Funções das organelas celulares – Resumo

Nesta aula vamos ver um pequeno resumo das funções das organelas celulares, além de identificar e diferenciar cada uma delas.

As células exercem nos organismos as mais diversas funções, como síntese de proteínas, lipoproteínas, processam carboidratos para produzir energia, armazenam substâncias, podem ter a capacidade de se movimentar, transportar substâncias, produzir hormônios e muito mais.

Veja antes duas vídeo aulas um slide e depois continue a leitura do texto logo abaixo.

Vídeo 1: membrana plasmática, citoplasma, citoesqueleto, complexo golgiense

Vídeo 2: Lisossomos, peroxissomos, mitocôndrias cloroplastos e centríolos

No final da página tem o slide utilizado para produzir os vídeos.

O que são organelas celulares

As organelas celulares são estruturas encontradas no interior das células mergulhadas no citoplasma e são elas que garantem o bom funcionamento celular. Têm diversas funções como a produção de energia, digestão intracelular, produção de proteínas transportes entre outros.

Elas tem diferentes formas, tamanhos e funções. e nesta aula, veremos quais são e como cada uma delas funciona.

As diversas atividades celulares, nos eucariontes, ocorrem em regiões compartimentalizadas conhecidas como organelas. As organelas são responsáveis por e especializadas em funções específicas.

A quantidade e o tamanho de tais compartimentos intracelulares variam de acordo com cada célula.

A coordenação de todas essas atividades é um grande desafio celular, uma vez que os compartimentos devem trabalhar de forma integrada a fim de favorecer a célula como um todo.

Citoplasma, citosol e citoesqueleto

O volume interno da célula, excluindo-se o núcleo (nas células eucarióticas) e o nucleoide (nas células procarióticas), limitado pela membrana celular, corresponde ao citoplasma.

Nas células procarióticas, o citoplasma é formado por uma matriz amorfa, rica em água, com pequenas moléculas, proteínas, RNA e ribossomos (organelas não membranosas). Já nas células eucarióticas, o citoplasma é constituído de uma solução aquosa, o citosol, e de organelas membranosas.

O citosol é uma solução concentrada de enzimas, RNA, aminoácidos, bases nitrogenadas, certos tipos de açúcares, metabólitos, íons inorgânicos, ribossomos e inclusões citoplasmáticas, como gotas de gordura e grãos de glicogênio, ou seja, inclui tudo o que não é organela delimitada por membrana.

Os filamentos intermediários são compostos por uma variedade de proteínas, entre elas a queratina. São como cordas fortes e flexíveis, e possibilitam à célula resistir a tensões, como, por exemplo, as células epiteliais da pele; e fornecem sustentação às organelas e ao núcleo. Contrariamente aos microtúbulos e aos microfilamentos, os filamentos intermediários não estão diretamente relacionados aos movimentos celulares.

Funções das organelas Celulares

Organelas microtubulares

Diversas organelas ou estruturas celulares derivam de montagens especiais de microtúbulos. Algumas delas são transitórias, como o aparelho mitótico que aparece na divisão celular; outras são permanentes, como os centríolos, os cílios e os flagelos.

Aparelho mitótico

O aparelho mitótico é constituído de dois componentes microtubulares: o áster e o fuso. O áster é um feixe de fibras microtubulares, disposto como raios que partem de cada polo da célula em divisão. O fuso acromático é outra estrutura microtubular que se estende de um polo a outro da célula, também em divisão.

Centríolos

Os centríolos faltam em todos os procariontes, mas estão presentes nas células de eucariontes, com exceção das células das plantas com flores.

Aparecem, ao microscópio eletrônico, como dois cilindros dispostos perpendicularmente entre si, formando um conjunto denominado diplossomo. Cada cilindro é formado por nove trincas de microtúbulos.

Os centríolos ocorrem aos pares nas células e ficam localizados no centrossomo (ou centro celular), que é o local de onde partem os microtúbulos do citoesqueleto.

A função dos centríolos parece estar ligada ao processo de divisão celular, porém persistem dúvidas quanto à sua atuação, visto que há células que se dividem mesmo não apresentando tais organelas.

Cílios e flagelos

Os cílios e os flagelos são estruturas ligadas à motilidade celular e adaptadas ao meio líquido. Diferenciam-se quanto ao tamanho e número por célula: cílios curtos e numerosos e flagelos longos e em pequeno número.

Organelas não membranosas

O citoplasma contém um número variado de organelas com funções definidas, muitas das quais são limitadas por membranas. Elas são conhecidas como organelas membranosas, como é o caso das mitocôndrias.

