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Membrana Plasmática ou Membrana Celular

A membrana plasmática, também chamada plasmalema ou membrana celular, é o envoltório flexível e extremamente fino que reveste todas as células.

As células de qualquer ser vivo apresentam membranas com composição e estrutura semelhantes. Existem, porém, variações que fazem cada tipo de célula ser único e diferente dos demais

Composição e Estrutura da Membrana

A membrana plasmática é composta de lipídios e proteínas. Os lipídios são principalmente fosfolipídios, mas colesterol e glicolipídios também estão presentes, em menor proporção. É comum haver moléculas de carboidratos associadas às proteínas (glicoproteínas) e aos lipídios (glicolipídios) da membrana.

Além de conhecer a composição da membrana plasmática, os cientistas também pesquisaram sua estrutura, isto é, o modo como essas substâncias estão arranjadas. O modelo de estrutura de membrana aceito atualmente é o Modelo de Mosaico Fluido, proposto em 1972 por Singer e Nicholson. Segundo esse modelo, há um mosaico de moléculas de proteína mergulhadas total ou parcialmente nas duas camadas fluidas de moléculas de lipídeos.

Os principais tipos de lipídeos presentes nas membranas celulares são:O fosfolipídio e o glicolipídio: presentes em todos os seres celulares;O colesterol: presente apenas em protistas e animais.

As moléculas desses lipídeos possuem porções com afinidades pela água (parte hidrofílica) e porções com rejeição pela água, essas moléculas dispõem-se naturalmente em duas camadas: a parte hidrofílica em contato com a água e a parte hidrofóbica protegida da água.

A parte hidrofílica fica, então, para fora e a parte hidrofóbica para dentro. As camadas de lipídeos tendem a unir suas extremidades, formando compartimentos fechados. A formação de membranas com duas camadas de lipídeos assim dispostas é, portanto, um processo natural.

Essas camadas duplas de lipídeos são fluidas, permitindo a movimentação de moléculas no plano da membrana. As proteínas que entram na consti- tuição das membranas são globulares e podem atravessar as camadas de lipí- deos.

São as proteínas que conferem as membranas suas funções especifi- cas. Dependendo da quantidade e do tipo de proteína, a membrana relaciona-se a uma determinada função.

Funções da Membrana Plasmática

A membrana celular desempenha diversas funções, dentre as quais se destacam o reconhecimento, transporte de substâncias e a permeabilidade seletiva.

Reconhecimento: Na membrana plasmática existem proteínas recepto- ras que reconhecem a presença de determinadas substâncias no meio ex- tracelular. Essas substâncias, chamadas mensageiras ou ligantes, atuam como estímulo, ou seja, como um sinal ao qual a célula responde, modifi-cando seu funcionamento.

Existem muitos tipos de receptores na membrana. Cada um deles interage com ligantes diferentes, como um mecanismo chave-fechadura. Assim, uma molécula mensageira só poderá interagir com uma célula que possua, em sua membrana, os receptores correspondentes.

Permeabilidade Seletiva: As trocas de substâncias entre a célula e o meio externo são efetuadas pela membrana celular. Ao mesmo tempo em que atua como uma barreira entre a célula e o meio externo, a membrana celu- lar também permite a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula.

A propriedade da membrana de selecionar algumas substâncias que a atravessam é chamada permeabilidade seletiva.

Transporte através das Membranas

A célula, sendo uma estrutura viva, precisa receber alimentos e oxigênio para a realização de suas funções vitais. Precisa, também, eliminar os produtos do seu metabolismo. As membranas permitem essas trocas entre o interior e o exterior da célula.

A membrana plasmática permite a passagem livre de água e de peque- nas moléculas, como o oxigênio, e dificulta, ou mesmo impede a passagem de moléculas grandes, como as proteínas. Os transportes através das membranas podem ser agrupados em três categorias:

Transporte Passivo: ocorrem sem gasto de energia: difusão, difusão facilitada e osmose;

Transporte Ativo: ocorrem com gasto de energia: bomba de sódio e potássio;

Transporte em Bloco: é a entrada e a saída de substâncias grandes demais para atravessarem a membrana. Nesse caso, as partículas são englobadas. Envolve os processos de endocitose (fagocitose e pinocitose) e exocitose.

