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Baixe trabalho de biologia e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Biologia, somente na Docsity! UNIVERSIDAD CENTRAL DEL PARAGUAY – UCP. Facultad de Ciencias de la Salud. Carrera de Medicina. ALAN JUNIOR GROTTO EDIVAR TEIXEIRA DE LIMA FILHO. IGOR FLÁVIO DE ABREU GONÇALVES JORGE KAYRO FERNANDES DOS SANTOS RAFAEL VICTOR SILVA DE NOVAES TRABAJO PRÁCTICO DE BIOLOGÍA ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS RETICULO ENDOPLASMATICO LISO Y RUGOSO COMPLEJO DE GOLGI ENDOSOMAS LISOSOMAS MITOCONDRIAS PEROXISOMAS Ciudad del Este Sede 2. 2020 TRABAJO PRÁCTICO DE BIOLOGÍA ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS RETICULO ENDOPLASMATICO LISO Y RUGOSO COMPLEJO DE GOLGI ENDOSOMAS LISOSOMAS MITOCONDRIAS PEROXISOMAS Pesquisa Bibliográfica sobre Organelas Citoplasmáticas, apresentado à UNIVERSIDAD CENTRAL DEL PARAGUAY – UCP - Facultad de Ciencias de la Salud. Carrera de Medicina, como requisitos para obtenção de nota no TRABAJO PRÁCTICO DE BIOLOGÍA. Primeiro Semestre, Classe 1B, turno Vespertino. Professora: Draª Ana Michelli Luis Gimenez Ciudad del Este Sede 2. 2020 2 INTRODUÇÃO INTRODUCCIÓN No organismo humano, a célula é considerada a unidade funcional e estrutural, e o estudo da célula, suas características e funções, é desempenhado pela citologia ou biologia celular. O agrupamento de diversas células com funções semelhantes vai originar o tecido. En el organismo humano, la célula se considera la unidad funcional y estructural, y el estudio de la célula, sus características y funciones, se realiza mediante citología o biología celular. La agrupación de varias células con funciones similares originará el tejido. Cada uma das células está relacionada com uma determinada função, mas a essência estrutural de todas as células, salvo algumas exceções, é a mesma: membrana celular ou citoplasmática, citoplasma (contendo o citosol e as organelas celulares) e núcleo. Um exemplo de célula que difere nessa composição é a hemácia, que não possui núcleo. Cada célula está relacionada con una función determinada, pero la esencia estructural de todas las células, con algunas excepciones, es la misma: membrana celular o citoplasma, citoplasma (que contiene citosol y orgánulos celulares) y núcleo. Un ejemplo de una célula que se diferencia en esta composición es el eritrocito, que no tiene núcleo. A membrana plasmática ou citoplasmática é uma bicamada lipídica cuja função majoritária é a separação do meio interno e externo da célula, possuindo também a capacidade de permeabilidade seletiva. El plasma o membrana citoplasmática es una bicapa lipídica cuya función principal es la separación del entorno interno y externo de la célula, 3 poseyendo además la capacidad de permeabilidad selectiva. No citoplasma, observa-se dois componentes: citosol, que é a fração líquida/gelatinosa, onde encontra-se principalmente água, além de eletrólitos, glicose, trifosfato de adenosina (ATP), proteínas e lipídeos; o segundo componente do citoplasma corresponde às organelas citoplasmáticas, que são estruturas distintas que desempenham funções particulares, como objetivo de manter a homeostasia da célula. En el citoplasma se observan dos componentes: el citosol, que es la fracción líquida / gelatinosa, donde se encuentra principalmente el agua, además de electrolitos, glucosa, trifosfato de adenosina (ATP), proteínas y lípidos; el segundo componente del citoplasma corresponde a los orgánulos citoplásmicos, que son estructuras distintas que realizan funciones particulares, para mantener la homeostasis celular. Este trabalho prático é uma pesquisa bibliográfica, onde serão abordadas as organelas a seguir: • Reticulo Endoplasmático Liso; • Reticulo Endoplasmático Rugoso; • Complexo De Golgi; • Endossoma; • Lipossoma; • Mitocôndria; • Peroxissoma. 4 Este trabajo práctico es una investigación bibliográfica, que abordará los siguientes orgánulos: • Retículo endoplasmático liso; • Retículo endoplasmático rugoso; • Complejo de Golgi; • Endosoma; • Liposoma; • mitocondrias; • Peroxisoma. 7 Fig. 1. Retículo endoplasmático liso com vesículas associadas. As partículas densas sãogrânulos de glicogênio.(Rose Watson, CancerResearch UK.) Estruturalmente, o sistema de canais pode ser dividido em retículo endoplasmático rugoso ou granular, que tem ribossomos afixados à sua superfície citossólica, e retículo endoplasmático liso ou agranular, que é desprovido de ribossomos. Funcionalmente, o retículo endoplasmático é compartimentalizado em regiões especializadas com funções exclusivas. Para leitura adicional ver Levine e Rabouille (2005). Retículo endoplasmático rugoso O retículo endoplasmático rugoso, associado com ribossomos, é um local de síntese de proteína (Fig. 1.1). A maioria das proteínas passa através das suas membranas e se acumula dentro das suas cisternas, embora algumas proteínas integrantes da membrana, por exemplo, receptores da membrana plasmática, sejam inseridas na membrana do retículo endoplasmático rugoso, onde elas permanecem. Depois da passagem a partir do retículo endoplasmático rugoso, as proteínas permanecem em organelas citoplasmáticas limitadas por membrana como lisossomos, tornam-se incorporadas em nova membrana plasmática, ou são secretadas pela célula. Alguns carboidratos também são sintetizados por enzimas dentro das cavidades do retículo endoplasmático rugoso e podem ser ligados à proteína recém-formada (glicosilação). As vesículas brotam para fora do retículo endoplasmático rugoso para transporte ao Golgi como parte do mecanismo de direcionamento de proteínas da célula. 