Citoplasma e Organelas

Apesar de sua diversidade, todas as células compartilham ao menos três características:
1- apresentam Membrana Plasmática;
2- contém CITOPLASMA;
3- possuem Material genético (DNA).

O CITOPLASMA constitui a maior parte do volume celular, nele ocorre a maioria dos processos metabólicos, e é nele que ocorre a produção da maior parte das substâncias necessárias ao funcionamento da célula. É constituído pelo CITOSOL (solução aquosa) e pelas ORGANELAS.

=> Nas células eucarióticas, o citoplasma: é organizado especialmente pelo Citoesqueleto, responsável pela sustentação celular. É entrecortado por uma rede de tubos e canais membranosos, onde ocorrem a produção e o transporte de diversas substâncias celulares. há também diversas organelas citoplasmáticas, estruturas que atuam em funções específicas.

=> Nas células procarióticas, o citoplasma:  tem organização relativamente mais simples.

#O CITOPLASMA DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS#

Presente nas Arqueas e no grande grupo das Bactérias, o citoplasma dos seres procarióticos designa todo o ambiente interno da célula, delimitado pela membrana plasmática. É constituído pelo CITOSOL (líquido viscoso e semitransparente). Além disso, há uma ou mais moléculas de DNA, que constitui o cromossomo bacteriano e ao longo deste está emaranhado e concentrado no nucleóide (área correspondente ao núcleo, porém não possui membrana envolvente).

Contém milhares de ribossomos, grânulos cuja função é produzir proteínas e pode conter ainda pequenos pedaços de moléculas circulares de DNA, os plasmídios.

Clique aqui para ir para Imagem do citoplasma dos procariontes

#O CITOPLASMA DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS#

As células eucarióticas são bem maiores que as procarióticas, por isso são mais complexas, nelas o citoplasma fica localizado entre a membrana plasmática e o envoltório que reveste o núcleo celular. Há diversas organelas mergulhadas no citosol, além do citoesqueleto que define a forma e permite que ela realize movimentos.

A seguir veremos algumas dessas organelas que constituem o citoplasma das células eucarióticas e suas respectivas funções:

1. Retículo endoplasmático: o retículo endoplasmático granuloso (porque possui ribossomos aderidos a sua membrana) atua na produção e transporte de proteínas celulares. O retículo endoplasmático não-granuloso produz ácidos graxos, fosfolipídios e esteróides.
2. Complexo golgiense: modifica proteínas produzidas no retículo granuloso e produz carboidratos. É responsável por expulsar para fora da célula substâncias úteis ao organismo.
3. Lisossomos: capazes de digerir grande variedade de substâncias orgânicas.
4. Peroxissomos: sua principal função é a oxidação dos ácidos graxos, que serão utilizados para a síntese de colesterol.
5. Mitocôndrias: nelas ocorre a respiração celular.
6. Ribossomos: produzem proteínas quando associados a moléculas de RNAm.
7. Vacúolos: englobam partículas que são digeridas pelas enzimas lisossômicas.

Neste site você encontra as imagens das organelas citadas acima.

Nas células vegetais, encontramos ainda:

1. Vacúolos: servem principalmente para armazenamento de água, pigmentos e outras substâncias.
2. Cloroplastos: possuem clorofila e respondem pelo processo da fotossíntese.

Introdução à Eletrostática

Carga Elétrica

            Para a Eletricidade, interessam principalmente os prótons e os elétrons, que são partículas dotadas de carga elétrica.

O próton e o elétron possuem cargas opostas, sendo o próton (+) e o elétron (-).

Chamamos de carga elementar e o módulo da carga do elétron ou do próton, pois essas partículas possuem a menor quantidade de carga elétrica encontrada na natureza. Por meio de experimentos, verificou-se que a carga elementar e vale:

 E sua unidade no SI é o Coulomb (C).

Um corpo eletrizado, isto é, com carga total diferente de zero, possui FALTA ou EXCESSO de um número n de ELÉTRONS. Sendo Q a quantidade de carga elétrica desse corpo, seu módulo será calculado como:

Q = n.e

Assim, quando RETIRAMOS elétrons de um corpo, sua carga POSITIVA fica maior que a negativa, e o corpo passa a ficar eletrizado positivamente.

