Biologia Celular - bb.cruzeirodosulvirtual.com.br · Teoria Celular Em meados do século XIX (1831)...

Biologia Celular

Material Teórico

Responsável pelo Conteúdo:Prof. Dr. Leandro Francisco do Carmo

Revisão Textual:Prof. Esp. Claudio Pereira do Nascimento

A Biologia Celular; Estruturas e Funções das Organelas Celulares

• Contextualização Histórica da Biologia Celular

• Teoria Celular

• Estrutura Celular

• Carboidratos

· Contextualizar historicamente o desenvolvimento da biologia celular.

· Apresentar ao aluno a estrutura e funcionamento da membrana plasmática e as organelas membranosas do citoplasma celular.

· Identificar a relação entre estrutura, morfologia e função das organe-las celulares.

· Identificar a integração entre os componentes celulares.

OBJETIVO DE APRENDIZADO

A Biologia Celular; Estruturas e Funções das Organelas Celulares

Orientações de estudoPara que o conteúdo desta Disciplina seja bem

aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas:

Assim:Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como o seu “momento do estudo”.

Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.

No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.

Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.

Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte

Mantenha o foco! Evite se distrair com

as redes sociais.

Mantenha o foco! Evite se distrair com

as redes sociais.

Determine um horário fixo

para estudar.

Aproveite as indicações

de Material Complementar.

Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma

Não se esqueça de se alimentar e se manter hidratado.

Aproveite as

Conserve seu material e local de estudos sempre organizados.

Procure manter contato com seus colegas e tutores

para trocar ideias! Isso amplia a

aprendizagem.

Seja original! Nunca plagie

trabalhos.

UNIDADE A Biologia Celular; Estruturas e Funções das Organelas Celulares

Contextualização Histórica da Biologia CelularA biologia, como todas as ciências, é viva, dinâmica, e se reconstrói a cada

avanço, seja dela própria, de outras ciências e de novas tecnologias. A criação da biologia celular é um exemplo clássico de como os avanços tecnológicos propiciaram o surgimento e o incremento desta ciência.

Figura 1Fonte: Wikimedia Commons

Os antigos filósofos e estudiosos como Aris-tóteles (334 – 322 a.C.), afirmavam que os di-versos organismos vivos eram constituídos por fatores muito parecidos, mesmo tendo como parâmetro apenas características macroscó-picas, as quais eram possíveis de serem ana-lisadas a olho nu. Dessa forma estabeleceu e publicou uma das primeiras classificações dos seres vivos, baseado em movimentos; os que se moviam (animais) os que não se moviam (ve-getais). Teofrasto (371 – 287 a.C.) um de seus discípulos, classificou mais de 500 vegetais ba-seado em seu crescimento (árvores, arbustos, subarbustos e ervas)

Aristóteles (334 – 322 a.C.)

Já em 1500 d.C., na época das grandes navegações, os europeus além de espe-ciarias das índias, traziam vários produtos do oriente, incluindo sedas e outros tecidos, para verificar a qualidade da trama, os comerciantes utilizavam lentes de aumento.

Um fabricante de lentes da época, Hans Jansem teve um filho em 1585, Zacharias Jansem, e juntos em 1590, construíram um tubo e duas lentes, chamado depois de microscópio composto em 1590.

Zacharias Janssen nasceu em Haia, na Bélgica mas cresceu em Middelburg Holanda, onde era notório por vender óculos nas ruas e por causa disso tinha muitos problemas com as autoridades locais. Trabalhava “porta a porta” com outro fabricante de óculos, Hans Lippershey que também pediu para si a invenção do telescópio e do microscópio.

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Figura 2 - MicroscópioFonte: Wikimedia Commons

Jan Swammerdam

Figura 3 - Jan Swammerdam (1637- 1680) Fonte: Wikimedia Commons

Jan Swammerdam (1637- 1680) foi um dos pioneiros que utilizou o microscópio para estudar o corpo humano, ele foi o primeiro a observar os glóbulos vermelhos e a descrever estruturas da medula raquidiana, pulmões e cérebro. Filho de um farmacêutico em Amsterdam possuidor de um famoso acervo de história natural. Foi um grande corroborador dos princípios de Descartes quanto ao abordar a natureza.