8 Fig. 1.1 Aparelho de Golgi e organelas funcionalmente relacionadas. A, Aparelho de Golgi (G) adjacente ao núcleo (N) (V = vesícula). B, Grande corpo residual (lisossomo terciário) em uma célula de músculo cardíaco (M = mitocôndria). C, Relações funcionais entre o aparelho de Golgi e estruturas celulares associadas. D, Reconstrução tridimensional do aparelho de Golgi em uma célula beta pancreática mostrando pilhas de cisternas de Golgi a partir da face cis (rosa), cisternas cis- 9 mediais (vermelho, verde), para a rede de Golgi trans (azul, amarelo, vermelho-laranja); grânulos de pró-insulina imatura (vesículas de condensação) mostrados em azul-claro e grânulos de insulina matura (cristalina) em azul- escuro. As áreas de cor lisa representam superfícies de corte de cisternas e vesículas. E, Retículo endoplasmático rugoso (R), associado com o aparelho de Golgi (G).(Parte D por cortesia de Dr Brad Marsh, Institute for Molecular Bioscience, University of Queensland, Brisbane.) A,B,E de tecido humano. Retículo endoplasmático liso O retículo endoplasmático liso (Fig. 1) é associado com metabolismo dos carboidratos e muitos outros processos metabólicos, incluindo detoxificação e síntese de lipídios, colesterol e outros esteroides. As membranas do retículo endoplasmático liso servem como superfícies para a fixação de muitos sistemas enzimáticos, por exemplo, a enzima citocromo P450, que está envolvida em importantes mecanismos de detoxificação e fica, assim, acessível aos seus substratos, os quais geralmente são lipofílicos. Elas também cooperam com o retículo endoplasmático rugoso e o aparelho de Golgi para sintetizar novas membranas; os componentes proteína, carboidrato e lipídio são adicionados em diferentes compartimentos estruturais. Tipos altamente especializados de retículo endoplasmático estão presentes em algumas células. Por exemplo, nas células do músculo esquelético, o retículo endoplasmático liso (retículo sarcoplasmático) armazena íons cálcio, os quais são liberados no citossol para iniciar contração após estimulação iniciada por um neurônio motor na junção neuromuscular. Ribossomos Os ribossomos são máquinas macromoleculares que catalisam a síntese de proteínas a partir de aminoácidos. Eles são grânulos com aproximadamente 15 nm de diâmetro, compostos de moléculas de RNA ribossômico (rRNA) montadas em duas subunidades desiguais. Um grande número de proteínas, predominantemente 12 Além destas cisternas, há outras estruturas membranosas que formam parte integrante do aparelho de Golgi, chamadas redes de Golgi cis e de Golgi trans. A rede de Golgi cis é uma região de canais membranosos complexos interpostos entre o retículo endoplasmático rugoso e a face cis de Golgi (complexo Golgi– retículo endoplasmático rugoso), que recebe e transmite vesículas em ambasas direções. Sua função é selecionar proteínas apropriadas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso para entrega por vesículas à pilha de Golgi, enquanto as proteínas inapropriadas são lançadas de volta para o retículo endoplasmático rugoso. A rede de Golgi trans, no outro lado da pilha do Golgi, é também uma região de canais de membrana interconectados engajados em seleção de proteína. Aqui, proteínas modificadas processadas nas cisternas de Golgi são empacotadas seletivamente em vesículas e despachadas para diferentes partes da célula. O empacotamento depende da detecção, pela rede Golgi trans, de sequências de sinais de aminoácidos particulares, levando ao seu encerramento em membranas de composição apropriada que modificarão ainda mais o seu conteúdo, por exemplo, extraindo água para concentrá-las ou bombeando prótons para dentro para acidificar seu conteúdo. As membranas contêm proteínas sinais específicas, as quais podem alocá-las a vias de transporte baseadas em microtúbulos e permitir- lhes ancorar nos alvos apropriados em outros lugares na célula, por exemplo, a membrana plasmática no caso de vesículas secretórias. Formação de vesículas e brotamento na rede de Golgi trans envolve a adição de clatrina sobre a sua superfície externa, para formar poços revestidos. Dentro da pilha de Golgi propriamente dita, as proteínas sofrem uma série de modificações químicas sequenciais que começaram no retículo endoplasmático rugoso. Estas incluem: alterações nos grupos glicosil, por exemplo, remoção de manose, adição de N-acetil glicosamina e ácido siálico; sulfatação