E quando um corpo GANHA elétrons, a carga NEGATIVA fica maior que a positiva, e o corpo fica eletrizado negativamente.

Condutores e Isolantes Elétricos

            Dependendo da constituição de um corpo, ele pode ser classificado em condutor ou isolante.

=> Nos corpos condutores, as cargas elétricas se movimentam com relativa facilidade.

=> Nos corpos isolantes, não existe movimentação das cargas, ou existe com muita dificuldade.

Exemplo de condutores: metais, ferro, alumínio, cobre, prata, entre outros.

Porque os exemplos citados anteriormente são classificados como corpos condutores?

- Eles apresentam uma estrutura cristalina na qual ocorre liberação parcial dos elétrons mais externos, mais os elétrons não conseguem abandonar o cristal. Isso favorece o movimento das cargas e torna o corpo condutor.

Bioquímica (compostos orgânicos)

Os Carboidratos (Glicídios)


Também chamados de açucares, são moléculas orgânicas constituídas por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio.

• São a principal fonte de energia (biossíntese de ATP) para os seres vivos e estão presentes em diversos tipos de alimento!
• Tem função plástica ou estrutural, pois participam da arquitetura corporal dos seres vivos.
• Participam da estrutura dos ácidos nucléicos.
• Fórmula geral: Cn(H2O)n.

OBS.: São a fonte IMEDIATA de energia metabólica.

Classificação:

Monossacarídeos ou Oses

São os glicídios mais simples, que apresentam de 3 a 7 átomos de carbonos na molécula.

Ex.: 3 C = C3H6O3  (Triose)

4 C = C4H8O4  (Tetrose)

5 C = C5H10O5  (Pentose)

6 C = C6H12O6  (Hexose)

7 C = C7H14O7  (Heptose)

• Glicose, Frutose e Galactose são alguns dos monossacarídios mais conhecidos!

Dissacarídios

São glicídios constituídos pela união de 2 monossacarídios.

• A reação de formação de um dissacarídio é uma síntese por desidratação. Ex: a Sacarose, o principal açúcar da cana-de-açúcar, é um dissacarídio formado pela união de uma molécula glicose a uma de frutose.

Ex.: Glicose  +  Glicose  =  Maltose.

Glicose  +  Frutose  =  Sacarose.

Glicose  +  Galactose  =  Lactose.

Polissacarídios

São moléculas que apresentam mais de 10 monossacarídios.

• Grupo de glicídios cujas moléculas não apresentam sabor adocicado.
• São moléculas complexas (grandes) - C, H, O, N, P, S.
• Muitos são insolúveis em água.

Ex.: Glicogênio - Quando estocado no fígado e nos músculos, representam uma forma de armazenamento de energia - depois de uma refeição rica em glicídios, as células de nosso Fígado retiram moléculas de glicose do sangue, unindo-as aos milhares para formar moléculas de glicogênio.

Amido - É similar ao glicogênio, porém é uma substância característica das plantas, encontrado nos grãos de trigo e milho, por exemplo, e na batata-inglesa e mandioca.

Celulose - É o principal componente da parede celular, o esqueleto básico das células vegetais.

Quitina - é o principal componente das paredes celulares de fungos; exoesqueletos de artrópodes como crustáceos e insetos; e partes de moluscos.


Lipídios (Gorduras)


São compostos insolúveis em água (compostos lipossolúveis) formados pela união de Ácidos Graxos e Álcoois.

Ácido graxo  +  Ácool  -->  Éster  +  Água

OBS.: São a fonte SECUNDÁRIA de energia metabólica (ATP).

-> O rendimento energético é mais que o dobro comparado ao carboidrato

Ex.:

Glícerídios - são moléculas do álcool glicerol ligadas a uma, duas ou três moléculas de ácidos graxos. Se ligados a três moléculas de ácidos graxos são chamados de Triglicerídios. Eles constituem os óleos e as gorduras.

• Os óleos - são de origem vegetal; insaturados (mono ou poli). E são líquidos.
• As gorduras - são de origem animal; saturadas (estáveis). E são sólidas.