Robert Hooke

Figura 4 - Robert Hooke (1635 -1703)Fonte: Wikimedia Commons

Robert Hooke (1635 -1703) um ícone na Ciência inglesa, foi peça fundamental da revolução Científica do século XVII e uma das figuras chave da revolução científica.

Aos 13 anos de idade, seu pai suicidou-se e Hooke se mudou para Londres onde conheceu o Reitor da Universidade de Oxford, o DoutorBusdy, que além de orientador, tornou-se umgrande amigo e um grande incentivador desua carreira.

Hooke foi nomeado Professor na Gresham College na cadeira de geometria em 1665.

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Robert Hooke inventou o microscópio composto de três lentes sendo uma ocular, uma objetiva e entre elas, uma lente de campo.

Aos 28 anos, em 1665, este cientista publicou o Livro Micrographia, uma obra que contêm 57 descrições de materiais observados no microscópio que ele mesmo montou e outras três de seu telescópio.

Nesse trabalho o autor faz desenhos fidedignos a várias amostras observadas de objetos comuns, fazendo uma sistematização e ordenação segundo a uma hierarquia de complexidade, desde matérias artificiais, como tecidos e malhas, inertes como flo-cos de neve e gelo, partes de animais, como patas e olhos de insetos, e materiais vegetais, como carvão e o icônico corte de cortiça, no qual Hooke observa espaços vazios, por estar observando um tecido ve-getal morto, circundado pela parede celular. A esses espaços o pesquisador dá o nome de célula, sendo a primeira vez que este termo é utilizado. Mais que

suas gravuras e descrições, essa obra se torna emblemática pela utilização de ins-trumentos nas descrições científicas, trazendo avanços a diversos ramos da ciência.


Anton Van Leeuwenhoek

Antonie Van Leeuwenhoek (1632 – 1723) considerado o pai da microbiologia, colaborou significativamente para o aperfeiçoamento do microscópio, o que o possibilitou suas observações em biologia celular, descrevendo estruturas de células vegetais e implementando a nomenclatura de glóbulos, sendo o primeiro a descrever as fibras musculares e a observar o fluxo de sangue nos capilares de peixes.

Este cientista construiu microscópios com lentes biconvexa, possibilitando um aumento de cerca de 200 vezes.


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Era um comerciante de tecidos e cons-trutor de microscópios. Ao observar uma gota de água ao microscópio notou pe-quenos organismos, aos quais denominou de animálculos, o que mais tarde seriam conhecidos como protozoários, colabo-rando para refutar a teoria da Geração Espontânea para os seres chamados in-feriores. Afirmou que “os seres inferiores (microrganismos) que estão presentes em um recipiente exposto ao ar não apare-ciam espontaneamente, mas eram tra-zidos pelo ar, vento e chuvas, revolucio-nando os conhecimentos da época.

Figura 7 - Antonie Van Leeuwenhoek (1632 – 1723)Fonte: Wikimedia Commons

Animálculos de Anton van Leeuwenhoek: https://goo.gl/ZbFpyk

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Teoria CelularEm meados do século XIX (1831) o botânico Mathias Jakob Schleiden e o

zoólogo Theodor Schiwann, ambos alemães publicam a Teoria Celular, que basicamente afirma que todos os seres vivos são constituídos por células, sendo esta a unidade funcional da vida, esta teoria se baseia em três premissas:

Figura 8 - Mathias Jakob SchleidenFonte: Wikimedia Commons

Figura 9 - Theodor SchiwannFonte: Wikimedia Commons

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• “A vida existe somente nas células”: A célula é a unidade funcional da vida, não apenas constituintes dos seres vivos, mas é nela que ocorrem todas as reações químicas necessárias para a vida.

• “As células provêm somente de células preexistentes”: uma célula se origina somente de outras células ocorrendo assim a transmissão de material genético.

• “A célula é a unidade de reprodução e transmissão das características hereditárias.” Os caracteres hereditários são transmitidos de uma célula mãe para as células filhas através da reprodução.

Um século e meio foi o tempo entre a primeira observação e descrição da célula e a formulação da Teoria Celular, nesse meio tempo muito conhecimento foi produzido por outros cientistas na tentativa de decifrar a estrutura e o funcionamento da célula.

