I - A célula
1.3 Principais comportamentos da célula eucariótica
As células eucarióticas apresentam comportamentos internos, também chamados de organelas, envoltos por membrana muito semelhante à membrana plasmática, formando um sistema de endomembranas.
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Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas de forma arredondada ou alongada presentes no citoplasma das células eucariontes.
Nessas organelas ocorre a respiração aeróbica. Por esse processo, a célula obtém energia para suas atividades.
A respiração celular é, em linhas gerais, uma queima controlada de substâncias orgânicas, por meio da qual a energia contida no alimento é gradualmente liberada e transferida para moléculas de ATP.
Essas organelas possuem duas membranas, uma interna e outra externa, que envolvem um espaço interno denominado matriz mitocondrial.
As membranas mitocondriais, como as demais membranas celulares, são bicamadas de fosfolipídios, contendo pequenas quantidades de outros lipídios.
Entretanto, a composição química das membranas interna e externa é ligeiramente diferente.
A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um líquido viscoso, onde estão presentes diversas enzimas, DNA, RNA, pequenos ribossomos.
Muitas das organelas envoltas por membranas, incluindo o RE, o aparelho de Golgi e as mitocôndrias são mantidas em seus locais relativos na célula por ligações ao citoesqueleto, especialmente aos microtúbulos.
Os filamentos do citoesqueleto fornecem vias para o movimento das organelas e para o direcionamento do tráfego de vesículas entre elas.
Esses movimentos são dirigidos por proteínas motoras que utilizam a energia da hidrólise da ATP para propulsionar as organelas e vesículas ao longo dos filamentos.
Em média, as organelas envoltas por membranas ocupam, juntas, aproximadamente metade do volume de uma célula eucariótica, e a quantidade total de membranas associadas a elas é enorme.
Funções das principais organelas citoplasmáticas:
Compartimento |
Principal função |
Núcleo |
Contém o genoma principal; síntese de DNA e RNA. |
Retículo Endoplasmático |
Síntese da maior parte dos lipídeos; síntese de proteínas para distribuição às várias organelas e à membrana plasmática. |
Aparelho de Golgi |
Modificação, distribuição e empacotamento de proteínas e lipídeos para as suas secreções ou entrega para outra organela. |
Lisossomos |
Degradação intracelular. |
Mitocôndrias |
Síntese de ATP e fosforilação oxidativa. |
Peroxissomos |
Oxidação de moléculas tóxicas. |
Cloroplastos (somete em células vegetais) |
Síntese de ATP e fixação de carbono (fotossíntese). |
Peroxissomos
Os peroxissomos são pequenas organelas envoltas por uma membrana simples.
Eles contêm enzimas utilizadas em uma variedade de reações oxidativas que degradam lipídeos e destroem moléculas tóxicas.
Além de enzimas para digerir gorduras e aminiácidos, os peroxissomos contêm grande quantidade de catalase, enzima que converte peróxido de hidrogênio (H2O2) em água e gás oxigênio.
Os tipos de enzima presentes nos peroxissomos sugerem que, além da digestão, eles participem da desintoxicação da célula.
O peróxido de hidrogênio, que se forma normalmente durante o metabolismo celular, é tóxico e deve ser rapidamente eliminado.
Lisossomos
Os lisossomos são bolsas membranosas que contêm enzimas digestivas capazes de degradar as organelas esgotadas, bem como macromoléculas e partículas captadas pela célula por endocitose.
No seu caminho para os lisossomos, os materiais endocitados devem passar primeiro por uma série de compartimentos chamados de endossomos, os quais distribuem algumas das moléculas ingeridas e as reciclam de volta para a membrana plasmática.
As principais enzimas digestivas dos lisossomos são hidrolases ácidas: nucleares, proteases, glicosidases, lípases, fosfatases, sulfatases, fosfolipases.
Elas são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso, de onde migram para o aparelho de Golgi.
Nessa organela, as enzimas são acondicionadas nas bolsas lisossômicas e liberadas no citoplasma.
Aparelho de Golgi
O aparelho de Golgi, situado normalmente próximo ao núcleo, recebe proteínas e lipídeos do RE, os modifica e, então, os despacha para outros destinos na célula. No microscópio eletrônico, o aparelho de Golgi aparece como pilhas de sacos membranosos achatados, cada uma delas denominadas de dictiossomo.
No Golgi, as substâncias são transformadas, empacotadas e finalmente remetidas para outras regiões da célula ou para o meio extracelular. Proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso passam pelo aparelho de Golgi onde sofrem modificações e são enviadas aos locais onde desempenharão suas funções.
O aparelho de Golgi desempenha papel fundamental na secreção de substâncias úteis ao organismo, processo denominado secreção celular. Praticamente, todas as nossas células fabricam e secretam proteínas que atuarão no meio externo.
Exemplos:
As enzimas digestivas produzidas pelas células do pâncreas são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso e enviadas ao aparelho de Golgi.
Aí são empacotadas em pequenas bolsas membranosas que se desprendem dos dictiossomos e migram para o pólo celular voltado para a cavidade pancreática.
Quando há alimento para ser digerido, vesículas cheias de enzimas deslocam-se até a membrana plasmática, fundem-se com ela e eliminam seu conteúdo para o canal do pâncreas. Através deste, as enzimas chegam até o intestino delgado, onde participam da digestão dos alimentos.
Outro exemplo do papel secretor do aparelho de Golgi ocorre nas células produtoras de muco, substância lubrificante que recobre os revestimentos internos de nosso corpo.
O muco é constituído por moléculas de glicídios e proteínas (glicoproteínas), que se combinam quimicamente no interior dos sacos do aparelho de Golgi.
Vesículas contendo muco são constantemente liberadas e expedidas pelas células mucosas, lubrificando a superfície das células adjacentes.
Retículo Endoplasmático
A membrana nuclear externa é contínua à membrana do retículo endoplasmático (RE), sendo um sistema contínuo de sacos e tubos de membrana interconectados e que, frequentemente, se estende pela maior parte da célula.
O retículo endoplasmático é o principal sítio de síntese de novas membranas na célula. Grandes áreas desse sistema possuem ribossomos ligados à superfície citosólica, sendo consequentemente chamado de retículo endoplasmático rugoso. Os ribossomos estão ativamente engajados na síntese de proteínas que são liberadas no lúmen do retículo endoplasmático ou na membrana do RE.
O retículo endoplasmático liso é relativamente escasso na maioria das células porém, é altamente desenvolvido em outras para realizar funções particulares: ele é o sítio de síntese dos hormônios esteróides em células da glândula adrenal, por exemplo, síntese de lipídios como colesterol.
Núcleo
O núcleo de todas as células eucarióticas possui estrutura semelhante. São envoltos por uma membrana dupla, a carioteca ou envoltório nuclear, a qual se comunica com o citosol pelos poros nucleares.
O núcleo contém a cromatina que é um conjunto de fios denominado cromossomos. Um cromossomo é formado por uma única molécula de DNA, muito longa, associada a moléculas de proteína. O núcleo também contém um ou mais corpos densos denominados nucléolos.
Nucléolo
Os nucléolos, geralmente são arredondados, constituídos por fios de proteína e por ribossomos em processo de formação e amadurecimento.
Depois de maturos, os ribossomos saem do núcleo pelos poros do envoltório nuclear e, no citoplasma participam da síntese de proteínas.