Citoplasma ou Citosol

Na célula, o citoplasma se encontra entre o núcleo e a membrana plasmática. O citoplasma das células eucarióticas é formado pelo citosol, pelo citoesqueleto e pelas organelas citoplasmáticas, também chamadas de organoides. Nas células procarióticas, o citoplasma não tem citoesqueleto e apresenta apenas ribossomos como organelas.

Citosol

O citosol, material gelatinoso no qual as organelas ficam mergulhadas, é composto de água, sais minerais, proteínas, carboidratos, bases nitrogenadas e aminoácidos. No citosol ocorrem diversas reações importantes para o funcio- namento celular e, também, o transporte de substâncias.

 

Citoesqueleto

O citoesqueleto é uma rede de tubos e fibras proteicas que se estende por todo citoplasma. As principais funções do citoesqueleto são:

auxiliar e dar forma e sustentação à célula;

ancorar organelas mantendo a organização interna da célula;

auxiliar no descolamento de organelas e de outras estruturas;

participar de diversos movimentos celulares, como a contração das células musculares e o batimento de cílios e flagelos.

Organelas

No citoplasma das células eucarióticas existem diversas organelas, cada uma desempenhando funções específicas. São as organelas da célula: os cen- tríolos, os ribossomos, o retículo endoplasmático, o complexo Golgiense, as mitocôndrias, os cloroplastos entre outras.

Organelas ou orgânulos e suas Funções

Nucléolo: Formado por um tipo de material genético, o RNA (ácido ribonucleico) e proteínas , cuja função está ligada à produção de ribonucleoproteínas que migram para o citoplasma da célula e formam os ribossomos.

Envoltório Nuclear ou Carioteca: proteger o núcleo, deixando-o organizado.

Ribossomos: Responsáveis pela produção (síntese) de Proteínas nas células e podem ser encontrados ligados ao reticulo endoplasmático ou livres no citoplasma.

Retículo Endoplasmático Granular: É uma rede de bolsas e tubos membranosos localizada próxima ao núcleo, com ribossomos aderidos. Funções: Transporte e a modificação de proteínas produzidas pelos ribossomos aderidos à membrana externa.

Retículo Endoplasmático Agranular: É uma rede de bolsas e tubos membranosos localizada próxima ao núcleo. Função: Desintoxicação celular (como o álcool, por exemplo, inativando-as e facilitando sua eliminação), síntese de lipídios (como o colesterol).

Retículo Endoplasmático Agranular e Tolerância a drogas

O uso contínuo de drogas ilícitas (que agem no cerébro, modificando o comportamento do indivíduo) e de determinados medicamentos pode tornar o retículo agranular das células do fígado mais desenvolvido, aumentando a quantidade de membranas e enzimas de desintoxicação. Dessa forma, esses produtos são neutralizados mais rapidamente. Esse processo torna o organismo tolerante à droga, fazendo que sejam necessárias doses cada vez maiores para que o mesmo efeito seja obtido. Além disso, o uso constante de uma droga pode diminuir a eficácia de outros medicamentos, como os antibióticos.

Complexo Golgiense: Conjunto de sáculos achatados e empilhados. Sua função está relacionada à produção, ao armazenamento e a secreção de substâncias (proteínas, entre outras).

Desempenha importante papel na produção de espermatozoides dos ani- mais, originando o acrossomo.

Acrossomo é uma vesícula repleta de enzimas digestivas, ocupa o topo da “cabeça” do espermatozoide têm a função de perfurar as membranas do óvulo.

Microtúbulos: São constituídos pela proteína – tubulina. Definem a direção do crescimento da célula. São responsáveis pelos movimentos dos cromossomos durante as divisões celulares.

Mitocôndrias: São organelas formadas por duas membranas, uma externa lisa e uma interna com pregas, constituindo as cristas mitocondrias. O interior da mitocôndria, é chamado de matriz mitocondrial, é preenchido por um líquido que contém ribossomos e DNA próprio. São responsáveis pela respiração celular e produção de energia a partir da quebra da glicose. Podem variar de dezenas a centenas em cada célula. Possuem genes pró- prios e têm capacidade de autoduplicação.

