A célula vegetal sozinha, Notas de estudo de Ciências Biologicas

Baixe A célula vegetal sozinha e outras Notas de estudo em PDF para Ciências Biologicas, somente na Docsity! A Célula Vegetal INTRODUÇÃO • As células são as unidades funcionais da vida. • Os menores organismos são compostos de uma única célula. • Os organismos multicelulares são formados por milhões de células agregadas de modo organizado e exercendo funções específicas. • Em nível celular, os organismos são similares entre si, pois cada célula tem uma existência parcialmente autônoma. Origem da célula eucariótica • A célula eucariótica típica teria surgido em três etapas: – O proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias aeróbias, obtendo mitocôndrias; – O proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias espiroquetas, obtendo cílios, flagelos e, mais tarde, outras estruturas com base em microtúbulos como os centríolos e citosqueleto; – O proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de cianobactérias obtendo plastos.           Células eucariontes • Tem maior complexidade do que as células procariontes • São ricas em membranas que formam diversos compartimentos • Diferentes vias metabólicas ficam separadas entre si em organelas com diferentes funções Células Vegetais X Células Animais Centriolos Ausentes Presentes Peroxissomos Presentes Presentes Complexo Vesículas Vesiculas de Golgi isoladas | empilhadas Cloroplastos Presentes Ausentes Vacúolos Maiores Menores Flasmodesmos Presentes Ausentes Parede celular Presente Ausente Reserva Amido Glicogênio  MEMBRANA PLASMÁTICA (PLASMALEMA) • A membrana plasmática existem em todos os tipos de células, apresenta várias funções importantes: • Coordenar o transporte de substâncias para dentro e para fora da célula • Coordenar, nas células vegetais, a síntese e montagem das microfibrilas de celulose de parede celular. • Receber e traduzir sinais hormonais e ambientais que controlam o crescimento e diferenciação celular. A membrana como limite da célula Espessura da membrana: 6 a 10 nm, Estrutura trilaminar típica Interpretação da aparência trilaminar da membrana • São duas lâminas mais densas (escuras), correspondendo aos pólos hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e • Uma lâmina central mais clara, que corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada lipídica. • Este aspecto se repete em todas as membranas da célula. O citoplasma • É o sítio de realização de variadas atividades bioquímicas: – 1a etapa da respiração celular e outras reações enzimáticas – Síntese de diversas proteínas – Montagem do citoesqueleto – Transporte intracelular de substâncias – Acúmulo de substâncias • Constituído de água, íons, proteínas, açúcares, aminoácidos, etc COMPARTIMENTOS MEMBRANOSOS • As células eucarióticas são ricas em membranas internas, que delimitam vários compartimentos, os quais tem funções específicas, pois abrigam com- juntos de enzimas para determinadas vias meta- bólicas. A separação de tarefas aumenta a eficiência e permite que as células eucarióticas sejam maiores de que as procarióticas sem prejuízo de suas funções. • Duas regiões distintas são: – o núcleo – o citoplasma. AS ORGANELAS • Subdividem-se em : • Estruturas membranosas: – mitocôndrias – plastos – retículo endoplasmático – complexo de Golgi – lisossomos – peroxissomos – glioxissomos • Estruturas não- membranosas: – ribossomos – centríolos – citoesqueleto – inclusões celulares • Grãos de amido • Gotas lipídicas • Grãos de aleurona • Cristais inorgânicos As mitocôndrias • As mitocôndrias  significado do termo (do grego) : • mito: filamento e • chondrion: grânulo Estão relacionadas com a obtenção de energia nas células eucarióticas Morfologia das mitocôndrias • Forma: – Bastonete ou esférica • Tamanho: – Diâmetro: 0,5 μmm – Comprimento: 5-20 μmm Organização geral da mitocôndria. Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, Fourth Edition. Hipótese sobre a origem endossimbiótica das mitocôndrias early anagrobio prokaryotio col tea H& | mm FORMATHOH OF HUCLELIS prokarrota O | call IacHingmitochon EUHARYTOTIO CEL EMGULFS AERDEIO FROKARTOTIO CELL Er ENDOCTTOGSIS aukarvotio call | camrying maroble prokarrode andosymbiaTE DF GENES FROM NLCLEUS | prasarntdoy aukarçotdo col prosant-day anmaroblo cukarvotio col 2. emboshondron nulas  CLOROPLASTOS • São organelas citoplasmáticos encarregadas do processo de fotossíntese tanto em células eucarióticas vegetais, em algas e outros protistas. • São visíveis ao microscópio de luz e são maiores que as mitocôndrias CLOROPLASTOS Aspecto ao microscópio eletrônico de transmissão • Em geral apresentam 4 a 6 m de comprimento em plantas superiores, • O tamanho pode variar em função do ambiente e do estado fisiológico da planta. Hipótese sobre a origem endossimbiótica dos cloroplastos 3 Prochioron Ricketisia Ur-bacterium E = Heterotro