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Unidade 5: Citoplasma e Compartimentos Intracelulares
Parte: IIParte: II
Disciplina: Biologia Celular e MolecularCentro de Ciências da SaúdeProfa. Dra. Marilanda Ferreira Bellini
[email protected]ó Reitoria de Pesquisa e de Pós Graduação – Bloco L
Unidade 5 – Citoplasma e Compartimentos intracelulares
1. Citoplasma2. Citosol3. Citoesqueleto4. Retículo Endoplasmático5. Aparelho de Golgi5. Aparelho de Golgi6. Lisossomos7. Peroxissomos8. Mitocôndrias9. Cloroplastos
Citoplasma e Compartimentos Intracelulares
Procarionte Eucarionte
Único compartimento envolto por membrana
plasmática
Subdividida em compartimentos
funcionais envolvidos por membrana
(organelas)↓
Interrelaçõeshttp://cfb-7.blogspot.com.br/2011/03/origem-das-celulas-procariontes-e.html
Compartimentos Intracelulares
• Posições características no citoplasma;
Delimitados por membrana↓
Bicamada lipoproteícaBicamada lipoproteíca↓
Mecanismos e Proteínas de Membrana específicos
http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=10&materia_id=142&materiaver=1
Compartimentos Intracelulares
• Organela:determinada parte do citoplasma do citoplasma responsável por uma ou mais funções especiais.
http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=10&materia_id=142&materiaver=1
Retículo Endoplasmático (RE)
Rede de Endomembranas
↓
Cavidades Tridimensionais
(Cisternas)(Cisternas)↓
Intercomunicam
• Envoltório Nuclear �Citoplasma
http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm
Retículo Endoplasmático (RE)
• Observável apenas em Microscopia Eletrônica (ME).
• Espessura das membranas < Poder Resolução do Microscópio de Luz (ML).
• Presença evidenciada em ML ���� corantes básicos
• Região Basófila ����Ergastoplasma ���� RER
http://www.wesapiens.org/pt/class/2658019/Classe+de+laborat%C3%B3rio.+Histologia+b%C3%A1sica+2b.+Tecido+epitelial+gl%C3%A2ndulas
Membrana do RE
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
RER e REL – Funções:
• Suporte mecânico• Associação com o sistema de filamentos do
citoesqueleto� suporte para as áreas coloidais do citoplasma.
http://anatpat.unicamp.br/nptmeningioma28d.html
RER e REL – Funções:
• Trocas e Fluidez de Membrana
• Transporte de partículas, moléculas e íons para dentro ou fora da célula;
• RE + envoltório nuclear � transporte de RNA e • RE + envoltório nuclear � transporte de RNA e nucleoproteínas do núcleo para o citoplasma.
RER e REL – Funções:
• Armazenamento e estocagem (segregação)• Armazena e concentra
substâncias provenientes do meio intra e extracelular;
Grânulos de zimogênio
meio intra e extracelular;• Ex: a segregação de
enzimas pancreáticas (grânulos de zimogênio): protege a célula de lesões e danos.
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/citologia/complexo-de-golgi-4.php
RER e REL – Funções:
• Transporte intracelular
• A proteína sintetizada nas cisternas do RER é conduzida para o complexo de Golgi �complexo de Golgi �processo realizado por vesículas de transferência � fusão de membranas.
http://accbarroso60.wordpress.com/2011/03/03/celulas/
RER e REL – Funções:
• Suporte mecânico• Associação com o sistema de filamentos do citoesqueleto�
suporte para as áreas coloidais do citoplasma.
• Trocas e Fluidez de Membrana• Transporte de partículas, moléculas e íons para dentro ou fora
da célula;• RE + envoltório nuclear � transporte de RNA e nucleoproteínas • RE + envoltório nuclear � transporte de RNA e nucleoproteínas
do núcleo para o citoplasma.
• Armazenamento e estocagem (segregação)• Armazena e concentra substâncias provenientes do meio intra e
extracelular• Ex: a segregação de enzimas pancreáticas (grânulos de
zimogênio): protege a célula de lesões e danos
Retículo Endoplasmático (RE)
• Microscopia Eletrônica:
• Retículo Endoplasmático Rugoso ou Granular (RER ou REG) � Apresenta ribossomos acoplados à
Envelope Nuclear
Cisternas
Ribossomos
ribossomos acoplados à face citoplasmática;
• Retículo Endoplasmático Liso ou Agranular (REL ou REA) � não apresenta associação com ribossomos.
http://fpslivroaberto.blogspot.com.br/2010/03/no-mundo-das-celulas.html
RERREL
RER (rugoso)
• Presença de Ribossomos �Polirribossomos
(Subunidade maior)
↓↓
• Unidos por uma molécula de mRNA
(Subunidade maior)
↓
• Síntese Proteica(Biologia Molecular)
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 210
RER (rugoso)
• ME �Lâminas achatadas dispostas paralelamente;
• Dilatação da • Dilatação da cavidade, diretamente relacionada à atividade do RER.
http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htmJUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 207
RER e tipos celulares
• A) Células que sintetizam ativamente proteínas que permanecem no citosol e não são segregadas nas cisternas do RER. • Síntese proteica ocorre em polirribossomos
livre no citoplasma;
• B) Células que sintetizam proteínas que são segregadas nas cisternas do RER e exportam essas proteínas diretamente, sem acumulá-las em grânulos.• Síntese ocorre em polirribossomos aderidos,
não há grânulos de secreção e Aparelho de Golgi (próxima organela a ser estudada) bem desenvolvido.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 206
RER e tipos celulares
• C) Células que sintetizam proteínas que são segregadas nas cisternas do RER, passam pelo Aparelho de Golgi e depois são acumuladas em grânulos que geralmente permanecem que geralmente permanecem nas células para uso posterior.