Centríolos: Responsáveis pela divisão celular, são estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares. Dão origem a cílios e flagelos (menos os das bactérias), estando também relacionados com a reprodução celular - formando o fuso acromático que é observado durante a divisão celular.Apresenta-se em formação de 9 jogos de 3 microtúbulos dispostos em círculo, formando uma espécie de cilindro oco.

Lisossomos: Pequenas vesículas com enzimas di- gestivas. Bolsas membranosas que contêm um con- junto de mais de 80 tipos de enzimas digestivas, capa- zes de digerir grande variedade de substâncias orgâ- nicas. Contém nucleases (digerem DNA e RNA) e proteases (digerem proteínas); Fosfatases (removem fosfatos de nucleotídeos e de fosfolipídios).

Função heterofágica: Digerem material capturado do exterior por fagocito- se ou por pinocitose.

Função autofágica: Digerindo partes desgastadas da própria célula.

Vacúolos: São estruturas delimitadas por uma membrana existentes no interior do citoplasma e cujas funções variam em diferentes tipos celulares. Alguns protozoários de água doce, por exemplo, possuem vacúolos contrá- teis, que expulsam a água que entram em excesso na célula. Em células vegetais maduras, geralmente há um grande vacúolo central que ocupa grande parte da célula. Ele é o responsável pelo acúmulo de várias subs- tâncias, como água, sais minerais, enzimas, pigmentos, gotículas de óleo, entre outras.

Cloroplastos: São exclusivos das células vegetais. Assim como as mito- côndrias, os cloroplastos são envoltos por duas membranas. Seu interior é preenchido por um líquido, o estroma, no qual estão mergulhados ribosso- mos, enzimas, DNA próprio e um sistema de membranas formado por di- versos discos achatados, denominados tilacoides. Os tilacoides dispõe-se em pilhas chamadas grama.

Os cloroplastos são responsáveis pelo processo de fotossíntese, no qual ocorre a produção de glicídio e gás oxigênio pelas reações químicas entre dióxido de carbono e água na presença de energia luminosa, captada pela clorofila, pigmento verde presente nos cloroplastos.

NÚCLEO

O núcleo controla todas as atividades celulares: representa assim o centro de coordenação celular. É no DNA do núcleo que estão localizados a maioria dos genes, depositários da informação genética que são responsáveis pela atividade celular.

Tais informações são transmitidas ao citoplasma através do RNA - mensageiro que é sintetizado por uma série de enzimas tendo como molde o DNA (cromatina), onde irá regular através dos ribossomos toda a síntese de proteí- nas específicas (estruturais e enzimáticas), responsáveis pela arquitetura e fisiologia celulares.

A maioria das células eucarióticas é mononucleada (um núcleo). Exis- tem, no entanto, células binucleadas (dois núcleos), multinucleadas (vários núcleos) e também anucleadas (não possuem núcleo). As células anucleadas possuem vida curta, pois, não havendo núcleo não há comando para a realiza- ção de suas atividades vitais.

Funções: o núcleo através dos cromossomos coordena e comanda todas as funções da célula. O núcleo também é muito importante nos processos de divi- são celular. O núcleo, portanto, além de coordenar e comandar todas as fun- ções vitais da célula é também responsável pelos processos de divisão celular.

ORGANELAS

O citoplasma é o interior celular e nele há compartimentos separados entre si por membranas, chamados orgânulos ou organelas.

As organelas citoplasmáticas encarregam-se da respiração, de fabricar ou armazenar substâncias etc. Veja a função de cada uma:

Ribossomos

Os ribossomos são organelas não membranosas encontradas tanto nas células procarióticas, como as bactérias, quanto nas eucarióticas, como nas células animais.

Podem ser encontradas livres no citoplasma ou associadas a outra organela, o retículo endoplasmático granuloso. Tem como função a síntese de proteínas.

Centríolos

Os centríolos, assim como os ribossomos, são organelas não membranosas, encontrados aos pares, nas células animais, geralmente próximo ao núcleo celular.

Constituídos por túbulos de proteínas, participa da formação de cílios e flagelos, além de ser fundamental no processo de divisão celular.