de glicosaminoglicanos ligados; fosforilação de proteína. Lipídios formados no retículo endoplasmático também são encaminhados para incorporação nas vesículas. O papel do aparelho de Golgi na síntese de lisossomos primários é uma atividade importante nas células com abundantes lisossomos, como aquelas com papéis fagocíticos. Em células glandulares com uma zona secretória apical, o 13 aparelho de Golgi se situa entre a superfície secretória e o núcleo. Em fibroblastos, há dois ou mais grupos de pilhas de Golgi; até 50 grupos são encontrados nas células hepáticas. O aparelho de Golgi está muitas vezes estreitamente associado com o centrossomo (uma região da célula que contém um par de centríolos e microtúbulos correlatos), refletindo uma ligação com o sistema de transporte de vesículas mediado por microtúbulos. Endossomos, lisossomos, proteossomos e peroxissomos O sistema de vesículas dos endossomos se origina em pequenas vesículas endocíticas (vesículas e cavéolas revestidas de clatrina) ou fagossomos maiores e vesículas macropinocitóticas captadas pela célula do exterior. A endocitose dependente de clatrina ocorre em áreas especializadas da membrana plasmática chamadas poços revestidos; este mecanismo também é usado para internalizar ligantes ligados a moléculas receptoras da superfície e também é chamado endocitose mediada por receptor. As cavéolas (pequenas cavernas) são vesículas estruturalmente distintas mais amplamente usadas por células endoteliais e musculares lisas, onde elas estão envolvidas em transcitose, transdução de sinal e possivelmente outras funções. Para leitura adicional, ver Pollard e Earnshaw (2007). O sistema endocítico é ligado funcionalmente a uma segunda série de estruturas membranosas,os lisossomos. Os lisossomos contêm hidrolases ácidas, as quais processam ou degradam materiais exógenos (heterofagia), e organelas intracelulares que estão exauridas, danificadas ou não são mais necessárias (autofagia). Há uma troca contínua de vesículas entre este sistema e o complexo Golgi– retículo endoplasmático rugoso, de modo que o sistema endossômico/lisossômico é provido com enzimas hidrolíticas e o Golgi recebe vesículas esvaziadas para recarregar. Uma vez internalizadas, as vesículas endocitóticas eliminam sua capa de adaptina e clatrina, e se fundem com uma cisterna tubular chamada endossomo inicial, onde as moléculas receptoras liberam seus ligantes afixados. A membrana e receptores dos endossomos iniciais podem ser reciclados para a superfície da célula sob a forma de vesículas exocitóticas. 14 Endossomos tardios Depois de um breve período nos endossomos iniciais, os materiais podem ser passados para endossomos tardios, os quais são um conjunto de túbulos, vesículas ou cisternas situado mais profundamente. Os endossomos tardios recebem enzimas lisossômicas por meio de vesículas (pequenos lisossomos) transportadas a partir do aparelho de Golgi. O pH dos endossomos avançados é baixo (cerca de 5,0) e isto ativa hidrolases ácidas lisossômicas para degradar o conteúdo endossômico. Os produtos da hidrólise são passados através da membrana para o citossol, ou podem ficar retidos no endossomo. Os endossomos tardios (Fig. 1.1) podem crescer consideravelmente em tamanho por fusão de vesículas para formar corpos multivesiculares, e a concentração de enzima pode aumentar grandemente para formar os grandes lisossomos densos clássicos descritos por Duve (1963). Entretanto, essas organelas grandes não aparecem em todas as células, talvez porque os endossomos tardios muitas vezes lidam muito rapidamente com o material endocitosado. Lisossomos Os lisossomos são corpos densos, esferoides, limitados por membrana, de 80-800 nm de diâmetro (Figs. 1.1, 1.2), muitas vezes com inclusões complexas de material sofrendo hidrólise (lisossomos secundários). Eles contêm hidrolases ácidas capazes de degradar uma ampla variedade de substâncias. Até agora mais de 40 enzimas lisossômicas foram descritas, incluindo proteases, lipases, carboidrases, esterases e nucleases. As enzimas são pesadamente glicosiladas, e são mantidas em um baixo pH por bombas de prótons nas membranas lisossômicas. 17 Proteossomos A proteólise intracelular ocorre por duas vias, uma mediada por lisossomos e a outra por proteossomos. Os proteossomos dos eucariotas são grandes complexos não membranosos em forma de barril compostos de cerca de 28 subunidades proteicas distintas que formam uma estrutura em forma de anel altamente ordenada (anel 20S) em ambos o citoplasma e o nucleoplasma. Os locais ativos são nas superfícies internas do barril; aberturas terminais restringem acesso de substratos a estes locais. Os proteossomos degradam proteínas, incluindo aquelas que estão dobradas erradamente e marcadas para degradação pela ubiquitina, e desempenham um papel importante na clivagem dos antígenos intracelulares (p. ex., aqueles derivados de infecção viral) para apresentação às células efetoras do sistema imune. Peroxissomos Os peroxissomos são vacúolos limitados por