Ceras (Cerídios)
 - Formados por Ácidos graxos e Álcoois de cadeia longa. São insolúveis em água e tem função de impermeabilização. Ex.: Cutícula (folha), Cera da carnaúba, Cera de abelha (colméia), Cera das aves (glândula uropigiana), Cera da árvore respiratória, Cerume do ouvido.

Esteróides
 - Diferem dos glicerídios e das ceras formando uma categoria especial. As moléculas de esteróides são compostas por átomos de carbono interligados, formando quatro anéis carbônicos aos quais estão ligadas outras cadeias carbônicas, grupos de hidroxila ou átomos de oxigênio. Ex.: o Colesterol que faz parte da estrutura da membrana plasmática e está associado ao infarto do coração e a outras doenças do sistema cardiovascular.
-> Os hormônios sexuais masculino e feminino, testosterona e estrógeno, respectivamente, são produzidos a partir do colesterol.

Colesterol Bom x Colesterol Ruim

A expressão a cima não se refere a molécula de colesterol em si, más as proteínas sanguíneas encarregadas do transporte de diversos lipídios, inclusive o próprio colesterol. Essas proteínas associam-se a lipídios, formando lipoproteínas, que são conhecidas pelas siglas LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL (lipoproteína de alta densidade). Também há o VLDL (lipoproteína de densidade muito baixa).

• LDL - mau colesterol. É sintetizado no Fígado e transportado para o Intestino e para Tecido Adiposo. Em excesso, no sangue, ocasiona a Aterosclerose.
• HDL - bom colesterol. Captam parte do colesterol do sangue, transportando-o até o Fígado, que o excreta. Essas lipoproteínas por tanto ajudam a eliminar o colesterol do sangue e por isso são chamadas de "colesterol bom". O HDL é encontrado em óleos vegetais insaturados como o azeite de oliva.

Fosfolipídios - (lipídios complexos) - são os principais componentes das membranas celulares. As membranas biológicas são formadas por fosfolipídeos organizados em duas camadas, nas quais encontramos moléculas de algumas proteínas incrustadas.

Carotenóides - são pigmentos de cor vermelha, laranja ou amarela,  insolúveis em água. Estão presentes em alimentos que contém o caroteno como pigmento.  A molécula de caroteno é matéria prima para a produção de vitamina A.

 Proteínas

• São Macromoléculas estruturais do organismo;
• Compõem de 13 a 15% da matéria;
• São Polímeros de Aminoácidos*;
• São multifuncionais.

Aminoácidos - são funções orgânicas  que apresentam propriedades ácidas e básicas. São encontrados em ovos, leite, carne, legumes (soja).

• Existem mais de 150 aminoácidos conhecidos;
• Apenas 20 aminoácidos compõem o Código Genético que orienta a síntese das Proteínas;

# Esses 20 aminoácidos que compõem o Código Genético são divididos em dois grupos:
Essencias - Adquiridos na alimentação (através dos alimentos).
Não-essenciais ou Naturais - Biossintetizados pelo próprio organismo.


Em que diferem as Proteínas???
Diferem:
a) pela quantidade de aminoácidos da cadeia polipeptídica
b) pelo tipos de aminoácidos presentes na cadeia;
c) pela sequência em que os aminoácidos estão unidos na cadeia.

OBS.: O Kwashiorkor resulta de uma deficiência grave de aminoácidos essenciais, o que compromete a síntese de proteínas nas células, causando diminuição do conteúdo protéico do sangue.

A Estrutura Protéica

1) Estrutura Primária => Sequência linear de aminoácidos (a substituição de um único aminoácido em certas proteínas pode causar doenças sérias ou mesmo pode levar à morte precoce. Ex: Anemia Falciforme);

2) Estrutura Secundária ou Espacial => Trata da atração química entre os aminoácidos da cadeia. A atração se dá pelas pontes de Hidrogênio e Dissulfeto. (é um primeiro nível de enrolamento helicoidal, comparável a de um fio de telefone);

3)Estrutura Terciária => Presença de grupos não protéicos - Prostéticos. (a cadeia polipeptídica helicoidal dobra-se sobre si mesma);

4) Estrutura Quaternária => Mais de uma cadeia na molécula. (aqui temos duas ou mais cadeias unidas).


IMPORTANTE!!!