Estrutura CelularMembranas Celulares

Todas as membranas celulares são formadas por uma dupla camada contínua de lipídeos com proteínas. Tais moléculas são mantidas unidas, prioritariamente, por interações hidrofóbicas. Em uma estrutura chamada de “mosaico fluido”, sendo que sua fluidez é observada pela mobilidade dos componentes em sua estrutura.

A membrana celular possui várias funções, que podemos resumir da seguinte forma:

• separar o meio intracelular do extracelular, delimitando a célula;

• é a principal responsável pela penetração e saída de substâncias da célula: substâncias adequadas são selecionadas e transferidas para dentro da célula; já as substâncias desnecessárias são impedidas de penetrar ou, então, eliminadas do citoplasma;

• mantém a constância do meio intracelular;

• tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, graças a receptores específicos em sua superfície. A resposta pode ser contração ou movimento celular, inibição ou estimulação da secreção, síntese de anticorpos, proliferação mitótica e outras.

Quanto à composição, a membrana plasmática, assim como as demais membranas que compõem as organelas celulares (RER, membrana nuclear, mitocôndria, complexo de Golgi e outras) são constituídas principalmente de lipídios, proteínas e carboidratos, mas a proporção destes componentes varia muito, conforme o tipo de membrana.

As membranas da bainha de mielina que recobrem as fibras nervosas e têm o papel de isolante elétrico contêm 80% de lipídios, enquanto as membranas mitocôndrias internas, metabolicamente muito mais ativas, contêm apenas 25% de lipídeos.

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Lipídeos de Membrana

Os lipídeos mais abundantes das mem-branas celulares contêm radical fosfato e, portanto, são chamados de fosfolipídeos. São macromoléculas que possuem porções polares e porções apolares (afispáticas), uma região hidrofílica, “cabeça polar”, que con-tém o radical fosfato e, uma região hidro-fóbica, com duas cadeias lineares de ácidos graxos “caudas apolares”.

Nas membranas, os lipídeos se dispõem de forma a manter as porções hidrofóbicas voltadas para o interior da bicamada e as porções hidrofílicas voltadas para o exterior da bicamada.

Eicosanóides: https://goo.gl/9KLuOs

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Alguns lipídeos de membrana estão ligados a carboidratos e são denominados Glicolipídeos, seus glicídios estão na região hidrofílica. São componentes de muitos receptores da superfície celular.

As membranas de células animais contêm colesterol; já as membranas de células vegetais possuem outros esteróis e as células procariontes não contêm esteróis, salvo raras exceções.

Esse lipídeo é formado por quatro anéis hidrofóbicos ligados entre si em uma cadeia linear possuindo 8 ou mais C e uma região hidrofílica, que contém um grupo hidroxila (OH).

Grande parte da molécula (a região hidrofóbica) fica dentro da camada lipídica e a poção menor (região hidrofílica) fica voltada para as superfícies da membrana. O colesterol é responsável pela fluidez da estrutura da membrana; quanto maior a sua quantidade, menos fluidez terá esta membrana.

O modelo do mosaico fluído, que representa a membrana, assume o “mosaico” pela constituição de vários elementos e a característica “fluída”, devido à capacidade de movimentação, dos diferentes componentes na estrutura da membrana.

Possui duas camadas de fosfolipídios contínuas, nas quais estão inseridas moléculas protéicas.

As moléculas de camada dupla de lipídeos estão organizadas com suas cadeias apolares (hidrofóbicas) voltadas para o interior da membrana, enquanto as cabeças polares (hidrofílicas) estão voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma, que são meios aquosos.

Figura 10Fonte: Wiley-Liss, 1997

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Essas duas camadas lipídicas estão associadas devido à interação hidrofóbica de suas cadeias apolares (as micelas lipídicas ficam unidas também devido à interação hidrofóbica).

Colesterol

Fibras do citoesqueleto

Glicolipídio

Proteínas periféricas

Proteínas integrais

OligossacarídeoGlicoproteína

Figura 11Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images

Este modelo explica todos os dados experimentais conhecidos, que mostram que as proteínas se deslocam com muita facilidade no plano da membrana e é um modelo válido para todas as membranas celulares.

