Vídeo aula de citologia - o Retículo endoplasmático

Olá! Eu sou o professor Marco Nunes e está é mais uma vídeo aula de citologia do FAQBIO, um blog dedicado a dar apoio ao estudo de biologia. Nesta aula vou discutir mais um componente citoplasmático, uma organela chamada retículo endoplasmático.

O retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático é uma organela membranosa presente em todas as células eucarióticas. Apresenta-se ligada à membrana que envolve o núcleo e tem a forma de uma extensa rede de canais membranosos interconectados que ocupa grande parte do citoplasma.  No seu interior existe uma série de enzimas que facilitam muitas reações químicas. Há dois tipos de retículo endoplasmático: o retículo endoplasmático rugoso e o retículo endoplasmático liso.

O retículo endoplasmático rugoso

O retículo endoplasmático rugoso recebe este nome por possuir ribossomos aderidos em sua superfície. Lembra-se dos ribossomos? Pequenos grânulos não membranosos de constituição riboproteica responsáveis pela síntese de proteínas. Em fotos de microscopia eletrônica os ribossomos dão um aspecto granuloso ao retículo, por isto, ele pode ser chamado de retículo endoplasmático granular. Os ribossomos aderidos a sua superfície produzem proteínas que são armazenadas no interior do retículo endoplasmático. No interior dos canais do retículo ocorre a síntese de lipídios e armazenamento de carboidratos. As proteínas no retículo podem se associar aos carboidratos formando glicoproteínas e aos lipídios formando trechos de membranas lipoproteicas. No interido retículo endoplasmático rugoso há enzimas capazes de converter o glicogênio em moléculas de glicose

Muitas moléculas formadas no interior do retículo endoplasmático rugoso podem ser encaminhadas para o complexo de Golgi para serem modificadas e posteriormente secretadas e intergradas a membrana celular. Em todas as células secretoras de produtos de natureza proteica o retículo endoplasmático rugoso e o complexo de Golgi são bastante desenvolvidos.

O retículo endoplasmático liso

O retículo endoplasmático liso recebe este nome por não possuir ribossomos em sua superfície, tendo um aspecto liso na microscopia eletrônica. Como este tipo de retículo não possui grânulos ribossômicos aderidos a sua superfície ele pode ser chamado de retículo endoplasmático agranular.

No interior dos canais membranosos do retículo endoplasmático liso há vários tipos de enzimas que intermediam muitas reações químicas, como a síntese de vários lipídios, como os fosfolipídios e o colesterol e seus derivados. São exemplos de derivados do colesterol os hormônios esteroides como o estrogênio, a progesterona e a testosterona. Nas células do fígado o retículo endoplasmático liso possuem enzimas capazes que quebrar o glicogênio em glicose e outras que inativam substâncias tóxicas, como o álcool e drogas, este processo é chamado detoxificação. Nas células musculares, o retículo endoplasmático liso é modificado e armazena grandes quantidades de cálcio, que saem do retículo para desencadear o processo de contração muscular e depois retornam ao retículo para desencadear o relaxamento muscular.

Muitas substâncias que são produzidas no retículo endoplasmático são também enviadas ao complexo de Golgi para depois serem secretadas e integradas a membrana celular. Em todas as células secretoras de produtos de natureza lipídica o retículo endoplasmático liso e o complexo de Golgi são bastante desenvolvidos.

Vou apresentar uma animação para deixar bem clara a relação entre o retículo endoplasmático e o complexo de Golgi. No retículo endoplasmático rugoso, por exemplo, os ribossomos aderidos produzem proteínas que serão colocadas no interior do retículo. Após serem modificadas no retículo as proteínas serão empacotadas em vesículas membranosas e serão transportadas por proteínas motoras como a dineína que deslizam sobre o citoesqueleto transportando as vesículas até o complexo de Golgi. O complexo de Golgi modifica as substâncias recebidas e as enviam através de vesículas secretoras em direção à membrana celular, incorporando material a membrana e liberando material no meio extracelular, este processo é chamado secreção celular.

Resumindo:

O retículo endoplasmático é uma organela membranosa presente nas células eucarióticas. Tem a forma de uma rede de canais membranosos interligados, que ocupa a maior parte do citoplasma. O retículo endoplasmático produzem substâncias que poderão ser enviadas ao complexo de Golgi para serem geralmente secretadas. A parte do retículo endoplasmático que possui ribossomos aderidos é chamada retículo endoplasmático rugoso ou granular e é responsável pela síntese de proteínas, glicoproteínas, lipídios da membrana e pela quebra do glicogênio em glicose. A parte do retículo endoplasmático que não possui ribossomos aderidos é o retículo endoplasmático liso ou agranular, sintetiza lipídios, como os fosfolipídios, colesterol e derivados, inativam substâncias tóxicas, convertem glicogênio em glicose e nas células musculares armazenam cálcio. O retículo endoplasmático e o complexo de Golgi são muito desenvolvidos em células com função secretora.