*** Desnaturação das Proteínas:
A temperatura, a acidez, a concentração de sais e a polaridade do meio podem afetar a estrutura espacial das proteínas, fazendo com que suas moléculas se desenrolem e percam a configuração original.

Histologia Vegetal

Histologia vegetal é a parte da biologia que estudas os tecidos vegetais.

- Tecidos são estruturas que reúnem células que, durante o desenvolvimento embrionário, se especializaram na mesma função.

Nas angiospermas os tecidos são divididos em dois grupos básicos: os tecidos meristemáticos e os tecidos permanentes.

Meristemas -> Tecido de crescimento!

#Do Meristema primário (apical) resultam:

• Protoderme (reveste o embrião) - dá origem à Epiderme, tecido que reveste todo o corpo da planta;
• Meristema fundamental (forma um cilindro abaixo da protoderme) - dá origem ao córtex, que é formado pelos parênquimas e por tecidos de sustentação (colênquima e esclerênquima);
• Procâmbio (região central do embrião) - dá origem aos tecidos vasculares (xilema e floema primários), parênquimas e tecidos de sustentação da região central da planta.

#Meristemas secundários: segundo estágio de desenvolvimento (crescem em circunferência), isso resulta da atividade de dois tecidos:

• Câmbio Vascular - origina os tecidos condutores secundários (xilema e floema secundários);
• Câmbio da Casca - constitui a periderme junto com o súber e o feloderme.

- São Meristemas secundários:

• Felogênio: produz o súber e o feloderme (feloderme: função de preenchimento);
• Câmbio Interfascicular: origina novos tecidos de condução (xilema e floema secundários).

OBS.: O súber + o felogênio + o feloderme = Periderme. A periderme substitui a epiderme e é composta por esses três tecidos citados.

#Meristemas Permanentes:

#Tecidos de Revestimento: Protegem contra a perda d'água e contra a ação de agentes

externos.

São eles:

• Epiderme - reveste toda a planta. Pode apresentar: estômatos, pelos e tricomas. Sua função é de proteção mecânica, proteção contra o dessecamento, função de trocas gasosas (estômatos) e absorção de água em determinadas partes dela;
• Súber - Ao contrário da epiderme, o súber é um tecido com diversas camadas de células.

***Anexos da Epiderme:

- Estomatos: permitem as trocas gasosas e a transpiração com o ambiente;

- Tricomas: evita a transpiração excessiva e, principalmente, produzem secreções urticantes, oleosas e digestivas;

- Pelos: tem função de absorção, proteção e secreção;

- Acúleos: função de proteção;

- Escamas: (são tricomas modificados) tem função de proteção e absorção;

- Cutícula: (fina camada impermeabilizante) função de diminuir a perda de água por transpiração;

- Hidatódios: (pequenas aberturas nas extremidades de algumas folhas) tem função de eliminar o excesso de água na fórmula líquida.

#Sistemas Fundamental: compõem o fundamento do corpo da planta (abaixo dos tecidos de revestimento)

Parênquimas - tem células com parede celular delgada que permite a troca de substâncias com as células vizinhas.

- Parênquima de Preenchimento (cortical ou medular): função de preencher espaços entre outros tecidos (atuam na cicatrização e regeneração de tecidos);

- Parênquima Clorofiliano (fotossintético) ou Clorênquima: função básica é promover a fotossíntese;

- Parênquima de Reserva (amilífero): sua função é armazenar substâncias (em especial o amido);

- Parênquima Aerífero: está presente em plantas aquáticas.

- Parênquima Aquífero: está presente em plantas de regiões áridas.

#Tecido de sustentação

- Colênquima: formado por células vivas clorofiladas. Encontra-se em caules verdes, pecíolos e nervuras das folhas;

- Esclerênquima: formado por células mortas (devido a presença de lignina). Encontra-se nas angiospermas lenhosas.

#Sistema Vascular

- Xilema: é o principal condutor de água e sais minerais, responsável pela seiva bruta. Elementos: vasos, traqueídes e traqueias.

- Floema: é o principal condutor de nutrientes orgânicos, responsável pela seiva elaborada. Elementos: elementos crivados (apesar das células do floema serem anucleadas elas permanecem vivas devidos as células companheiras).