membrana com 0,15-0,5 μm de diâmetro, presentes em todos os tipos de células nucleadas. Eles muitas vezes contêm centro denso ou interior cristalino composto principalmente da enzima urato oxidase. Grandes (0,5 μm) são particularmente numerosos nos hepatócitos e células tubulares renais. Os peroxissomos são importantes na destoxificaçãooxidativa de várias substâncias captadas para dentro ou produzidas no interior de células, incluindo etanol e formaldeído. A oxidação é efetuada por várias enzimas, incluindo D-aminoácido oxidase e urato oxidase, as quais geram peróxido de hidrogênio como fonte de oxigênio molecular. Quantidades excessivas de peróxido de hidrogênio são decompostas pela enzima catalase. Os peroxissomos também oxidam cadeias de ácidos graxos por β-oxidação. A formação dos peroxissomos não é usual pelo fato de estes parecerem ser derivados pelo crescimento e fissão de peroxissomos previamente existentes. Suas proteínas internas, incluindo enzimas oxidativas, são passadas a partir do citossol diretamente através de canais nas suas membranas, em vez de por empacotamento a partir do retículo endoplasmático rugoso e aparelho de Golgi. Estas características também são encontradas nas mitocôndrias, embora as proteínas peroxissômicas sejam codificadas inteiramente no núcleo. Anormalidades 18 genéticas na biogênese dos peroxissomos são vistas na síndrome de Zellweger e incluem mutações de genes em uma proteína transportadora de enzima peroxissômica. Em homozigotos, isto usualmente é fatal logo depois do nascimento. Mitocôndrias As mitocôndrias são organelas limitadas por membrana (Fig. 1.2). Elas são a principal fonte de energia química na maioria das células. As mitocôndrias são o local do ciclo do ácido cítrico (de Krebs, dos ácidos tricarboxílicos) e da via de transporte de elétrons (citocromo) pela qual moléculas orgânicas complexas são finalmente oxidadas a dióxido de carbono e água. Este processo fornece energia para impulsionar a produção de ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico (fosforilação oxidativa). As várias enzimas do ciclo do ácido cítrico estão localizadas na matriz mitocondrial, enquanto aquelas do sistema citocromo e da fosforilação oxidativa estão localizadas principalmente na membrana mitocondrial interna. Agora se sabe que em muitos tecidos, especialmente músculo liso, as mitocôndrias também desempenham um papel importante na sinalização celular, especialmente na homeostasia do cálcio intracelular. Elas também são produtoras importantes de espécies de oxigênio reativo e estresse oxidativo, e estão envolvidas em ativação de apoptose. O número de mitocôndrias em uma determinada célula refletem seus requisitos gerais de energia; por exemplo, nos hepatócitos pode haver até 2.000, enquanto em linfócitos em repouso usualmente há muito poucas. Eritrócitos maturos são completamente desprovidos de mitocôndrias. As células com poucas mitocôndrias em geral dependem grandemente de hidrólise para seus suprimentos de energia. Estas incluem algumas células muito ativas, por exemplo, fibras musculares esqueléticas de contração rápida, as quais são capazes de trabalhar rapidamente, mas só por uma duração limitada. As mitocôndrias aparecem no microscópio óptico como longos filamentos finos no citoplasma da maioria das células, particularmente aquelas com uma alta taxa metabólica, por exemplo, células secretórias em glândulas exócrinas. Nas células vivas, as mitocôndrias mudam constantemente de forma e posição intracelular; elas se multiplicam por crescimento e fissão e podem sofrer fusão. 19 Na microscopia eletrônica, as mitocôndrias usualmente aparecem como corpos redondos ouelípticos de 0,5-2,0 μm de comprimento. Cada mitocôndria é revestida por uma unidade de membrana externa e uma interna, separadas por um intervalo variável chamado espaço intermembrana. A luz é rodeada pela membrana interna e contém a matriz mitocondrial. A membrana externa é lisa e às vezes afixada a outras organelas, particularmente microtúbulos. A membrana interna é profundamente pregueada para formar invaginações transversas ou longitudinais incompletas, cristas, as quais criam uma área de superfície relativamente grande da membrana. A forma mitocondrial e a forma e organização das cristas variam com o tipo de célula. As cristas são mais numerosas e complexas em células com uma alta taxa metabólica, por exemplo, células musculares cardíacas. As permeabilidades das duas membranas mitocondriais diferem consideravelmente: a membrana externa é livremente permeável a muitas substâncias em virtude da presença de grandes canais inespecíficos formados por proteínas (porinas), enquanto a membrana interna é permeável apenas a uma estreita variedade de moléculas. A presença de cardiolipina, um fosfolipídio, na membrana interna pode contribuir para esta impermeabilidade relativa. A matriz mitocondrial é um ambiente aquoso. Ela contém uma variedade de enzimas, e filamentos de DNA mitocondrial com a capacidade de transcrição e tradução de um