Os cílios e os flagelos são estruturas proteicas organizadas a partir dos centríolos; os cílios podem ser encontrados, por exemplo, na traqueia e auxiliam no transporte de muco e na eliminação de impurezas; os flagelos, encontrados nos espermatozoides, atuam na mobilidade da célula.

Ribossomos e centríolos.

Citoesqueleto

O citoesqueleto é encontrado nas células eucarióticas. Ele é formado por microfilamentos e microtúbulos de proteínas responsáveis pela organização interna e pelo formato da célula; também permite o deslocamento de substâncias e de organelas no espaço intracelular e participa dos movimentos celulares etc.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático é formado por uma rede de canais interligados e distribuídos por toda a célula.

Presente nas células eucarióticas, atua no transporte de substâncias pelo citoplasma.

Pode ser de dois tipos: granuloso e não granuloso. Se possuir ribossomos aderidos à sua membrana, será denominado retículo endoplasmático granuloso; se não houver ribossomos aderidos, será denominado retículo endoplasmático não granuloso.

O retículo endoplasmático granuloso participa da síntese de proteínas, enquanto o retículo endoplasmático não granuloso participa da síntese de lipídios e da desintoxicação celular.

Retículo endoplasmático liso e rugoso.

Complexo golgiense

O complexo golgiense é constituído por membrana lipoproteica, formado por sáculos achatados, empilhados, localizados geralmente próximo ao núcleo das células eucarióticas.

Tem como principal função a secreção celular. Neste processo, recebe, transforma e libera substâncias no interior de vesículas que atuarão no próprio citoplasma ou no meio extracelular.

Complexo golgiense.

Lisossomos

Os lisossomos são organelas membranosas originadas do complexo golgiense.

Em seu interior, encontram-se enzimas digestivas, o que lhe confere, por exemplo, a função de digestão intracelular. A digestão intracelular pode ocorrer a partir de substâncias absorvidas pela célula nos processos de endocitose, no reaproveitamento de partículas ou na reciclagem de organelas velhas da própria célula.

Mitocôndrias

As mitocôndrias são organelas formadas por dupla membrana lipoproteica. Encontradas em grande número, tanto em células animais quanto em células vegetais, têm como função a liberação de energia para o metabolismo celular.

O principal processo de liberação de energia nas células é denominado respiração celular. É semelhante ao processo de combustão que ocorre nos motores dos automóveis. Nos motores, o combustível reage com o comburente, no caso, o oxigênio, liberando energia, para gerar o movimento do motor, ou seja, o gás carbônico, que é liberado durante o processo. Nas células, o combustível é proveniente das moléculas orgânicas, principalmente a glicose.

Ao ser degradada na presença do oxigênio, a glicose libera energia e gás carbônico.

A energia é utilizada para as atividades celulares e o gás carbônico é eliminado na respiração.

As mitocôndrias são organelas que apresentam a capacidade de se autoduplicar e de controlar seu metabolismo, pois possuem material genético próprio.

Os cientistas atribuem esta capacidade à sua origem, a partir de bactérias primitivas que passaram a viver nas células eucarióticas.

Lisossomo e mitocôndria.

Cloroplastos

Os cloroplastos, assim como as mitocôndrias, possuem membrana lipoproteica e participam de processos energéticos. Presentes nas células vegetais, são responsáveis pela fotossíntese.Esta organela utiliza gás carbônico e água, na presença de luz e de clorofila, e sintetiza carboidrato, principalmente glicose e oxigênio. Este processo é de fundamental importância para a vida na Terra, pois transforma a energia proveniente do Sol em energia química para as diversas atividades metabólicas dos seres vivos.

Os cientistas acreditam que os cloroplastos, em um passado remoto, foram cianobactérias primitivas.

Cloroplasto.

Vacúolos

Os vacúolos são estruturas típicas das células vegetais e ocupam a maior parte do volume celular. Têm como principal função armazenar água e outras substâncias, como pigmentos, sais minerais, aminoácidos, carboidratos, látex etc.

Participam de diferentes mecanismos que controlam a quantidade de água no interior da célula.