Biologia Molecular - Bioquímica (compostos inorgânicos)

As células são estruturas complexas e apresentam grande diversidade de formas e funções. Elas estão submetidas aos mesmos príncipios químicos e físicos que regem os sistemas não vivos. São capazes de reslizar uma série de atividades altamente especializadas tanto nos organismos unicelulares como nos pluricelulares.

Aspectos Químicos da célula =>

As inúmeras substâncias que fazem parte da composição química da célula podem ser classificadas em dois grupos: os componentes orgânicos e os componentes inorgânicos.

Componentes inorgânicos

(Água e Sais Minerais)

Água (H2O) - Substância abundante nas células (ocupa cerca de 70% do volume celular);

- A quantidade de água no organismo varia com a espécie e com a idade!

- É uma substância Polar: possui dois átomos de hidrogênios (cátion) ligados a um átomo de oxigênio (ânion);

- A água pura é chamada de Água Destilada e não é própria para consumo, pois pode causar diarréia entres outros.

Caracterísicas da Água:

• Pontes de Hidrogênio - é a atração eletrostática resultante entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o átomo de hidrogênio de outra molécula de água, ou seja, é a ligação entre os átomos de hidrogênio e oxigênio de uma determinada molécula.
• Adesão - diz respeito a união das moléculas de H2O. Essas moléculas podem se unir a outras moléculas polares.
• Forças de Coesão - o conjunto das pontes de hidrogênio mantem coesas (unidas) as moléculas de água. Essa coesão determina a grande tensão superficial da água, por isso que certos insetos conseguem pousar sobre a água; devido a essa forte ligação entre as pontes de hidrogênio.

*OBS.: A Coesão e a Adesão são responsáveis por outra importante propriedade da água: a capilaridade.

• Capilaridade - Devido á prpriedade de adesão, a água adere á superfície interna dos capilares e tende a subir; assim as primeiras moléculas puxam as demais, pois elas estão firmemente unidas por coesão. Como essas forças são maiores que a força da gravidade atuante sobre a superfície da água dentro dos capilares, elas fazem com que a água suba. É exatamente por isso que, nas plantas, o xilema consegue subir das raízes até as folhas no alto da planta.
• Poder de dissolução - por ser uma substância Polar todas as outras substâncias, que sejam polares, podem se dissolver em água. É por esse motivo que ela é tida como Solvente Universal.
• Alto calor específico - a água funciona como regulador de calor, permitindo que a temperatura de um organismo permaneça relativamente constante, mesmo que a temperatura do ambiente varie.
• Alto calor de vaporização - é preciso uma grande quantidade de calor para romper um número suficiente de ligações de hidrogênio que permita movimentação maior e mais livres das moléculas de água. A quantidade necessária para que uma substância passe do estado líquido para o estado gasoso é conhecida por calor de vaporização.

*OBS.: A água é o único fluido que, ao congelar, se expande e se torna menos denso que a forma líquida.

Estudo da Água e dos Sais Minerais

As substâncias que se dissolvem na água são chamadas

Hidrofílicas (hidro= água, philus= amigo).

As substâncias que NÃO se dissolvem na água são chamadas

Hidrofóbicas (phobos= medo).

# A água participa de muitas reações químicas dentro da célula. Ex.:

--> Reações de síntese por desidratação: quando duas uo mais moléculas se unem e nesse

processo há liberação de molécula de água;

--> Reações de quebra por hidrólise (lise= quebra): quando uma molécula é quebrada em

duas, e nesse processo há entrada de molécula de água.

PATOLOGIAS LIGADAS A ÁGUA:

1. Degeneração Hidrópica: Acúmulo de água no interior da célula devido à lesão na membrana plasmática e alteração no funcionamento da bomba de Na e K;
2. Distúrbios Renais (Ex: Glomerulonefrite);
3. Distúrbios Hepáticos (Ex: Cirrose);
4. Retenção de Sais (Ex: Distúrbios Cardíacos);
5. Filariose (que é uma Parasitose);
6. Traumas Físicos (estes estão ligados a Hematose).

Sais Minerais - os sais minerais podem participar como constituintes de estruturas esqueléticas do corpo dos seres vivos, como é o caso do fosfato de cálcio, abundante nos ossos e nos dentes. Podem também ocorrer dissolvidos em água, caso em que eles dissociam íons, que são partículas com carga elétrica positiva ou negativa.