phic agrobic eukaryotes Ulr- NA Autotraphic Ur- So. aerabic eukaryotes anaerabic) Ur-archagon dE O Thermoplasma  CLOROPLASTOS • Forma variada dos cloroplastos em Protistas fotossintetizantes: Chlamydomonas  único em forma de taça Euglena  diversos discóides CLOROPLASTOS – endissimbiose secundária Eucarionte autótrofo Eucarionte heterótrofo Eucarionte autótrofo Processo de englobamento Exemplos de endossimbiose ocorrendo atualmente tem sido observados (Okamoto et al. 2005. Science, v. 310, p. 287) CLOROPLASTOS – endissimbiose secundária • Cloroplastos com diversas membranas envolventes: – Ocorrem em alguns protistas – Indica origem endossimbiótica secundária, ou um eucarioto englobando outro eucarioto. – Geralmente se observa a presença de um nucleomorfo  resíduo do núcleo celular do endossimbionte, – Exemplo: Lotharella amoeboformis cloroplasto (ch) pirenóide (py) vesícula de armazenamento (sv) nucleomorfo (nm) Organismo fotossintetizante unicelular amebóide que adquiriu plastídios por endossimbiose secundária O Núcleo • O núcleo celular geralmente é grande; controla as atividades celulares e armazena as informações genéticas. • É delimitado pela carioteca ou envelope nuclear. • Contém a cromatina, imersa no nucleoplasma. • Estão presentes um ou dois nucléolos. • É exclusivo das células eucariotas e é similar entre células animais e vegetais. O Núcleo “Central vacuole NS : ERR q à Ê  A Carioteca ou membrana nuclear • A carioteca é formada por um sistema de membra- nas duplas; apresenta grande número de poros com diâmetro de 30 a 100 nm. • Os poros permitem a trocas de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma. • A carioteca tem continuidade com o retículo endoplasmático, tanto estrutural, como funcio- nalmente, pois ribossomos podem estar ancorados e operantes na face externa da carioteca. A cromatina • A cromatina é constituída pelo DNA e proteínas associadas: as histonas. • Ela ancora-se em um ou mais pontos da carioteca. • A informação contida no DNA é transcrita em moléculas de RNAm e este vai para o citoplasma, onde é decodificado na seqüência de aminoácidos das proteínas. • O conteúdo de DNA das células eucariotas é mui- to maior do que nas bactérias. • Eucromatina e heterocromatina Cromatina Cromatina Diferem no grau de condensação da cromatina durante a interfase O Nucléolo • Os nucléolos contém alta concentração de RNA e proteínas. • Alças de DNA de vários cromossomos estão presentes, são as regiões organi- zadoras do nucléolo. • O nucléolo é o local de montagem dos ribossomos (segundo Raven et al. 1996). Retículo Endoplasmático Uma função em fase de estudo • Contribui para a reconstrução da membrana nuclear ao final da divisão celular Cromossomos condensados em vermelho Retículo Endoplasmático • É comparável a um sistema de encanamento. • Forma uma rede de tamanho indefinido, que altera-se de modo dinâmico na célula Marcação com a proteína verde fluorescente Retículo Endoplasmático Rugoso • O RER é o local de síntese da maior parte das proteínas celulares, devido à ação coordenada de fitas de RNAm e ribossomos. • Geralmente apresenta o formato de bolsas achatadas. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO O REL geralmente tem formato tubular Microcorpúsculos • São compartimentos delimitados por membrana simples; em geral, são pequenos (0,5 a 1,5 um). • Às vezes contém inclusões cristalinas formadas por proteínas. • São gerados a partir de segmentação de membra- nas do retículo endoplasmático. • Os principais são: os peroxissomos e os glioxis- somos. Peroxissomos • São organelas de membrana simples e pequenas  0,5 a 1,5 m de diâmetro. • Ocorrem tanto em células vegetais como animais: fígado, rins etc. • Armazenam enzimas que hidrolisam substâncias altamente reativas e prejudiciais ao metabolismo da célula vegetal, os radicais livres. • São indispensáveis na via do glicolato. Glioxissomos • É um tipo especializado de peroxissomo segundo Junqueira & Carneiro (2005). • São organelas de membrana simples, que armazenam enzimas. • Participa do metabolismo de gorduras durante a germinação de sementes oleaginosas. Glioxissomos (B) Cc “Lo Figure 12-33. Molecular Biology of the Cell, 4th Edition. triglycerides Glioxissomos eLvoxrsoME ratty acics Participação p= oxidation no acetyi-CoA metabolismo oxaloac etate citrate de gorduras em sementes malate isocitrate germinando glyoxylate succinate MITOSHONDRION oxaloacetate malate fumarate succinate oxalnacetate CYTOSOL O) phosphoenolpyruvate sucrose  O Complexo de Golgi Microscopia eletrônica de transmissão ESTRUTURAS NÃO- MEMBRANOSAS • Há vários tipos de estruturas, com funções diversas. Destacam-se: – os ribossomos – os centríolos – o citoesqueleto – as inclusões celulares Os Ribossomos • São abundantes em células com metabolismo ativo. • Tem diâmetro entre 17 e 23 nm. • Os ribossomos de cloroplastos e mitocôndrias são