COMPONENTES

CELULARES

Do Glicocálix ao Complexo de Golgi

Os limites da célula viva

Uma célula viva é um compartimento microscópico, isolado

do ambiente por pelo menos uma barreira: a membrana

plasmática.

Está é uma película extremamente fina e delicada, que

exerce severa “fiscalização” sobre todas as substâncias e

partículas que entram e saem da célula.

Os limites da célula viva

Dada a relativa fragilidade da membrana plasmática, a

maioria das células apresenta algum tipo de envoltório

que dá proteção e suporte físico à membrana.

Entre esses envoltórios destacam-se o glicocálix, presente

na maioria das células animais, e a parede celulósica,

presente em células de plantas e de algumas algas.

Glicocálix

Se isolássemos uma célula de nosso corpo, notaríamos que ela esta envolta por uma espécie de malha feita de moléculas de glicídios (carboidratos) frouxamente entrelaçadas.

Esta malha protege a célula como uma vestimenta: trata-se do glicocálix (do grego glykys, doce, açúcar, e do latim calyx, casca envoltório).

Diversas funções têm sido sugeridas para o glicocálix. Acredita-se que, além de ser uma proteção contra agressões físicas e químicas do ambiente externo, ele funcione como uma malha de retenção de nutrientes e enzimas, mantendo um microambiente adequado ao redor de cada célula.

Confere às células a capacidade de se reconhecerem, uma vez que células diferentes têm glicocálix formado por glicídios diferentes e células iguais têm glicocálix formado por glicídios iguais.

Parede celulósica

As células vegetais possuem um envoltório externo, espesso

e relativamente rígido: a parede celulósica, também

chamada membrana esquelética celulósica;

Células vegetais jovens apresentam uma parede celulósica

fina e flexível, denominada parede primária.

Parede celulósica

A parede primária é elástica, de modo a permitir o crescimento celular. Depois que a célula cresceu e atingiu o tamanho e a forma definitivos, forma-se a parede secundária, mais espessa e rígida.

A celulose que constitui a parede secundária é secretada através da membrana plasmática, e se deposita entre esta e a superfície interna da parede primária, na qual adere fortemente.

Constituição da parede celulósica

A parede das células vegetais é constituída por longas e resistentes microfibrilas do polissacarídeo celulose.

As microfibrilas celulósicas se mantém unidas por meio de uma matriz formada por glicoproteínas (proteínas ligadas a açucares), hemicelulose e pectina (polissacarídeos).

Constituição da parede celulósica

A estrutura molecular da parede celulósica aplica o

mesmo princípio do concreto armado, no qual

longas e resistentes varetas de ferro estão

mergulhadas em uma argamassa de cimento e

pedras.

Na parede celular, as microfibrilas de celulose

correspondem às varetas de ferro do concreto,

enquanto as glicoproteínas e os polissacarídeos da

matriz correspondem à argamassa.

Membrana plasmática Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte, apresenta

uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática.

A membrana plasmática é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível.

Foi somente após o desenvolvimento da microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada.

Nas grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras, delimitando o contorno de cada célula.

Constituição química da membrana

plasmática

Estudos com membranas plasmáticas isoladas

revelam que seus componentes mais abundantes

são fosfolipídios, colesterol e proteínas.

É por isso que se costumam dizer que as

membranas plasmáticas têm constituição

lipoprotéica.

Uma vez identificados os fosfolipídios e as proteínas como os principais

componentes moleculares da membrana, os cientistas passaram a

investigar como estas substâncias estavam organizadas.

O modelo do mosaico fluido

A disposição das moléculas na membrana plasmática foi

elucidada recentemente, sendo que os lipídios formam

uma camada dupla e contínua, no meio da qual se

encaixam moléculas de proteína.

A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência

oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente,

como se fossem peças de um mosaico.

Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e

Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido.

O modelo do mosaico fluido

Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da

membrana e as proteínas têm diversas funções.

As membranas plasmáticas de um eucariócitos contêm

quantidades particularmente grande de colesterol.

As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da

barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos

anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna

a bicamada lipídica menos fluida.

Funções das proteínas nas membranas

plasmáticas

As proteínas da membrana plasmática exercem grandes

variedades de funções: atuam preferencialmente nos

mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis

que permitem a passagem de substâncias para dentro e

para fora da célula, funcionam como receptores de

membrana, encarregadas de receber sinais de substâncias

que levam alguma mensagem para a célula, favorecem a

adesão de células adjacentes em um tecido, servem como

ponto de ancoragem para o citoesqueleto.

Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir

umas às outras.

Proteínas que facilitam o transporte de substâncias entre células.

Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como

um verdadeiro “selo marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células.

Proteínas receptoras de membrana.

Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando

um canal por onde passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto

de energia fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula

derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos

bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda vez

que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte ativo,

por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP.

Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como

enzima na membrana ou em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de

montagem” de uma determinada via metabólica.

Proteínas com função de ancoragem para o citoesqueleto.

Funções das proteínas nas membranas plasmáticas

Transporte pela membrana plasmática

A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade. Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto (partícula dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4 tipos:

Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto;

Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto;

Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto;

Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e alguns tipos de soluto

Transporte pela membrana plasmática

Nessa última classificação se enquadra a membrana

plasmática.

A passagem aleatória de partículas sempre ocorre de um

local de maior concentração para outro de concentração

menor (a favor do gradiente de concentração).

Isso se dá até que a distribuição das partículas seja

uniforme. A partir do momento em que o equilíbrio for

atingido, as trocas de substâncias entre dois meios tornam-

se proporcionais.

Transporte pela membrana plasmática

A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar:

Transporte passivo

Osmose

Difusão simples

Difusão facilitada

Transporte ativo

Bomba de sódio e potássio

Endocitose e exocitose

Fagocitose

Pinocitose

Citoplasma

Os primeiros citologistas acreditavam que o interior da

célula viva era preenchido por um fluído homogêneo e

viscoso, no qual estava mergulhado o núcleo. Esse

fluido recebeu o nome de citoplasma (do grego kytos,

célula, e plasma, aquilo que dá forma, que modela).

Hoje se sabe que o espaço situado entre a membrana

plasmática e o núcleo é bem diferente do que

imaginaram aqueles citologistas pioneiros. Além da

parte fluida, o citoplasma contém bolsas e canais

membranosos e organelas ou orgânulos

citoplasmáticos, que desempenham funções específicas

no metabolismo da célula eucarionte.

Citoplasma O fluido citoplasmático é constituído principalmente por água,

proteínas, sais minerais e açucares.

No citosol ocorre a maioria das reações químicas vitais, entre elas a fabricação das moléculas que irão constituir as estruturas celulares.

É também no citosol que muitas substâncias de reserva das células animais, como as gorduras e o glicogênio, ficam armazenadas.

Na periferia do citoplasma, o citosol é mais viscoso, tendo consistência de gelatina mole.

Essa região é chamada de ectoplasma (do grego, ectos, fora).

Na parte mais central da célula situa-se o endoplasma (do grego, endos, dentro), de consistência mais fluida.

Célula

Animal

Célula

vegetal

Célula

animal

Ciclose

O citosol encontra-se em contínuo movimento, impulsionado pela contração rítmica de certos fios de proteínas presentes no citoplasma, em um processo semelhante ao que faz nossos músculos se movimentarem.

Os fluxos de citosol constituem o que os biólogos denominam ciclose. Em algumas células, a ciclose é tão intensa que há verdadeiras correntes circulatórias internas.

Sua velocidade aumenta com elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas, assim como na falta de oxigênio.

Movimento amebóide

Alguns tipos de células têm a capacidade de alterar rapidamente a consistência de seu citosol, gerando fluxos internos que permitem à célula mudar de forma e se movimentar.

Esse tipo de movimento celular, presente em muitos protozoários e em alguns tipos de células de animais multicelulares, é chamado movimento amebóide.

Como são as organelas?

Algumas das organelas do citoplasma são membranosas,

isto é, são revestidas por uma membrana lipoprotéica

semelhante à membrana plasmática.

Estamos nos referindo a retículo

endoplasmático, mitocôndrias, complexo de golgi,

lisossomos, peroxissomos, glioxissomos, cloroplastos e vacúo

los.

As organelas não membranosas são os ribossomos e os

centríolos.

Retículo endoplasmático

O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras

bolsas e tubos cujas paredes têm uma organização

semelhante à da membrana plasmática.

Essas estruturas membranosas formam uma complexa rede

de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo

endoplasmático.

Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou

granular) e liso (ou agranular).

Retículo endoplasmático

rugoso (RER) e liso (REL)

O retículo endoplasmático rugoso (RER), também

chamado de ergastoplasma, 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).

Já o retículo endoplasmático liso (REL) é formado

por estruturas membranosas tubulares, sem

ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa.

Os dois tipos de retículo estão interligados e a transição entre eles é gradual.