Vídeo aula - Citologia: os ribossomos

Olá eu sou o professor Marco Nunes e esta é mais uma aula de citologia do FAQBIO, apoio no estudo de Biologia. Esta aula é sobre os ribossomos

Os ribossomos

As células realizam a maior parte das reações químicas do seu metabolismo no citoplasma, muitas vezes através de estruturas citoplasmáticas chamadas organelas celulares. Neste sentido, destacam-se os ribossomos que são organelas não membranosas com o aspecto de pequenas granulações que estão presentes nas células de todos os seres vivos, ou seja, tanto em células procarióticas como em células eucarióticas. Os ribossomos são responsáveis pela síntese de proteínas, entre elas muitas enzimas que agem no metabolismo celular. 

Vamos deixar bem claro: os ribossomos são organelas não membranosas presentes em todos os tipos celulares responsáveis pela síntese proteica.

Constituição química e estrutura dos ribossomos

Do ponto de vista químico os ribossomos são constituídos por moléculas de RNA ribossômico associado a várias proteínas, portanto pode se dizer que possuem uma constituição riboprotéica.

Estruturalmente um ribossomo é formado por duas partes, chamadas subunidades, uma maior e outra menor, que se unem para formar um ribossomo funcional, capaz de sintetizar proteínas. Os ribossomos procariotos e eucariotos são muito semelhantes, porém os ribossomos dos eucariotos são maiores.

Origem dos ribossomos

Os ribossomos são formados a partir de trechos específicos do DNA que são responsáveis por coordenar a síntese de RNA ribossômico. Nas células eucarióticas, o RNA ribossômico irá formar a partir de regiões de alguns cromossomos chamadas regiões satélite (SAT) ou também chamados regiões organizadoras do nucléolo (NOR). Depois de produzidos a partir do DNA, as moléculas de RNA ribossômico se agruparam em estruturas nucleares chamadas nucléolo, onde as duas subunidades serão formadas separadamente e se associaram a proteínas e seguiram para o citosol para se unirem e formarem um ribossomo funcional capaz de produzir proteínas.

Distribuição dos ribossomos nas células

Os ribossomos nas células procarióticas ocorrem de forma livre mergulhados no citosol. Nas células eucarióticas ocorrem em três locais: mergulhados no citosol, estes ribossomos são chamados de ribossomos livres, aderidos à membrana do retículo endoplasmático rugoso e no interior de algumas organelas celulares como as mitocôndrias e os cloroplastos das células eucarióticas vegetais. Os ribossomos livres produzem proteínas utilizadas no interior da célula. Os ribossomos aderidos à membrana do retículo endoplasmático produzem proteínas que a princípio ficarão armazenadas no retículo endoplasmático para depois serem encaminhados ao complexo de Golgi para sofrerem modificações e posteriormente enviados para serem inseridos na membrana celular ou serem secretadas ou exportadas para fora da célula. Os ribossomos encontrados no interior das mitocôndrias e cloroplastos produzem as proteínas destas organelas.

A produção de proteínas pelos ribossomos

A produção de proteínas pelos ribossomos é coordenada a partir de informações armazenadas no DNA. Nas células eucarióticas a maior parte do DNA está presente no interior do núcleo celular e os ribossomos que são o local da síntese proteica estão no citoplasma. Para coordenar à síntese proteica a informação genética contida no DNA é expressa na forma de moléculas de RNA mensageiro, este processo é chamado transcrição. Após sua transcrição as moléculas de RNA mensageiro seguem do núcleo para o citoplasma atravessando os poros da carioteca. No citoplasma se associam aos ribossomos livres ou aos aderidos à membrana do retículo endoplasmático rugoso. Após a associação do RNA mensageiro com os ribossomos outro tipo de RNA, o RNA transportador, transportará até os ribossomos a matéria prima para a produção de proteínas, os aminoácidos. No interior dos ribossomos enzimas ribossômicas facilitam a ligação química entre os aminoácidos formando as proteínas. A síntese de proteínas a partir da informação contida no RNA mensageiro é chamada tradução.

Vamos reforçar: DNA formando RNA é transcrição. RNA mensageiro coordenando a síntese de proteínas nos ribossomos é a tradução.

Às vezes uma mesma molécula de RNA mensageiro se associa a vários ribossomos ao mesmo formando uma espécie de colar de ribossomos, chamado polirribossomos. A formação de polirribossomos acelera a produção de moléculas proteicas no citoplasma.

