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A Célula e seu Funcionamento

Organização da célula
Núcleo – separado do citoplasma pela membrana nuclear;
Citoplasma – separado dos líquidos circundantes pela membrana celular;
Protoplasma – diversas substâncias que compõem a célula: Água, Eletrólitos, Proteínas, Lipídios, Carboidratos.
Estrutura física da célula
A célula não é um “saco cheio de água”, enzimas e substâncias químicas; nela contêm estruturas altamente organizadas, chamadas organelas.
- Membranas (celular; nuclear);
- Reticulo Endoplasmático;
- Aparelho de Golgi;
- Mitocôndrias;
- Lisossomos;
- Centríolos.
Estruturas membranosas da célula
Todas as organelas são revestidas por membranas compostas, em grande parte, por lipídios e proteínas.
Os lipídios das membranas formam uma barreira que impede a livre movimentação da água e das substâncias hidrossolúveis (íons, glicose, uréia) de um compartimento celular para outro.
As proteínas atravessam muitas vezes toda a espessura da membrana formando assim vias especializadas para a passagem de substâncias específicas.
A membrana celular - uma barreira mecânica da membrana celular impede a entrada de água
- Bicamada Lipídica – delgada película lipídica, contínua por toda a superfície celular, intercalada por grandes moléculas globulares de proteína. A estrutura básica é formada por moléculas de fosfolipídios. Uma parte de cada molécula de fosfolipídio é solúvel em água: hidrofílica. Outra parte só é solúvel em gordura: hidrofóbica. A porção fosfato do fosfolipídio é hidrofílica, enquanto a porção dos ácidos graxos é hidrofóbica. Possuem uma tendência natural a se alinharem com as porções fosfato, hidrofílicas, recobrindo as duas superfícies em contato com a água circundante. Ela, portanto é uma importante barreira impermeável às substâncias hidrossolúveis usuais (íons, glicose, uréia). As substâncias lipossolúveis (oxigênio, gás carbônico, álcool) atravessam facilmente essa parte da membrana.
As proteínas da membrana celular
- Proteínas Integrais - formam canais (poros) pelos quais as substâncias hidrossolúveis – em especial íons – podem difundir-se entre o LIC e o LEC. Também apresentam propriedades seletivas, difundindo algumas substâncias em maior quantidade que outras. Outras proteínas integrais atuam como proteínas carreadoras para o transporte na direção oposta à direção natural de difusão (transporte ativo). Ainda outras atuam como enzimas.
- Proteínas Periféricas - ocorrem na face interna da membrana, fixando-se a uma das proteínas integrais. Atuam como enzimas ou outros tipos de controladores do funcionamento celular.
- Os carboidratos da membrana – o “glicocálice” celular - ocorrem sob a forma de glicoproteínas e glicolipídios. Toda a superfície externa da célula apresenta um frouxo revestimento de carboidratos chamado “glicocálice”.
Funções:
- carga superficial;
- fixação;
- receptores;
- reações imunes
O citoplasma e suas organelas
Citoplasma

- Citosol – fração líquida do citoplasma na qual partículas e organelas ficam dispersas.
- Córtex ou Ectoplasma – parte do citoplasma imediatamente abaixo da membrana, constituída por uma densa malha de filamentos entrecruzados – formados, em grande parte, por fibrilas de actina.
- Endoplasma – citoplasma situado entre esse córtex e a membrana nuclear.
Organelas
- Retículo endoplasmático - rede de estruturas tubulares e vesiculares achatadas, interconectados uns aos outros.
Retículo Endoplasmático Granular - apresenta grande número de pequenas partículas granulares – ribossomos – presas à superfície externa. Os ribossomos atuam na síntese celular de proteínas.
Retículo Endoplasmático Agranular (liso) - Não apresenta ribossomos fixados. Atuam na síntese de substâncias lipídicas e outros processos enzimáticos celulares.
- Aparelho de Golgi - proeminente nas células secretoras. Intimamente relacionado com o retículo endoplasmático. Formado por 4 ou mais camadas empilhadas de vesículas achatadas, situadas próximas ao núcleo. As vesículas formadas no retículo endoplasmático se fundem ao aparelho de golgi. As substâncias transportadas são então processadas para formar lisossomos, vesículas secretoras ou outros componentes citoplasmáticos.