Ex.:

NaCl + H2O -> Na+ + Cl-

O sal (cloreto de sódio) dissolvido em água gera a dissociação (separação) dos íons de Sódio, positivo (Na+) e de Cloro, negativo (Cl-). E são justamente esses íons que vão atuar nas Funções Biológicas.

Características dos Sais:

• Os íons são fundamentais no metabolismo celular;
• Os sais são obtidos a partir do alimento;
• Muitos elementos encontram-se na estrutura de várias moléculas. Ex.: O FERRO é encontrado na HEMOGLOBINA (hemo= ferro) que é uma Proteína. E o MAGNÉSIO é encontrado na CLOROFILA que é um Pigmento.

Principais Sais e suas respactivas Funções:

• Na e K - O Na (sódio) é encontrado no Sal de Cosinha e o K (potássio) está presente em verduras, frutas, leguminosas, carnes, leite.

Função: Tanto um como o outro estão relacionados com

- Controle dos Potenciais Iônicos;

- Bioexcitabilidade celular (condução de impulsos);

- Contração muscular;

- Funções cardíacas e nervosas;

- Osmorregulação;

- Funções renais.

• Cl - O Cloro é o principal Monovalente Negativo Extracelular.

Função: Também está relacionado a Bioexcitabilidade celular, além de:

- Atuar na manutenção do pH estomacal;

- Atuar na manutenção do equilibrio hídrico.

OBS.: para neutralisar a Hiperacidez Gástrica (HCl) usa-se de NaHCO3 (sal de fruta).

• Ca - O Cálcio é encontrado na casca do ovo, leite e derivados, vegetais verde-escuros. Ele é o Principal Bivalente Positivo do Meio Estra celular.

Função: Também está relacionado a Bioexcitabilidade celular, além de estar relacionado a :

- Contração musclar;

- Coagulação sanguínea;

- Osmorregulação;

- Regulação Hormonal.

Cuidado!!!

- O Cálcio NÃO pode se acumular no interior das células, pois induz a Necrose (infarto) Celular;

- O Cálcio é um indicador Patológico e a calcificação é uma disfunção Patológica.

• Fe - É componente da Hemoglobina e da Miosina - pigmentos que tem grande afinidade com gases respiratório, como o oxigênio. É encontrado em carnes, figado, vegetais verde-escuros, leguminosas.

Função: - Biossíntese (produção) Protéica (pigmentos, enzimas);

- Absorção iônica;

- Bioenergética Celular (ATP)

- Formação do sangue - o ferro está presente na Hemoglobina e nas Hemáceas (célula presente no sangue) esta ultima é responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.

OBS.: a redução das Hemácias no sangue é uma das causas do desenvolvimento da Anemia.

Curiosidade!!!

Por que servimos laranja junto a feijoada???

Existem dos tipos de FERRO o ferro HEME e o ferro NÃO-HEME. A vitamina C da laranja ajuda a absorver o ferro NÃO-HEME presente no feijão da feijoada, fazendo com que você tenha uma melhor digestão!!!

• F - O Flúor está presente na composição de pastas dentárias e na água tratada. É encontrado em peixes

Função: - Formação do Esmalte dentário, evitando processos destrutivos causados por cáries.

• I - O Iodo é componente dos hormônios da glândula tireóidea (tireoide), que regulam o metabolismo. Sua falta pde determinar o Hipotireoidismo, que pode levar ao desenvolvimento acentuado da glândula tireóidea, determinando o bócio. O iodo é encontrado em peixes, frutos do mar e no sal.

Função: Biossíntese dos hormônios da tireóide.

• P - O Fósforo é encontrado em leite e derivados, carnes, cereais, aves, peixes, legumes.

Função: - Biossíntese de Lipídios;

- Biossíntese de Ácidos Nucléicos;

- Biossíntese de ATP.

• S - (Enxofre) Função: - Biossíntese Protéica;

- Biossíntese de Pigmentos;

- Biossíntese de Lipídios.

• N - Função: - Biossíntese Protéica;

- Biossíntese de Ácidos Nucléicos.