conjunto exclusivo de genes mitocondriais (mRNAs e RNAs de transferência mitocondriais, ribossomos mitocondriais com rRNAs). O DNA forma uma alça fechada com cerca de 5 μm transversalmente; diversas cópias idênticas estão presentes em cada mitocôndria. A proporção entre suas bases difere daquela do DNA nuclear, e as sequências de RNA também diferem no código genético preciso usado na síntese de proteína. Pelo menos 13 enzimas da cadeia respiratória da matriz e membrana interna são codificadas pelo pequeno número de genes ao longo do DNA mitocondrial. A grande maioria das proteínas mitocondriais são codificadas por genes nucleares e fabricadas no citossol, a seguir inseridas através de canais especiais nas membranas mitocondriais para atingir seus destinos. Seus lipídios de membrana são sintetizados no retículo endoplasmático. Os ribossomos mitocondriais são menores e bastante distintos daqueles do resto da célula; eles (e ácidos nucleicos mitocondriais) assemelham-se aos de 22 O catálogo das proteínas estruturais citoesqueléticas é extenso e ainda está aumentando. As principais estruturas filamentares encontradas nas células não musculares são microfilamentos (actina), microtúbulos (tubulina) e filamentos intermediários (montagens de proteínas filamentares específicas do tipo celular). Outros componentes importantes são proteínas que se ligam aos tipos filamentosos principais para firmá-los juntos ou para gerar movimento. Estas incluem proteínas que se ligam à actina como a miosina, que em algumas células pode armar-se em filamentos espessos, e proteínas associadas com microtúbulos. As patologias que envolvem anormalidades citoesqueléticas são revistas em Ramaekers e Bosman (2004). Fig. 1.3 O citoesqueleto. A, Micrografia de imunofluorescência de microfilamentos de actina α (verde) em células de músculo liso da via aérea humana em cultura. A proteína de ligação de actina, vinculina (vermelho), está localizada nas extremidades dos feixes de filamentos de actina; os núcleos estão em azul. B, Micrografia de imunofluorescência de filamentos intermediários de ceratina (verde) em ceratinócitos humanos em cultura. Junções desmossômicas estão marcadas com anticorpo contra desmoplaquina (vermelho). Núcleos estão corados em azul. C, Micrografia eletrônica de nervo humano mostrando microtúbulos (pequenas estruturas ocas em seção transversal, seta longa) em um corte transversal de um axônio (A), engolfado por uma célula de Schwann não mielinizada (S). Filamentos intermediários neuronais (neurofilamentos) são os perfis sólidos elétron-densos, também em corte transversal (seta curta).A, (Cortesia do Dr T Nguyen, 23 Professor J Ward, Dr SJ Hirst, Kings College London.) B, (Hoechst). Por cortesia do Prof. Dr.W.W. Franke, German Cancer Research Centre, Heidelberg. Microtúbulos Os microtúbulos são polímeros de tubulina com a forma de cilindros ocos relativamente rígidos, com aproximadamente 25 nm de diâmetro e de variável comprimento (até 70 μm nos flagelos dos espermatozoides). Eles estão presentes na maioria dos tipos de células e são particularmente abundantes em neurônios (Fig. 1.3C), leucócitos e plaquetas sanguíneas. Eles são o constituinte predominante dos fusos mitóticos das células em divisão. Também formam parte da estrutura dos cílios, flagelos e centríolos. Há duas classes principais de tubulinas: tubulinas α e β (α e β-tubulinas). Em virtude da montagem dos microtúbulos, as tubulinas são associadas como dímeros com uma massa molecular combinada de 100 kDa (50 kDa cada). Cada subunidade de proteína tem aproximadamente 5 nm de diâmetro e é disposta ao longo do eixo longo em fileiras retas de α e β-tubulinas alternadas, formando protofilamentos. Tipicamente, 13 protofilamentos (o número pode variar entre 11 e 16) se associam em um anel para formar a parede de um microtúbulo cilíndrico oco. Cada fileira longitudinal é ligeiramente fora de alinhamento com sua vizinha, de modo que um padrão espiral de subunidades alternadas α e β aparece quando o microtúbulo é visto de lado. Há um equilíbrio dinâmico entre os dímeros e microtúbulos montados: assimetria dimérica cria polaridade (α- tubulinas são todas orientadas para a extremidade “menos”, β-tubulinas para a extremidade “mais”). Tubulina é adicionada preferencialmente à extremidade “mais”; a extremidade “menos” é de crescimento relativamente lento. Os microtúbulos exibem um comportamento dramático, conhecidocomo instabilidade dinâmica, no qual os túbulos em crescimento podem sofrer uma “catástrofe”, abruptamente mudando de crescimento líquido para retração rápida. Isto pode resultar no desaparecimento do microtúbulo, ou a catástrofe pode ser recuperada e retomado o crescimento. As tubulinas são proteínas ligadoras de guanosina trifosfato (GTP), e o crescimento é acompanhado por hidrólise de GTP. Isto pode regular o comportamento dinâmico 24 dos túbulos. O crescimento do microtúbulo é iniciado em locais específicos conhecidos como centros organizadores de microtúbulos, os mais bem conhecidos