Parede celular

A parede celular é uma estrutura típica dos vegetais, das células bacterianas e dos fungos e tem como principal função dar proteção extra à membrana plasmática. Difere por sua constituição química: nas bactérias, a parede celular é composta por substâncias complexas, formadas por carboidratos e proteínas; nos vegetais, é composta por celulose, um carboidrato estrutural resistente; nos fungos, por quitina, um carboidrato nitrogenado.

 

Célula vegetal

Fonte:https://www.coladaweb.com/biologia/biologia-celular/organelas-citoplasmaticas

NÚCLEO E DIVISÃO CELULAR

Núcleo Celular

O núcleo é a região da célula onde se encontra o material genético (DNA) dos organismos tanto unicelulares como multicelulares.

Função

O núcleo é o que caracteriza os organismos eucariontes e os diferencia dos procariontes que não possuem núcleo.

O núcleo é como o "cérebro" da célula, pois é a partir dele que partem as "decisões". É onde se localizam os cromossomos compostos de moléculas de ácido desoxirribonucleico, DNA, que carrega toda a informação sobre as características da espécie e participa dos mecanismos hereditários.

Cada região do DNA é composto por genes que codificam as informações para a síntese de proteínas, que ocorre nos ribossomos. De acordo com o gene codificado, será sintetizada um tipo de proteína, que será usada para fins específicos.

Representação do processo de síntese proteica que começa no núcleo e depois acontece no citoplasma.

Além disso, quando o organismo precisa crescer ou se reproduzir a célula passa por divisões que acontecem também no núcleo.

Componentes do Núcleo

O núcleo contém nucleoplasma, substância onde fica mergulhado o material genético e as estruturas que são importantes para que desempenhe suas funções, como os nucléolos.

E também há a carioteca ou membrana celular, que delimita o núcleo e envolve o material genético

Representação da estrutura do núcleo e sua ligação com o retículo e os ribossomos.

Carioteca

A membrana que envolve o núcleo é chamada de carioteca, tem natureza semelhante às restante membranas celulares, ou seja, dupla camada de lipídios e proteínas.

A membrana mais externa está ligada ao retículo endoplasmático e muitas vezes possui ribossomos aderidos.

No lado interno da membrana interior há uma rede de proteínas (lâmina nuclear) que ajudam na sustentação da carioteca e participam do processo de divisão celular, contribuindo para a fragmentação e reconstituição do núcleo.

Existem poros na carioteca que são importantes para controlar a entrada e saída de substâncias.

Cromatina

As moléculas de DNA associadas às proteínas histonas compõem a cromatina. A cromatina pode estar mais densa, mais enrolada, sendo chamada heterocromatina que se diferencia da região de consistência mais frouxa, a eucromatina.

O conjuntos dos cromossomos que constituem cada espécie é o cariótipo; no ser humano, por exemplo, são 22 pares de cromossomos autossômicos e 1 par de cromossomos sexuais.

Os cromossomos humanos, por exemplo, têm forma e tamanho típicos o que facilita a sua identificação.

Nucléolos

Os nucléolos são corpos densos e arredondados compostos de proteínas, com RNA e DNA associados.

É nessa região do núcleo onde são fabricadas as moléculas de RNA ribossômico que se associam a certas proteínas para formar as subunidades que compõem os ribossomos.

Essas subunidades ribossômicas ficam armazenadas no nucléolo e saem no momento de realização da síntese proteica.

Divisão Celular

Nos organismos unicelulares a divisão celular representa a reprodução desses seres. Já nos multicelulares a divisão é importante para o crescimento e desenvolvimento do organismo. O surgimento de uma nova célula e todo processo de divisão é chamado de ciclo celular.

Foto de mitoses que estão ocorrendo nas células de cebola observadas ao microscópio.

A divisão celular em que a célula origina duas células-filhas idênticas é denominado mitose. Os cromossomos se tornam tão condensados que podem inclusive ser vistos ao microscópio. Depois ocorrem diversas fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase até que são originadas duas novas células.

Já quando na divisão a célula origina células-filhas com a metade do número de cromossomos o processo é chamado de meiose. Na meiose acontecem dois ciclos de divisões consecutivas, chamadas de Meiose I e Meiose II.

Fonte:https://www.todamateria.com.br/nucleo-celular/