• D) Células que sintetizam, segregam e acumulam proteínas em grânulos de secreção que serão exportados por exocitose.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 206
REL (liso)
• Ausência de Ribossomos;
• Vesículas Globulares, como túbulos contorcidos;contorcidos;
• Metabolismo de Lipídios;
• Desintoxicação.
http://www.brasilescola.com/biologia/reticulo-endoplasmatico.htmJUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 207
REL – Síntese de Lipídios
Bicamada Lipídica, assimétrica da Membrana REL.
Síntese de lipídios,Adicionados na Face citoplasmática da Membrana do REL.
Proteínas específicas auxiliam no transporte através da membranaMovimentos Flip-Flop.
Crescimento de ambas camadas da membrana.
REL - Detoxificação
• Drogas insolúveis → tendem a se acumularem no organismo podendo chegar a níveis tóxicos. Fígado, rins, pele e pulmões
RHDroga Insolúvel
ROHProduto Hidrossolúvel
O2 H2O
NADPH NADP+
Modificado de: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
REL - Glicogenólise
• Obtenção de Glicose à partir de Glicogênio acumulado nos hepatócitos e células renais.
Glicose-6-fosfatase
Glicose + Pi
Proteínas Transportadoras T2 e T3
Modificada de: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 209
Glicogênio � Glicose-6-fosfato
Proteína Transportadora T1
Corrente Sanguínea
REL - Sarcoplasmático (RS)
• Células musculares• Gradientes iônicos e potenciais elétricos• Contração Muscular
http://www.monografias.com/trabajos14/miofibrillas/miofibrillas.shtml
Retículo Sarcoplasmático e Contração Muscular
• Contração muscular
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 131
Retículo Endoplasmático (RE)
RER
• Presença de Ribossomos;
• Lâminas achatadas dispostas paralelamente;
REL
• Ausência de Ribossomos;• Vesículas Globulares, como
túbulos contorcidos;• Metabolismo de Lipídios;dispostas paralelamente;
• Dilatação da cavidade, diretamente relacionada à atividade do RER;
• Síntese de Proteínas.
• Metabolismo de Lipídios;• Glicogenólise;
RS
• Gradiente Iônico �Contração Muscular
RE e Doenças
• Há uma lista com + de 2.000 doenças associadas ao mal-funcionamento de RE, disponível em:
http://www.lookfordiagnosis.com/results.php?symptoms=doen%C3%A7as+relacionadas+asymptoms=doen%C3%A7as+relacionadas+ao+ret%C3%ADculo+endoplasm%C3%A1tico.&lang=3&parent=/&mode=F
• Dentre elas: anemias, amnésias, esquizofrenias, Doença de Chron, linfomas.
Complexo ouAparelho de Golgi (AG)
http://dicasdeciencias.com/
Aparelho de Golgi (AG)
• 1898: Camilo Golgi
• Tecido Nervoso �Tetróxido de Ósmio
• ML � estrutura enovelada e de forma irregular
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 216
Aparelho de Golgi (AG)
• Cisternas: Sáculos Membranosos, empilhados, achatados e sem comunicação física;
• 3 – 8 sáculos;• algas pardas:≤ 20 sáculos.• algas pardas:≤ 20 sáculos.
• Cada pilha apresenta curva:• Face Trans, Distal (Côncava) �
Membrana Plasmática• Face Cis , Proximal
(Convexa)� Retículo Endoplasmático
http://complexowill.blogspot.com.br/2010/01/complexo-de-golgi.html
Aparelho de Golgi (AG)
• Vesículas Transportadoras � vesículas esféricas associadas ao AG.