dos quais são os centrossomos, a partir dos quais a maioria dos microtúbulos celulares se polimeriza, e os corpos basais, dos quais crescem os cílios. Várias drogas (p. ex., colcemida, vimblastina, griseofulvina, nocodazol) causam despolimerização de microtúbulos ao se ligarem aos dímeros de tubulina solúveis e assim mudarem o equilíbrio para o estado não polimerizado. A desmontagem de microtúbulos causa uma ampla variedade de efeitos, incluindo a inibição da divisão celular pela ruptura do fuso mitótico. Em contraposição, a droga taxol estabiliza os microtúbulos e promove montagem anormal de microtúbulos. Isto pode causar uma neuropatia periférica, mas o taxol é largamente usado como agente quimioterápico eficaz no tratamento do câncer. Diferentes microtúbulos possuem graus variados de estabilidade, por exemplo, microtúbulos nos cílios geralmente não são afetados por muitas drogas que causam demolição microtubular. Também há diferenças entre os tecidos, por exemplo, os neurônios têm uma subclasse especial de tubulina. Os centros organizadores de microtúbulos incluem uma isoforma especializada de tubulina conhecida com γ-tubulina, que é essencial para a nucleação do crescimento dos microtúbulos. Centríolos, centrossomos e corpos basais Os centríolos são cilindros microtubulares de 0,2 μm de diâmetro e 0,4 μm de comprimento (Fig. 1.4) Eles são formados por um anel de nove tríplex de microtúbulos ligados por várias outras proteínas. Pelo menos dois centríolos ocorrem em todas as células animais que são capazes de divisão mitótica (ovos, que sofrem meiose em vez de mitose, não possuem centríolos). Eles usualmente jazem bem próximos entre si, perpendicularmente ou, mais usualmente, em um ângulo oblíquo um com o outro (um arranjo muitas vezes chamado diplossomo) dentro do centrossomo, uma região densamente filamentosa do citoplasma no centro da célula. 27 Fig. 1.5A, Estrutura de um cílio mostrada em corte longitudinal (esquerda) e transverso(direita). A e B são subfibras dos pares de microtúbulos periféricos (ver o texto); o corpo basal é estruturalmente similar a um centríolo, mas com tríplex de microtúbulos. B, Região apical decélulas epiteliais, mostrando as partes proximais de três cílios cortados longitudinalmente, ancorados no citoplasma por corpos basais (BB). Outros cílios se projetam fora do plano de corte e são secionados transversalmente, mostrando o arranjo “9 + 2” de microtúbulos.(Parte B por permissão de Young B, Heath JW 2000 Wheather’s Functional Histology. Edinburgh: Churchill Livingstone.) Várias estruturas filamentares são associadas com os microtúbulos na haste, por exemplo, raios se estendem para dentro a partir dos microtúbulos externos na direção do par central. Os microtúbulos dos pares externos apresentam duas fileiras de braços de dineína tangenciais afixados à subfibra A do dupleto, os quais apontam para a subfibra B do par adjacente. Pares adjacentes também são ligados por filamentos finos. Outros filamentos circundam parcialmente o par central de microtúbulos, os quais também são unidos por raios semelhantes a uma escadaria. 28 Os movimentos dos cílios e flagelos são amplamente semelhantes. Os flagelos se movem por ondulação rápida, que passa da extremidade fixa para a extremidade livre. Nos espermatozoides humanos há um componente helicoidal adicional deste movimento. Nos cílios, o batimento é planar, mas assimétrico. No movimento efetivo, o cílio permanece rígido exceto na sua base, onde ele se dobra para produzir uma batida semelhante a um remo. Segue a batida de recuperação, durante a qual a dobra passa da base à ponta, retornando o cílio à sua posição inicial para o ciclo seguinte. A atividade de grupos de cílios é geralmente coordenada de tal modo que a dobra de um é rapidamente seguida pela dobra do seguinte e assim por diante, resultando em longas ondas viajantes de sincronia metácrona. Estas passam sobre a superfície do tecido na mesma direção que a batida efetiva. Quando um cílio se dobra, os microtúbulos não mudam de comprimento, mas deslizam um sobre o outro. Os braços de dineína dos dupletos periféricos inclinam-se na direção da base do cílio a partir das suas extremidades fixas. A dineína tem uma atividade de ATPase, o que causa deslizamento mútuo de pares adjacentes por inicialmente se afixar de lado ao par seguinte, em seguida oscilando para cima na direção da ponta do cílio. Há um grupo de doenças genéticas (revisto em Afzelius 2004) nas quais os cílios batem ineficazmente ou não batem, por exemplo, a síndrome de Kartagener de cílios imóveis. Os cílios afetados exibem vários defeitos ultraestruturais, como uma falta de braços de dineína ou falta de raios. Os pacientes com esta síndrome sofrem de vários problemas respiratórios causados pela acumulação de partículas nos pulmões; os homens tipicamente são estéreis por causa da perda de motilidade dos espermatozoides, e 50% têm um trato alimentar que é a imagem em espelho do padrão usual (situs inversus) — i.e., ele roda na direção oposta durante o desenvolvimento inicial. Microvilos Os microvilos são extensões digitiformes da superfície celular usualmente com 0,1 μm de diâmetro e até 2 μm de comprimento (Fig. 1.6). Quando dispostos em uma série paralela regular, eles constituem um bordo estriado, conforme tipificado pelas superfícies absortivas dos enterócitos epiteliais do intestino delgado. 