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.
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.
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.
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.
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.
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.
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