Proteínas de Membrana

As proteínas das membranas ficam mergulhadas na camada lipídica, de tal modo que os resíduos hidrofóbicos das proteínas estão no mesmo nível das cadeias hidrofóbicas dos lipídeos e os resíduos hidrofílicos das proteínas ficam na altura das cabeças polares dos lipídeos, em contato com o meio extracelular ou com o citoplasma.

Cada tipo de membrana tem suas proteínas características que são responsáveis pela atividade metabólica dessas membranas (transporte de íons e de moléculas polares, a interação com os hormônios e a transdução de sinais). Cerca de 70% das proteínas das membranas são integrais, que corresponde à maioria das enzimas, glicoproteínas responsáveis pelos grupos sanguíneos, proteínas transportadoras e receptoras de hormônios e drogas.

As proteínas da membrana podem ser divididas em dois grandes grupos: as intrínsecas (integrais) e as extrínsecas (periféricas). No primeiro grupo, temos proteínas que atravessam toda a camada lipídica, denominadas proteínas transmembrana que, fazendo saliência em ambas as superfícies da membrana, podem atravessar a camada lipídica mais de uma vez (proteínas transmembrana de passagem múltipla).

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As células se reconhecem. Existe um grupo de glicoproteínas na superfície da membrana plasmática, denominadas complexo principal de histocompatibilidade ou MHC (major histocompatibility complex). O MHC é responsável pela distinção do que é próprio e do que não é próprio do organismo, muito importante para o sistema imunológico.

CarboidratosOs carboidratos fazem parte das glicoproteínas, glicolipídeos e proteogli-

canas. Na membrana plasmática, os carboidratos ficam voltados para o meio extracelular e formam uma camada denominada “glicocalice” (glicocalix), que possui várias funções:

• Proteção da superfície das células de possíveis lesões mecânicas e químicas;

• Como os oligossacarídeos e polissacarídeos do glicocalix adsorvem água, eles conferem à célula uma superfície lisa que auxilia as células móveis tais como os leucócitos a abrir caminho por meio de espaços estreitos, impedindo também células sanguíneas de grudarem uma as outras ou às paredes dos vasos sanguíneos;

• Relaciona-se ao sistema imunológico dando à célula uma marca, uma identidade. Exemplo: sistemas sanguíneos ABO e Rh e MHC;

• Processos de adesão entre o óvulo e o espermatozoide.

Transporte de Membrana

Os compostos hidrofóbicos como ácidos graxos, hormônios esteroides e anestésicos atravessam facilmente a MP, já os compostos hidrofílicos atravessam a membrana plasmática com mais dificuldade, precisando ser transportados por intermédio de proteínas específicas de transporte, como as proteínas carreadoras e as proteínas canais (canais iônicos).

Algumas moléculas de baixo peso molecular como a água, o O2 e o CO2 também atravessam a bicamada de fosfolipídeo da membrana com facilidade. Já os íons como Na+, o K+, Ca++, Cl-, Fe++ e outros não atravessam a bicamada de fosfolipídeo devido a suas características químicas, com cargas positivas e negativas.

A glicose, que é hidrofílica e não tem baixo peso molecular, também não passa pela bicamada de fosfolipídeo, e precisa de uma proteína específica de transporte, a proteína carreadora, assim como os aminoácidos também precisam de proteínas carreadoras específicas.

Para que as moléculas ultrapassem a membrana plasmática, ocorrem mecanismos que podem ser:

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• Transporte Passivo – no qual não há gasto de energia e a difusão ocorre a favor do gradiente de concentração. A distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a agitação térmica das moléculas do soluto. Substâncias hidrofóbicas como os ácidos graxos e vitaminas lipossolúveis e gases como O2 e CO2 são transportados diretamente pela bicamada fosfolipídica. Os íons, por serem eletricamente carregados, passam por canais iônicos, formados de proteínas transmembrana, denominadas proteína canal;

• Difusão Facilitada – também não há gasto de energia e a difusão ocorre a favor do gradiente de concentração. No entanto, as substâncias transportadas são bem maiores do que na difusão passiva. Glicose e aminoácidos são trans-portados por proteínas transmembrana denominadas proteínas carreadoras ou permeases. São chamadas de permeases pois, assim como as enzimas, possuem um sítio ativo, local onde se liga a molécula a ser transportada;