29 Quando são menos regulares, como no epitélio da vesícula biliar enos túbulos renais proximais, é usado o termo bordo em escova. Fig. 1.6 Microvilos secionados longitudinalmente no bordo estriado de uma célula absortivaintestinal em um espécime de biópsia duodenal humana. Filamentos de actina enchem os centros dos microvilos e se inserem no citoplasma apical. Há um glicocálix proeminente (formado pelos domínios extracelulares das glicoproteínas da membrana plasmática), visto sob a forma de uma capa indistinta nas extremidades e entre os microvilos; ele inclui enzimas ocupadas com as fases finais da digestão. Os microvilos são cobertos por membrana plasmática e apoiados internamente por feixes estreitamente agregados de filamentos de actina ligados por pontes cruzadas das proteínas enfeixadoras de actina, fascina e fimbrina. Outras pontes compostas de miosina I e calmodulina conectam os feixes de filamentos à membrana plasmática. Na ponta de cada microvilo, as extremidades livres dos microfilamentos estão inseridas em uma massa densa que inclui a proteína vilina. Os feixes de filamentos de actina dos microvilos estão embutidos no citoplasma apical entre uma malha de filamentos de actina correndo transversalmente estabilizados por espectrina para formar a trama terminal, a qual é sustentada por filamentos intermediários de ceratina. A teia é ancorada lateralmente na zonula 32 mitocôndrias são organelas especiais, com capacidade de se reproduzir, uma vez que contém moléculas de DNA circular, tal como as bactérias. Las mitocondrias son orgánulos compuestos por una doble membrana, una externa y otra interna que tiene muchos pliegues, llamados crestas mitocondriales. Las mitocondrias son orgánulos especiales, capaces de reproducirse, ya que contienen moléculas de ADN circulares, como las bacterias. Sua função é realizar a respiração celular, que produz a maior parte da energia utilizada nas funções vitais. A primeira etapa acontece no citosol da célula e as duas últimas: o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa, ocorrem nas suas membranas internas. Su función es realizar la respiración celular, que produce la mayor parte de la energía utilizada en funciones vitales. La primera etapa tiene lugar en el citosol de la célula y las dos últimas, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa, ocurren en sus membranas internas. Retículo Endoplasmático, são organelas cujas membranas se dobram formando sacos achatados. Existem 2 tipos de retículo endoplasmático, o liso e o rugoso, esse último possui grânulos associados à sua membrana, os ribossomos, o que lhe confere aparência rugosa e por isso o nome. Além disso sua membrana é contínua com a membrana externa do núcleo, o facilita a comunicação entre eles. O retículo endoplasmático liso (REL) não tem ribossomos associados e por isso tem aparência lisa, é responsável pela produção de lipídios que irão compor as membranas celulares. Retículo endoplásmico, son orgánulos cuyas membranas se pliegan para formar sacos aplanados. Existen 2 tipos de retículo endoplásmico, liso y rugoso, este último tiene gránulos asociados a su membrana, los ribosomas, lo que le da un aspecto rugoso y de ahí el nombre. Además, su membrana es continua con la membrana externa del núcleo, lo que facilita la comunicación entre ellas. El retículo 33 endoplásmico liso (REL) no tiene ribosomas asociados y por tanto tiene un aspecto liso, es responsable de la producción de lípidos que formarán las membranas celulares. A função principal do retículo endoplasmático rugoso (RER) é realizar a síntese proteica, além de participar do seu dobramento e transporte até outras partes da célula. La función principal del retículo endoplásmico rugoso (RER) es realizar la síntesis de proteínas, además de participar en su plegamiento y transporte a otras partes de la célula. Aparelho de Golgi, também chamado complexo de Golgi ou ainda complexo golgiense, é composto de discos achatados empilhados, formando espécies de bolsas membranosas. El aparato de Golgi, también llamado complejo de Golgi o complejo de Golgi, está compuesto por discos planos apilados, formando especies de bolsas membranosas. Suas funções são modificar, armazenar e exportar proteínas sintetizadas no RER. Algumas dessas proteínas são glicosiladas, ou seja, sofrem reação de adição de um açúcar no RE e no golgi o processo é completado, caso contrário, essas proteínas podem se tornar inativas. Sus funciones son modificar, almacenar y exportar proteínas sintetizadas en el RER. Algunas de estas proteínas están glicosiladas, es decir, experimentan una reacción de agregar un azúcar en el RE y en el golgi se completa el proceso, de lo contrario estas proteínas pueden volverse inactivas. Além disso, o aparelho de Golgi produz vesículas que brotam e se soltam originando os lisossomos primários. No momento em que esses lisossomos primários se fundem aos endossomas formam vacúolos digestórios ou lisossomos secundários. 