• Transportam:• RE � AG• Entre cisternas no AG• AG � outras organelas
• Vesículas + AG = DICTIOSSOMO
http://complexowill.blogspot.com.br/2010/01/complexo-de-golgi.html
Aparelho de Golgi (AG)
• Localização Variável:• tipo e função celular:
• Ex1.Células Secretoras: muito desenvolvido, situado desenvolvido, situado entre núcleo e grânulos de secreção;
• Ex2. Neurônios: espalhados pelo citoplasma;
http://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_de_Golgi
a) Membranas
- Lipídios 35 - 40% → fosfolipídios
- Proteínas 60 - 65% → enzimas, proteínas estruturais e transferases
- Conteúdo enzimático específico para cada compartimento do AG
Compartimento Conteúdo enzimático
AG – Composição Química
Rede Gogi cis Fostatase
Cisterna cis Manosidases I
Cisterna médiaManosidases II e IIIN-acetilglicosamina transferase
Cisterna trans Galactosiltransferase
Rede Golgi trans
Fosfatase ácida, tiamina pirofosfatase (TPPase), nucleosídeo fosfatase (NDPase), sialiltransferase, sulfotransferase
b) Luz das cisternas do Aparelho de Golgi
- Carboidratos: monossacarídeos (glicose, galactose, manose, frutose, ácido siálico, xilose e N-acetilglicosamina)
- Polissacarídeos (pectina, hemicelulose - células vegetais e glicosaminoglicanas - células animais)
AG – Composição Química
glicosaminoglicanas - células animais)
- Proteínas de secreção: conteúdo varia com o tipo celular estudado
AG - Funções• Transporte, seleção e
endereçamento de substâncias secretadas da célula
• Vesículas do RE, fundem ao AG � Compartimento Intermediário RE-AG
• RE-AG movem-se em direção à Cisterna Cis do AG � microtúbulos;
• Proteínas sofrem modificações nas cisternas médias;
• Atingem Cisternas trans e são secretadas.
AG - Funções
• Sintese de Proteínas, Lipídios e Polissacarídeos: • Síntese de proteinas, lipídios e adição de novos
açúcares, cuja a composição varia de acordo com o polímero que está sendo sintetizado.
http://mundodabioquimica.blogspot.com.br/2011/08/mapa-metabolico-sobre-o-processo-de.html
AG - Funções
Síntese de Proteínas, Lipídios e
Polissacarídeos
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 222
AG - Funções
• Formação do Acrossomo:• Proteases e Glicosidases (enzimas
hidrolíticas) do acrossomo são sintetizadas na luz do AG;
• Essas enzimas facilitam a penetração do • Essas enzimas facilitam a penetração do espermatozóide no ovócito II, por digestão da zona pelúcida.
http://www.alunosonline.com.br/biologia/gametogenese.htmlhttp://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito20.php
AG - Funções
• Formação de membranas celulares:• A vesícula, após liberar seu conteúdo,
apresenta a fusão das membranas;• Aumento da área da superfície celular;
http://www.dbi.ufla.br/Ledson/LBMP/Vacuo16.htm
AG e Doenças
AG e Doenças
• Há uma lista com + de 100 doenças associadas ao mal-funcionamento de AG, disponível em:
http://www.lookfordiagnosis.com/results.php?symptoms=aparelho+de+golgi%3B%20Complsymptoms=aparelho+de+golgi%3B%20Complexo%20de%20Golgi&lang=3&parent=%2F&mode=F
• Dentre elas: esclerose, erros inatos do metabolismo de carboidratos, doença do aparelho lacrimal...
Lisossomos
• Características Morfológicas e dimensões muito variáveis;
• 5% do volume da Célula;
• Presentes em todas células animais (exceto hemácias);
• Nas células vegetais, os vacúolos desempenham o papel do lisossomo;
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 224
Lisossomos
• Envoltos por membrana;
• Contêm enzimas hidrolíticas (> 40 tipos), com atividade máxima em pH ácido � hidrolases ácidas.
• Intrinsecamente à membrana � complexo enzimático, ATPase � bomba de prótons.ATPase � bomba de prótons.
http://biologiaucs.blogspot.com.br/2011/07/lisossomos-do-grego-lise-quebra.html
Lisossomos
Oligossacarídeos luminais (voltados para o lúmen, interior do lisossomo) � proteção contra ação das enzimas;
pH Citosol = neutro� proteção em caso de rompimento dos lisossomos Transporte de
cistina
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 225
Cadeias Polipeptídicas que quebram o ATP e compõe o
complexo ATPase ficam voltadas para o citosol,
enquanto aquelas pelas quais os prótons se difundem ficam
mergulhadas na bicamada lipídica. Transporte de
ácido siálico
Lisossomos - Funções
• Digestão Intracelular:• Via endocítica;• Via autofágica ou fagocítica;
Lisossomos - Funções
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 226
Lisossomos e Doenças
• Há uma lista com 14 doenças associadas ao mal-funcionamento de lisossomos, disponível em:http://www.lookfordiagnosis.com/results.php?lang=3&parent=%2F&symptoms=lisossp?lang=3&parent=%2F&symptoms=lisossomos&diagnosis=Doen%E7as&mode=F
Lisossomos e Doenças
Lisossomos e Doenças
• Cistinose: • Renal;• Mutação no gene
que codifica a cistinosina.
• Doença de Salla:• Atraso psicomotor,
hepatomegalia...• Mutação no gene
que codifica sialina
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012, pag. 225
Acessem:
http://www.johnkyrk.com/CellIndex.pt.html
http://iecdpgolhosdafe.webnode.com.br/forum/
Bibliografia Sugerida
• ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artmed, 3ª. Edição, 2001. – capítulos 12, 13, 14, 16
• JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. – Capítulos 7 e 10
• CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula 2001. São Paulo: Manole, 2001.
• De ROBERTIS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.