• Transporte Ativo – nesse tipo de transporte, há gasto de energia (ATP) e o transporte ocorre contra o gradiente de concentração, sendo que somente íons são transportados por proteínas carreadoras que recebem o nome de bomba, a exemplo da bomba de sódio – potássio (Na+/K+);

• Transporte Impulsionado por Gradiente Iônico (Transporte Ativo Secundário) – neste caso, uma proteína carreadora transporta Na+ e glicose ao mesmo tempo, na mesma direção, para dentro da célula. Esta proteína não gasta ATP, mas o forte gradiente eletroquímico favorável à entrada do Na+ é criada por bombas de Na+, que consomem ATP, para mandar o Na+ para fora da célula contra o gradiente de concentração;

• Fagocitose – neste processo ocorre o englobamento de partículas sólidas pela membrana plasmática, por projeções denominados de pseudópodos. Os macrófagos (células brancas ameboides) do sistema imunológico fagocitam bactérias patogênicas e outras células e substâncias estranhas (toxinas e venenos) ao nosso organismo;

• Pinocitose – ao contrário da fagocitose, é caracterizado pela invaginação da membrana, puxando assim, soluções extracelulares. Pode servir como um sistema de transporte por meio de uma célula.

Tanto a fagocitose como a pinocitose são denominadas endocitoses, antago-nicamente ao processo de exocitose ou clasmocitose, quando a célula “expulsa” algum tipo de material intracelular.

Especializações da Membrana Plasmática

As microvilosidades são projeções citoplasmáticas na superfície celular responsáveis pela ampliação da superfície celular que visa as trocas entre a célula e o meio. Estão presentes nas células epiteliais de absorção do intestino delgado, no qual aumentam a superfície de absorção de nutriente e dos túbulos proximais dos rins.

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Figura 12

Recobrindo externamente a vilosidade, existe um glicocalix desenvolvido, principalmente no intestino. O tamanho e a densidade das microvilosidades varia conforme o tipo celular.

Epitélio de revestimento intestinal: https://goo.gl/so51RJ

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Desmossomos Os desmossomos (do grego desmos, ligação, e somatos, corpo) é a principal

estrutura de união entre as células. Podemos comparar um desmossomo a um botão de pressão constituído por duas metades que se encaixam, estando uma metade localizada na membrana de uma das células e a outra na célula vizinha.

Em cada célula existe uma placa circular de proteína, situada bem junto à membrana, desta partem substâncias colantes, chamadas desmogleínas, atravessando as membranas e unindo as células na região de contato. As placas também estão ligadas a um grande número de filamentos de queratina.

Os desmossomos promovem a adesão intercelular ancorando os filamentos intermediários do citoesqueleto de uma célula aos da célula adjacentes. São formados juntos a proteínas transmembranas, as caderinas.

Esta ligação necessita de Ca++ no espaço intercelular. Estão presentes em células que sofrem tração, como as células do epitélio do tubo digestório.

Caso os níveis de Ca++ diminuam muito no espaço intercelular, as células perdem a capacidade de adesão e se descolam, o que pode causar metástases.

InterdigitaçõesEm células de vários tecidos, é comum observarmos a ocorrência de

pregueamento entre as membranas plasmáticas de duas células adjacentes. Essas pregas, conhecidas como interdigitações, são responsáveis por ampliar a superfície de contato entre as células, promovendo maior adesão celular e, ainda, facilitam a passagem de substâncias entre elas.

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Retículo Endoplasmático

O Retículo Endoplasmático é um sistema de comunicação interna das células. É formado por várias membranas, criando canais que se estendem do citoplasma até a carioteca (membrana que envolve o núcleo celular).

Dentro do retículo, várias substâncias são carregadas de um ponto até outro, dependendo da necessidade. Por exemplo, as vesículas produzidas no complexo golgiense, contendo enzimas, são transportadas pelo retículo endoplasmático até a membrana celular. Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular).

O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplas-ma, é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomos – aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol).

Interdigitações

Membrana celular

Núcleo

Figura 13 - Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

O RER é mais encontrado em células secretoras, como o pâncreas. As proteínas sintetizadas nos ribossomos penetram no interior do RER, de onde são secretadas para o exterior da célula ou para partes da célula como o complexo de Golgiense, o núcleo e as mitocôndrias. Esta organela também tem a função de síntese de glicoproteínas.