Se observarmos o retículo endoplasmático partindo do retículo rugoso em direção ao liso, vemos

as bolsas se tornarem menores e a quantidade de ribossomos aderidos diminuir progressivamente,

até deixar de existir.

Funções do retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático atua como uma rede de

distribuição de substâncias no interior da célula.

No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos,

diversos tipos de substâncias se deslocam sem se

misturar com o citosol.

Produção de lipídiosUma importante função de retículo endoplasmático liso é a produção de lipídios. A lecitina e o colesterol, por exemplo, os principais componentes lipídicos de todas as membranas celulares são produzidos no REL. Outros tipos de lipídios produzidos no retículo liso são os hormônios esteróides, entre os quais estão a testosterona e os estrógeno, hormônios sexuais produzidos nas células das gônadas de animais vertebrados.

DesintoxicaçãoO retículo endoplasmático liso também participa dos processos de desintoxicação do organismo. Nas células do fígado, o REL, absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas que permite eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias potencialmente nocivas que ingerimos.

Armazenamento de substânciasDentro das bolsas do retículo liso também pode haver armazenamento de substâncias. Os vacúolos das células vegetais, por exemplo, são bolsas membranosas derivadas do retículo que crescem pelo acúmulo de soluções aquosas ali armazenadas.

Produção de proteínasO retículo endoplasmático rugoso, graças à presença dos ribossomos, é responsável por boa parte da produção de proteínas da célula. As proteínas fabricadas nos ribossomos do RER penetram nas bolsas e se deslocam em direção ao aparelho de Golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais co retículo endoplasmático liso.

Vacúolos

Os vacúolos das células vegetais são interpretados com regiões expandidas do retículo endoplasmático.

Em células vegetais jovens observam-se algumas dessas regiões, formando pequenos vacúolos isolados um do outro.

Mas, à medida que a célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos se fundem, formando-se um único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular.

A expansão do vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito à porção periférica da célula. Além disso, a função do vacúolo é regular as trocas de água que ocorrem na osmose.

Vacúolos

Em protozoários de água doce existem vacúolos

pulsáteis (também chamados contráteis), que

exercem o papel de reguladores osmóticos.

O ingresso constante de água, do meio para o

interior da célula, coloca em risco a integridade

celular.

A remoção contínua dessa água mantém constante a

concentração dos líquidos celulares e evita riscos de

rompimento da célula. É um trabalho que consome

energia.

Aparelho de Golgi

A denominação aparelho ou complexo de Golgi é uma homenagem ao citologista italiano Camilo Golgi, que, em 1898, descobriu essa estrutura citoplasmática.

Ao verificar que certas regiões com citoplasma celular se coravam por sais de ósmio de prata, Golgi imaginou que ali deveria existir algum tipo de estrutura, posteriormente confirmada pela microscopia eletrônica.

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

Nas células animais, os dictiossomos geralmente se encontram reunidos em um único local, próximo ao núcleo. Nas células vegetais, geralmente há vários dictiossomos espalhados pelo citoplasma.

Funções do aparelho de Golgi

O aparelho de Golgi atua como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias na célula.

Muitas das substâncias que passam pelo aparelho de Golgi serão eliminadas da célula, indo atuar em diferentes partes do organismo. É o que ocorre, por exemplo, com as enzimas digestivas produzidas e eliminadas pelas células de diversos órgãos (estômago, intestino, pâncreas, etc).

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

Assim, o principal papel dessa estrutura citoplasmática é a eliminação de substâncias que atuam fora da célula, processo genericamente denominado secreção celular.

Secreção de enzimas digestivas

As enzimas digestivas do pâncreas, por exemplo, são produzidas no RER e levadas até as bolsas do aparelho de Golgi, onde são empacotadas em pequenas bolsas, que se desprendem dos dictiossomos e se acumulam em um dos pólos 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.

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

Acrossomo do espermatozóide

O aparelho de Golgi desempenha um papel importante na formação dos espermatozóides.

Estes contêm bolsas repletas de enzimas digestivas, que irão perfurar as membranas do óvulo e permitir a fecundação.

A bolsa de enzimas do espermatozóide 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 espermatozóide”.

Formação da lamela média em

vegetais

Nas células vegetais o complexo de Golgi participa ativamente da formação da lamela média, a primeira membrana que separa duas células recém-originadas na divisão celular.

Os dictiossomos acumulam o polissacarídeo pectina, que é eliminado entre as células irmãs recém formadas, constituindo a primeira separação entre elas e, mais tarde, a lâmina que as mantém unidas.