menores, semelhantes aos de bactérias. • Contém proteínas e RNAr. São formados por duas sub- unidades com tamanhos diferentes. Podem estar livres no citoplasma ou associados à superfície do retículo endoplasmático, também ocorrem no núcleo celular. • São os sítios de “leitura” do RNAm para a síntese das proteínas. Os polissomos são cadeias de ribossomos ligados ao mesmo filamento de RNAm. Os Centríolos • Apresentam estrutura protéica formada por polímeros de tubulina, os microtúbulos. • Coordenam a divisão celular em células animais. • Dão origem a cílios e flagelos. • Não ocorrem nas células dos vegetais superiores. • Nas células vegetais há centrossomos, que são regiões de agregação de microtúbulos durante a divisão celular Os Centríolos " “ 999 » % Y ma “ a aa % Pareja de centríolos. Los centríolos se disponen perpendicularmente uno al otro. e o" e fes e e e e ” e £ € € e ee see e  O Citoesqueleto • É uma rede de filamentos protéicos. • Está relacionado com o movimento intracelular. • Participa da diferenciação, crescimento e divisão celular. • É formado por microtúbulos e filamentos de actina. As inclusões inorgânicas • São compostas por carbonato de cálcio ou oxalato de cálcio. Atribui-se função de depósito de lixo metabólico e defesa contra herbívoros em alguns casos. Recebem nome de acordo com a forma dos cristais: – ráfides - agulhas finíssimas, agrupadas em feixes com grande número delas, – drusas - estrela, em geral ocorrem isoladas, – estilóide - grande cristal alongado, – areias cristalinas - pequenos cristais irregulares, – prismas - trapezoidais, – cistólito - irregular, grande tamanho, ocorre isolado. Ráfides Ráfides em células do tecido clorofilado de Sanseveria trifasciata (Espada-de-São- Jorge) Ráfides livres obtidas do tecido macerado Ráfides de Lachenia bulbifera (HYACINTHACEAE) vistas em microscopia eletrônica de varredura Drusas Drusas ao redor de nervura em folha de Cochlospermum regium vistos ao microscópio de luz Drusas em células parenquimáticas Drusa vista em microscopia eletrônica de transmissão Cristais prismáticos Cristais em nectário extra- floral de Lafoensia pacari (mangaba brava) Cristal em célula da casca de Dipteryx alata (Baru) Cistólito Cistólito em folha de Ficus sp. Composição química: carbonato de cálcio As inclusões orgânicas • São formadas geralmente por compostos orgânicos com função de reserva. • São denominados de acordo com a compo- sição química: – grãos de amido - amido – grãos de aleurona - proteínas – gotas de óleo – lipídeos – Conteúdo tânico - taninos Grãos de amido Grãos de amido de feijão corados com lugol e vistos ao microscópio de luz Grãos de amido de batata vistos ao microscópio de luz polarizada Grãos de amido vistos ao microscópio eletrônico de varredura As características dos grãos podem ter valor taxonômico Triticum Festuca Sorghum Eragrostis Amido – estrutura molecular Amilopectina Amilose As enzimas alfa e beta amilase e a fosforilase do amido realizam a hidrólise do amido Gotas lipídicas Gotas lipídicas em células da semente de Arabidopsis thaliana durante a germinação M = mitocôndria C = cloroplasto P = peroxissomo LB = corpo lipídico V = vacúolo A e C = tipo selvagem, com enzimas normais para hidrólise dos lipídeos B e D = mutante cts-1, com deficiência para a mobilização de lipídeos Gotas lipídicas • São acúmulos de triglicérides. • Geralmente sementes pequenas tende a ser oleoginosas, pois os lipídeos tem alto conteúdo energético (9kcal/g). • As reservas podem estar no endosperma ou nos cotilédones. • São hidrolisadas inicialmente pelas lipases. • Os glioxossomos tem participação no processo de hidrólise (rever slides dessa organela). As principais substâncias de reserva em sementes - exemplo Carboidratos Proteínas Lipídeos A Celulose • É formada por moléculas de glicose, com ligações ß 1, 4. Poucos organismos tem a capacidade de hidrolisar esse tipo ligação. • Várias cadeias lineares de celulose organizam-se paralelamente e unem-se entre si por pontes de hidrogênio, formando as microfibrilas, estas são interligadas por uma matriz de pectina, hemiceluloses, formando as macrofibrilas. Celulose • Não é digerida pelas enzimas humanas • Representa 50% ou mais da composição química de um vegetal A síntese da celulose • É sintetizada por enzimas na membrana celular • Tem função estrutural • É depositada fora das células A parede celular e seus componentes Hemicellulose RAE Microfibril ETR EI] Middle [TE Cell Wall Plasma UE  As Ligninas • São moléculas complexas, ramificadas, cujos monômeros são compostos fenólicos, interligadas de várias maneiras. • Conferem resistência, ocorre nas paredes das células com função de sustentação e transporte. Ligninas • São formadas por monômeros de compostos fenólicos: – p-hidroxibenzaldeído; – Vanilina; – Siringaldeído; – Ácido vanílico; – Ácido siríngico; – Ácido p-coumárico; – Ácido ferúlico.