O retículo endoplasmático liso (REL) é uma organela constituída de membrana simples desprovida de ribossomos, que forma túbulos que se intercomunicam.

Muito desenvolvido em células que exportam materiais, como as células que secretam hormônios ou as células hepáticas, no interior do REL, ocorre a síntese de ácidos graxos, fosfolipídios, colesterol e lecitinas, os principais componentes lipídicos de todas as membranas celulares. Também produzem hormônios esteroides (testosterona e os estrógenos).

Em células hepáticas, enzimas presentes em seu interior podem inativar ou desintoxicar uma variedade de substâncias químicas, incluindo álcool, medicamentos, pesticidas e agentes carcinogênicos (agentes causadores de câncer).

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Já nas células musculares, o REL guarda o ATP, molécula que armazena energia, que será utilizada nos movimentos.

Carioteca

Retículoendoplasmático

rugoso Retículoendoplasmáticoliso

Núcleo

Figura 14Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons

Complexo Golgiense

O nome Golgiense é derivado do nome de seu descobridor, Camilo Golgi, médico histologista italiano que viveu entre 1843 e 1926.

O aparelho de gongiense está presente em praticamente todas as células eucariontes e consiste em um sistema de bolsas membranosas achatadas, empilhadas como pratos. Cada uma dessas pilhas recebe o nome de dictiossomo.

Nas células animais, os dictiossomos geralmente se encontram reunidos em um único local, próximo ao núcleo; já nas células vegetais, geralmente os dictiossomos se encontram espalhados por várias áreas do citoplasma.

Essas bolsas (dictiossomos) servem para receber proteínas ribossomais em forma de vesículas, provenientes do retículo endoplasmático.

O complexo golgiense (CG) possui um lado convexo, chamado de face cis, e outro côncavo, chamado de face trans. Pela parte convexa (face cis), fundem-se vesículas transportadoras que vêm do retículo endoplasmático, de modo antagônico; da face trans desprendem-se vesículas que levam moléculas que foram modificadas pelo CG.

Esta organela atua como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias para diversas partes da célula. Muitas das substâncias que passam pelo aparelho de gongiense serão eliminadas da célula (exocitose), indo atuar em diferentes partes do organismo, como, por exemplo, as enzimas digestivas produzidas e eliminadas pelas células de diversos órgãos (estômago, intestino, pâncreas).

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Outras substâncias, tais como o muco que lubrifica as superfícies internas do nosso corpo, também são processadas e eliminadas pelo complexo golgiense.

Assim, o principal papel dessa estrutura citoplasmática é a eliminação de substâncias que atuam fora da célula, processo genericamente denominado secreção celular. Esta organela aparece mais em células secretoras de substâncias, como pâncreas, hipófise, tireóide e células presentes no intestino que geram o muco intestinal.

Enzimas digestivas do pâncreas, por exemplo, são produzidas no RER e levadas até as bolsas do complexo golgiense, onde são empacotadas em pequenas bolsas que se desprendem dos dictiossomos e se acumulam em um dos polos da célula pancreática.

Quando chega o sinal de que há alimento para ser digerido, as bolsas cheias de enzimas se deslocam até a membrana plasmática, fundem-se com ela e eliminam seu conteúdo para o meio exterior.

Vesículas secretoras deixando a rede trans

Vesículas de transferênciavinda do RER

Sacos de Goigi

Região Cis

Região Medial

Região Trans

Face Cis

Face Trans

Figura 15Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images

A produção de enzimas digestivas pelo pâncreas é apenas um entre muitos exemplos do papel dessa organela nos processos de secreção celular; praticamente todas as células do corpo sintetizam e secretam uma grande variedade de proteínas que atuam fora delas.

O CG desempenha um papel importante na formação dos espermatozoides, que contêm bolsas repletas de enzimas digestivas, que irão perfurar as membranas do óvulo e permitir a fecundação.

A bolsa de enzimas do espermatozoide maduro, originada no aparelho de Golgi, é o acrossomo (do grego acros, alto, topo, e somatos, corpo), termo que significa “corpo localizado no topo do espermatozoide”.