Ribossomos

Os ribossomos são organelas citoplasmáticas não membranosas, pois não são revestidos por membrana lipoproteica semelhante à membrana celular.

Eles existem em todos os tipos de célula. Ao microscópio eletrônico, aparecem como organelas compactas, compostas de duas subunidades, de tamanhos diferentes, constituídas de ácido ribonucleico ribossômico (RNAr) e proteínas.

Isolados, os ribossomos não sintetizam proteínas. Para tal processo acontecer, precisam associar-se a moléculas de RNA mensageiro (RNAm) ; e constituir um polissomo ou polirribossomo, a 1 formação funcional para a síntese de proteínas nas  células.

Um polissomo pode reunir de oito a vinte; ribossomos, mas é o RNAm que contém a informação genética para a síntese dos diferentes tipos de proteínas que posteriormente são direcionadas aos seus locais de atuação por meio de “códigos de  endereçamento” incluídos na própria proteína.

Organelas membranosas

As organelas membranosas representam, em média, cerca de 40% do volume celular total. Nesse grupo incluem-se: retículo endoplasmático, complexo golgiense, lisossomos, peroxissomos, glioxissomos, vacúolos, mitocôndrias e cloroplastos.

Mitocôndrias

As mitocôndrias, organelas encontradas em todas as células eucarióticas e responsáveis pela respiração celular, têm, em geral, forma ovoide ou em bastonete e medem cerca de 0,2 pm a 0,7 pm de diâmetro, e 1 pm a 5 pm de comprimento. Seu número é variável, sendo maior nas células com grande atividade metabólica, como, por exemplo, as fibras musculares. Podem executar movimentos ativos ou serem arrastadas pela ciclose.

As mitocôndrias geram energia a partir de nutrientes para potenciar a célula

A observação microscópica da mitocôndria não fornece qualquer indicação da sua importância. Sua função foi descoberta rompendo-se as células e coletando-se as mitocôndrias por centrifugação da “sopa” de fragmentos celulares. Mitocôndrias purificadas foram então testadas para se saber que processos químicos elas podiam realizar.

Foi, pois, descoberto que as mitocôndrias são as geradoras de energia química para a célula. Elas derivam a energia da oxidação de moléculas presentes nos alimentos, como os açúcares, para produzir o combustível químico básico – adenosina trifosfato ou ATP -, a gasolina, por assim dizer, que energiza a maioria dos processos celulares.

Como a mitocôndria consome oxigênio e libera dióxido de carbono durante sua atividade, o processo por inteiro é chamado de respiração celular devido à sua similaridade com a respiração.

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Cloroplastos

Nas células vegetais e de vários protistas encontram-se organelas denominadas plastos envolvidas com processos de síntese de compostos orgânicos e de armazenamento e reserva de substâncias.

De todas elas, as mais importantes são os cloroplastos, porque possuem clorofila e respondem pelo processo da fotossíntese, por meio do qual compostos orgânicos são sintetizados com liberação de gás oxigênio para o ambiente. Estude o Reino Plantae e veja essas e outras caraterísticas do reino vegetal

Retículo endoplasmático

Ao microscópio eletrônico, o citoplasma apresenta um sistema de endomembranas que constitui o retículo endoplasmático (RE). As membranas do RE, de composição química e estruturas semelhantes às da membrana celular, delimitam cavidades tubulares ou vesiculares que dividem o citoplasma em compartimentos interligados.

O RE é contínuo com a membrana externa do envoltório nuclear (carioteca) e acha-se ligado também à membrana celular, como se fosse um prolongamento dela para o interior da célula.

Existem dois tipos de RE: o granuloso e o não granuloso. Ambos transportam substâncias no interior das células, mas há diferenças morfológicas e funcionais entre eles.

O RE granuloso possui ribossomos aderidos à face externa de suas membranas e constitui o local de síntese de proteínas. O RE não granuloso não possui ribossomos aderidos à face externa de suas membranas e está relacionado principalmente com a síntese de lipídios, de certos hormônios, como testosterona, estrogênio e progesterona, e é responsável, também, pela desintoxicação celular.

Complexo golgiense – antigamente conhecido como complexo de Golgi

O complexo golgiense (antigo complexo de Golgi, em homenagem ao seu descobridor Camilo Golgi) constitui uma zona do RE não granuloso bastante diferenciada do restante.

Trata-se de um sistema de lamelas lipoproteicas dobradas ordenadamente, formando sáculos achatados, de cujas bordas destacam-se vesículas de secreção de tamanhos diferentes.