- Mitocôndrias - são as “usinas” das células. Sem elas, as células seriam incapazes de extrair energia dos nutrientes e do oxigênio, cessando assim o funcionamento celular. Presentes em todo o citoplasma, mas seu numero total por célula varia de acordo com a quantidade de energia necessitada por cada célula. Contém grande quantidade de enzimas, necessárias para a extração de energia dos nutrientes e resultando em gás carbônico e água. Durante este processo, é liberada energia, utilizada para a síntese de Trifosfato de Adenosina (ATP). O ATP é então transportado para fora da mitocôndria, difundindo-se por toda a célula para liberar sua energia onde for necessária à execução de funções celulares. As mitocôndrias são auto-replicativas, o que faz com que aumentem de número sempre que a célula necessitar maiores quantidades de ATP.
- Estruturas Filamentosas - proteínas fibrilares da célula estão, em geral, organizadas em filamentos ou túbulos. (ex: actina, miosina, tubulina – usada para compor microtúbulos do citoesqueleto).
- Núcleo - é o centro de controle da célula. Contém grande quantidade de DNA (genes), que determinam as características das proteínas celulares, inclusive enzimas citoplasmáticas, além de controlarem a reprodução celular (primeiro os genes reproduzem a si mesmos e, em seguida, a célula se divide por mitose para formar 2 “células-filhas”, cada uma recebendo 2 conjuntos de genes).
- Nucléolos: Diferentes de outras organelas, não apresenta membrana limitante. É simplesmente uma estrutura que contém grande quantidade de RNA e de proteínas (do tipo encontrado nos ribossomos do R. Endoplasmático Granular). O nucléolo fica extremamente aumentado quando a célula está sintetizando proteínas.
Sistemas funcionais da célula
- Ingestão pela célula – Endocitose:
Pinocitose: Ingestão de vesículas extremamente pequenas contendo líquido extracelular.
Fagocitose: Ingestão de grandes partículas, como bactérias, células ou pedaços de tecidos em degeneração.
- Digestão das substâncias estranhas fagocitadas ou pinocitadas pela célula - a função dos lisossomos
Imediatamente após o aparecimento da vesícula pinocítica ou fagocítica no interior da célula, 1 ou + lisossomos* se prendem a essa vesícula, esvaziando suas hidrolases ácidas em seu interior. Dessa forma, se forma uma vesícula digestiva, hidrolisando proteínas, carboidratos, lipídios e outras substâncias contidas nessa vesícula. Os produtos da digestão são moléculas pequenas de aminoácidos, glicose, fosfatos, etc., que podem, então, difundir-se para o citoplasma. As substâncias não digeríveis, por sua vez, que permanecem na vesícula digestiva, formam o corpo residual, que é eliminado por exocitose (o oposto da endocitose).
- Extração da energia dos nutrientes – a função das mitocôndrias
As principais substâncias de onde as células extraem energia são Oxigênio, Carboidratos; gorduras; proteínas. No corpo humano, essencialmente todos os carboidratos são convertidos em glicose pelo trato digestivo e fígado antes de chegarem às células. Da mesma forma, proteínas são convertidas em aminoácidos e gorduras em ácidos graxos.
Na célula, esses nutrientes, ao longo de uma série de reações enzimáticas, penetram na mitocôndria na forma de acetil Côa, de onde sairá quase todo o ATP liberado, composto com alto teor de energia (12.000 cal/mol de ATP). Ao liberar energia, forma-se o ADP que, imediatamente, se liga a novos radicais fosfato formando mais ATP. Esse processo se repete ininterruptamente.
- Uso do ATP no funcionamento celular:
1) Transporte através de membranas – fornece energia para o transporte de sódio através da membrana celular (também outros íons, e diferentes substâncias orgânicas; as células renais, por exemplo, utilizam 80% do ATP para esse fim).
2) Síntese de compostos orgânicos - promove a síntese de proteínas pelos ribossomos (durante a fase de crescimento, as células chegam a usar 75% de todo o ATP formado nelas).
3) Trabalho mecânico - fornece energia necessária durante a contração muscular (também nos movimentos ciliar e amebóide).