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Formação da Lamela Média em Células Vegetais

Nas plantas, o CG exerce a função de estruturação da lamela média, que é a pri-meira membrana que separa as células recém-formadas no processo de divisão celular.

Os dictiossomos armazenam grande quantidade do polissacarídeo pectina e, assim que ocorre a formação das células, este carboidrato é eliminado e depositado entre as células irmãs, formando a primeira separação entre ela.

Lisossomos

Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são vesículas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas.

Com origem no complexo golgiense, os lisossomos estão presentes em praticamente todas as células eucariontes.

As enzimas são produzidas no RER e migram para os dictiossomos, sendo identificadas e enviadas para uma região especial do CG, onde são empacotadas e liberadas na forma de pequenas vesículas.

Os lisossomos são organelas responsá-veis pela digestão intracelular. As vesículas formadas na fagocitose e na pinocitose, que contêm partículas capturadas no meio externo, fundem-se aos lisossomos, dando

origem a vesículas maiores, os fagossomos ou pinossomos, que também são de-nominadas de vacúolos digestivos; em seu interior, as substâncias originalmente presentes são digeridas pelas enzimas lisossômicas.

À medida que a digestão intracelular ocorre, as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas moléculas que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando para o citosol. Essas moléculas serão utilizadas na fabricação de novas substâncias e no fornecimento de energia à célula.

Eventuais restos do processo digestivo, constituídos por material que não foi digerido, permanecem dentro do vacúolo, que passam a ser chamados vacúolo residual.

Muitas células eliminam o conteúdo do vacúolo residual para o meio exterior. Nesse processo, denominado clasmocitose, o vacúolo residual encosta na membrana plasmática e funde-se com ela, lançando seu conteúdo para o meio externo.

Acrossomo

Núcleo

Centríolo

Flagelo

Mitocôndrias

Figura 16

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Autofagia

Todas as células praticam autofagia (do grego autos, próprio, e phagein, comer), digerindo partes de si mesmas com o auxílio de seus lisossomos.

Em determinadas situações, a autofagia é uma atividade puramente alimentar. Quando um organismo é privado de alimento e as reservas do seu corpo se esgotam, as células, como estratégia de sobrevivência no momento de crise, passam a digerir partes de si mesmas.

Partículaalimentar

MembranaPlasmática

RetículoEndoplasmáticoRugoso

Vesúcula deTransporte

Complexode Golgi

VacúoloDigestivo

Digestão

Lisossomas

Lisossomas

Fagocitose

Figura 17

No dia a dia da vida de uma célula, a autofagia permite destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de seus componentes moleculares.

O processo da autofagia se inicia com a aproximação dos lisossomos da estrutura a ser eliminada. Esta é cercada e envolvida pelos lisossomos, ficando contida em uma vesícula repleta de enzimas denominada vacúolo autofágico.

Por meio da autofagia, uma célula destrói e reconstrói seus constituintes, centenas ou até milhares de vezes. Uma célula nervosa do cérebro, por exemplo, formada em nossa vida embrionária, tem todos os seus componentes (exceto os genes) com menos de um mês de idade. Uma célula de nosso fígado, a cada semana, digere e reconstrói a maioria de seus componentes.

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Na silicose (“doença dos mineiros”), que ataca os pulmões, ocorre a ruptura dos lisossomos de células fagocitárias (macrófagos), com consequente digestão dos componentes e morte celular.

Certas doenças degenerativas do organismo humano são creditadas à liberação de enzimas lisossômicas dentro da célula; isso aconteceria, por exemplo, em certos casos de artrite, doença das articulações ósseas.

Peroxissomos

Peroxissomos são vesículas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo. Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem.

Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase. Esta enzima converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada (H2O2), água e gás oxigênio.

A água oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à célula.

Apesar das descobertas recentes envolvendo os peroxissomos, a função dessas organelas no metabolismo celular ainda é pouco conhecida. Entre outras funções, acredita-se que participem dos processos de desintoxicação da célula.

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Material ComplementarIndicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:

VídeosIntrodução a Citologiahttps://youtu.be/Gqlorz9nMaY

Historia da Microscopiahttps://youtu.be/-y0ddgq3wHQ

Bio é vida - Viagem à Célula (Vídeo UNICAMP)https://youtu.be/JEZE9ykJGpg

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ReferênciasALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.

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