Cada conjunto de sáculos achatados constitui uma unidade do complexo golgiense, denominada sáculo lameliforme, designação atual dos dictiossomos.

Há evidências de que certas proteínas sintetizadas pelos polissomos ligados ao RE são canalizadas para o complexo golgiense. De lá se destacam formando vesículas e chegam até a membrana celular, de onde extravasam para fora da célula, por meio da exocitose. Tal fato sugere que o complexo golgiense estaria ligado à secreção celular.

Lisossomos

Os lisossomos são organelas esféricas, envolvidas por membrana única. O processo da digestão intracelular por eles desencadeado pode ocorrer por heterofagia e autofagia.

O microscópio eletrônico revelou a existência de minúsculas vesículas espalhadas pelo citoplasma de praticamente todas as células eucarióticas, embora sejam mais comuns em células animais.

Análises bioquímicas revelaram que o conteúdo dessas vesículas é rico em enzimas que participam da digestão intracelular. Pela função que desempenham dentro das células, essas vesículas foram denominadas lisossomos (do grego lysis = dissolução; soma = corpo).

A digestão por heterofagia ocorre quando uma partícula é englobada do meio externo, por fagocitose ou pinocitose, e aprisionada em um vacúolo digestivo.

Se for sólido, o conteúdo desse vacúolo é denominado fagossomo; se for líquido, é denominado pinossomo. A digestão intracelular por heterofagia é realizada pelos leucócitos, que são capazes de englobar micro-organismos e em seguida destruí-los, no interior de vacúolos digestivos, pela ação de enzimas lisossômicas.

As amebas e outros organismos, como esponjas e cnidários, também realizam a digestão intracelular heterofágica.

A digestão por autofagia ocorre nos casos de renovação de organelas celulares e na remodelagem de tecidos (metamorfose dos insetos).

Acredita-se que os lisossomos estejam relacionados com o fenômeno da reabsorção da cauda, das brânquias e nadadeiras do girino durante a metamorfose.

As células desses órgãos, a partir de um determinado momento, sofrem auto digestão gradativa, que as leva ao “suicídio”, fenômeno conhecido como apoptose e causado pelo rompimento dos lisossomos dentro das células. O produto resultante desse processo é utilizado pelo animal para o seu desenvolvimento.

O gráfico a seguir mostra, em vários estágios da metamorfose do girino, a porcentagem de enzima digestiva em função do tamanho da cauda.

Peroxissomos e glioxissomos

Os peroxissomos são organelas ricas em enzimas, como peroxidase ou catalase. São limitados I por uma membrana única e encontrados nas células animais e vegetais. As enzimas neles presentes I são sintetizadas pelos ribossomos ligados ao retículo endoplasmático granuloso.

Vacúolos

Os vacúolos são estruturas intracelulares envolvidas por membrana lipoproteica. Surgem do desenvolvimento de vesículas do retículo endoplasmático. Podem também se originar a partir da membrana celular, em casos de fagocitose e pinocitose.

Nas células animais, os vacúolos podem ser digestivos ou autofágicos. Os vacúolos digestivos englobam as partículas que são digeridas pelas enzimas lisossômicas.

Parte do material digerido difunde-se no citosol e é aproveitada pela célula. A parte não aproveitada forma o chamado vacúolo residual, que tende a ser eliminado pelo processo da clasmocitose.

Há casos em que as enzimas lisossômicas digerem partes da própria célula, por exemplo, uma mitocôndria ou porções do retículo endoplasmático, com a formação de um tipo especial de vacúolo digestivo, o vacúolo autofágico.

Nos protozoários de água doce, além de vacúolos digestivos, também são observados vacúolos com a função de manter o equilíbrio osmótico entre o meio externo e a célula.

Esses vacúolos são denominados contrateis ou pulsáteis, porque se dilatam e se contraem para expulsar o excesso de água, que entra por osmose através de um poro da membrana.

Nas células vegetais, os vacúolos servem principalmente para armazenamento de água, pigmentos e outras substâncias. Estão também relacionados com os processos de entrada e saída de água, contribuindo para o controle da pressão osmótica que a célula desenvolve.

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Veja também:

• A célula vegetal

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Referências bibliográficas

JUNQUEIRA, Luiz Carlos Uchoa et al. Biologia celular e molecular. McGraw-Hill Interamericana, 1998.

Fonte: Livro Citologia, Embriologia e histologia de Pezzi, Gowdak e Matos – Editora FTD