sendo sintetizado. http://mundodabioquimica.blogspot.com.br/2011/08/mapa-metabolico-sobre-o-processo-de.html
Síntese de Proteínas, Lipídios e Polissacarídeos AG - Funções JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 222
AG - Funções Formação do Acrossomo: Proteases e Glicosidases (enzimas hidrolíticas) do acrossomo são sintetizadas na luz do AG; Essas enzimas facilitam a penetração do espermatozóide no ovócito II, por digestão da zona pelúcida. http://www.alunosonline.com.br/biologia/gametogenese.html http://www.sobiologia.com.br/conteudos/citologia/cito20.php
AG - Funções Formação de membranas celulares: A vesícula, após liberar seu conteúdo, apresenta a fusão das membranas; Aumento da área da superfície celular; http://www.dbi.ufla.br/ledson/lbmp/vacuo16.htm
AG e Doenças
AG e Doenças Há uma lista com + de 100 doenças associadas ao mal-funcionamento de AG, disponível em: http://www.lookfordiagnosis.com/results.php? symptoms=aparelho+de+golgi%3b%20compl exo%20de%20golgi&lang=3&parent=%2f&m ode=f Dentre elas: esclerose, erros inatos do metabolismo de carboidratos, doença do aparelho lacrimal...
Características Morfológicas e dimensões muito variáveis; 5% do volume da Célula; Presentes em todas células animais (exceto hemácias); Nas células vegetais, os vacúolos desempenham o papel do lisossomo; Lisossomos JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 224
Envoltos por membrana; Lisossomos Contêm enzimas hidrolíticas (> 40 tipos), com atividade máxima em ph ácido hidrolases ácidas. Intrinsecamente à membrana complexo enzimático, ATPase bomba de prótons. http://biologiaucs.blogspot.com.br/2011/07/lisossomos-do-grego-lise-quebra.html
Lisossomos Oligossacarídeos luminais (voltados para o lúmen, interior do lisossomo) proteção contra ação das enzimas; ph Citosol = neutro proteção em caso de rompimento dos lisossomos Transporte de cistina Cadeias Polipeptídicas que quebram o ATP e compõe o complexo ATPase ficam voltadas para o citosol, enquanto aquelas pelas quais os prótons se difundem ficam mergulhadas na bicamada lipídica. Transporte de ácido siálico JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 225
Lisossomos - Funções Digestão Intracelular: Via endocítica; Via autofágica ou fagocítica;
Lisossomos - Funções JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 226
Lisossomos e Doenças Há uma lista com 14 doenças associadas ao mal-funcionamento de lisossomos, disponível em: http://www.lookfordiagnosis.com/results.ph p?lang=3&parent=%2f&symptoms=lisoss omos&diagnosis=doen%e7as&mode=f
Lisossomos e Doenças
Lisossomos e Doenças Cistinose: Renal; Mutação no gene que codifica a cistinosina. Doença de Salla: Atraso psicomotor, hepatomegalia... Mutação no gene que codifica sialina JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 225
Acessem: http://www.johnkyrk.com/cellindex.pt.html
http://iecdpgolhosdafe.webnode.com.br/forum/
Bibliografia Sugerida ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artmed, 3ª. Edição, 2001. capítulos 12, 13, 14, 16 JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. Capítulos 7 e 10 CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula 2001. São Paulo: Manole, 2001. De ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.