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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


• 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


• 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.


• 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


• 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/


• 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


• 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)


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.


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.


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



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



• 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


• 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


• 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


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;


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


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


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


• Cistinose: • Renal;• Mutação no gene

que codifica a cistinosina.

• Doença de Salla:• Atraso psicomotor,

hepatomegalia...• Mutação no gene

que codifica sialina


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.

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