34 Además, el aparato de Golgi produce vesículas que brotan y se sueltan, dando lugar a lisosomas primarios. Cuando estos lisosomas primarios se fusionan con los endosomas, forman vacuolas digestivas o lisosomas secundarios. Os lisossomos são envolvidos apenas pela bicamada lipídica e no seu interior há enzimas digestivas. Sua função é digerir moléculas orgânicas como lipídios, carboidratos, proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Como as enzimas hidrolases (peptidases que digerem aminoácidos, nucleases (digerem ácidos nucleicos), lipases (digerem lipídios), entre outras funcionam em ambiente ácido, a digestão ocorre dentro dos lisossomos para não prejudicar a célula. As moléculas a serem digeridas são englobadas por endocitose e entram na célula envolvidas em vesículas formadas a partir da membrana chamados endossomas. Los lisosomas están involucrados solo por la bicapa lipídica y las enzimas digestivas están presentes en su interior. Su función es digerir moléculas orgánicas como lípidos, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN). Como las enzimas hidrolasas (peptidasas que digieren aminoácidos, nucleasas (digerir ácidos nucleicos), lipasas (digerir lípidos), entre otras, actúan en un ambiente ácido, la digestión tiene lugar dentro de los lisosomas para no dañar la célula. endocitosis y entran en la célula participando en vesículas formadas a partir de la membrana llamada endosomas. Depois fundem-se com os lisossomos primários e são quebradas, originando partes menores, como os ácidos graxos. Essas moléculas pequenas saem do lisossomo e são aproveitadas no citosol da célula. Luego se fusionan con los lisosomas primarios y se descomponen en partes más pequeñas, como los ácidos grasos. Estas pequeñas moléculas abandonan el lisosoma y se utilizan en el citosol de la célula. 37 flores y hojas y también de raíces como las zanahorias. Hay xantoplastos (amarillo) y eritroplasto (rojo); Os cloroplastos possuem cor verde por causa da clorofila e são responsáveis pela fotossíntese. A forma e o tamanho dessas organelas varia conforme o tipo de célula e de organismo em que se encontram. Los cloroplastos son de color verde debido a la clorofila y son responsables de la fotosíntesis. La forma y tamaño de estos orgánulos varía según el tipo de célula y organismo en el que se encuentran. A Membrana das Organelas, tem-se que as organelas são delimitadas por membranas internas que se assemelham à membrana externa, sendo compostas por uma bicamada lipídica, embora esta tenha composição e estrutura um pouco diferentes (ambas são compostas de fosfolipídios, glicolipídios e colesterol, sendo que nas internas é bem menor a quantidade de colesterol, componente que regula a fluidez e estabilidade). As membranas internas também regulam a entrada e saída de moléculas através de proteínas especiais que auxiliam a passagem. La Membrana Orgánulos, los orgánulos están delimitados por membranas internas que se asemejan a la membrana externa, estando compuesta por una bicapa lipídica, aunque esta tiene una composición y estructura ligeramente diferente (ambas están compuestas por fosfolípidos, glicolípidos y colesterol, y en los internos, la cantidad de colesterol es mucho menor, componente que regula la fluidez y estabilidad). Las membranas internas también regulan la entrada y salida de moléculas a través de proteínas especiales que ayudan al paso. Além disso, as organelas também podem permitir a entrada de moléculas no seu interior usando os mecanismos de endocitose e exocitose. 38 Además, los orgánulos también pueden permitir que las moléculas ingresen al interior utilizando los mecanismos de endocitosis y exocitosis. Não obstante, as membranas internas também são importantes para individualizar as organelas, separando o conteúdo interno, uma vez que as enzimas de uma poderia interferir com as reações de outras, o que em algumas poderia ser nocivo ou até letal, como no caso dos lisossomos (ambiente interno ácido) e dos peroxissomos (nas reações oxidativas gera o peróxido que é tóxico e precisa ser neutralizado por enzimas internas). Sin embargo, las membranas internas también son importantes para individualizar los orgánulos, separando el contenido interno, ya que las enzimas de una podrían interferir con las reacciones de otras, que en algunas podrían ser nocivas o incluso letales, como en el caso de los lisosomas. (ambiente interno ácido) y peroxisomas (en reacciones oxidativas genera peróxido que es tóxico y necesita ser neutralizado por enzimas internas). 39 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Princípios de Anatomia e Fisiologia. 14. ed. 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