Resumindo:

Os ribossomos são organelas não membranosas na forma de pequenos grânulos de RNA ribossômico associados a proteínas, encontrados em todos os tipos celulares, responsáveis pela síntese de proteínas. Nas células procarióticas são encontrados livres no citosol, nas eucarióticas podem ser encontrados também associados ao retículo endoplasmático rugoso e no interior de mitocôndrias e cloroplastos.

Os processos de transcrição e tradução serão retomados e aprofundados em outras aulas aqui no FAQBIO.

Vídeo aula de citologia: o citoesqueleto

Citoesqueleto

Todos os seres vivos, exceto os vírus, são constituídos por células. Alguns por uma única célula, outros por várias células. No corpo humano, por exemplo, há trilhões de células, de diferentes formas adaptadas a diferentes funções. Hemácias são bicôncavas, forma que aumenta a eficiência de captação de gás oxigênio. Fibras musculares estriadas esqueléticas são cilíndricas, fibras musculares cardíacas são cilíndricas e ramificadas, fibras musculares lisas possuem forma fusiforme, ou seja, largas no centro e achatadas nas extremidades, todas as células musculares podem se encurtar no processo de contração gerando força para realizarem várias atividades no corpo. Espermatozoides são alongados e hidrodinâmicos para nadarem com eficiência no sêmen. Células intestinais são colunares e possuem dobras na superfície chamadas microvilosidades que aumentam a eficiência de absorção de nutrientes alimentares. Neurônios são muito longos e ramificados servindo ao transporte de informação pelo corpo e comunicação com outras células. Leucócitos possuem forma irregular e mutável facilitando sua locomoção e captura de corpos estranhos ao corpo. Mesmo células imóveis apresentam movimentação interna de suas estruturas. A manutenção da forma celular a capacidade de algumas células de mudar de forma e se movimentar e movimentar seus componentes citoplasmáticos são funções do citoesqueleto.

O citoesqueleto é um malha de diversos tipos de filamentos proteicos presentes no citoplasma das células eucarióticas. Vamos deixar bem claro suas principais funções: sustentar a forma celular, permitir o movimento celular e movimentar substâncias e os componentes citoplasmáticos.

Tipos de filamentos proteicos do citoesqueleto

Há três tipos filamentos proteicos formando o citoesqueleto: os microfilamentos, os filamentos intermediários e os microtúbulos.

Os microfilamentos do citoesqueleto

Os microfilamentos do citoesqueleto são filamentos proteicos formados principalmente pela proteína actina. Os microfilamentos têm funções relacionadas com a sustentação da forma celular e movimentos das células, como ocorre na formação de pseudópodos nas amebas, na contração muscular nas células musculares e na citocinese do final da divisão celular.  

Para sustentar a forma celular os microfilamentos de actina se acumulam próximos à membrana celular se liga a proteínas da membrana. Vejam no caso de uma hemácia, os filamentos de actina se ligam a proteínas da membrana formando algo parecido a estrutura de sustentação de um telhado, providenciando a forma típica das hemácias. Em células intestinas chamadas enterócitos a forma da superfície cheia de dobras chamadas de microvilosidades são sustentadas internamente por vários microfilamentos de actina ligados a outras proteínas que os mantém unidos entre si e a membrana celular. Nas células musculares em processo de contração, os microfilamentos de actina se associam a filamentos de outra proteína citoplasmática, a miosina. A miosina se liga a actina puxa os microfilamentos de actina para o centro, provocando a contração da fibra muscular. A miosina e actina também trabalham juntas para provocar o estrangulamento celular no final da divisão celular levando a divisão de uma célula mãe em duas células filhas.

Filamentos intermediários do citoesqueleto

Os filamentos intermediários são fortes filamentos proteicos que sustentam a posição do núcleo e organelas celulares e suportam estresse mecânico (tensões). Os microtúbulos funcionam como colunas de sustentação da forma celular. Enquanto os microfilamentos de actina tendem a se concentrar próximos a membrana celular os filamentos intermediários tendem a se localizar mais ao redor do núcleo celular.

Microtúbulos do citoesqueleto

Os microtúbulos são filamentos proteicos do citoesqueleto que possuem forma cilíndrica oca. São macromoléculas constituídas por vários monômeros da proteína de tubulina e atuam no transporte de organelas celulares pelo citoplasma, na migração dos cromossomos durante a divisão celular e são responsáveis pelo movimento dos cílios e flagelos. Os microtúbulos são montados a partir de uma organela celular chamada centrossoma.  

Vamos ver uma animação! Ao fundo vemos vários microtúbulos se formando a partir do centrossoma. Os microtúbulos estão servindo como trilhos de transporte de organelas como vesículas membranosas e mitocôndrias. Este transporte é realizado por proteínas motoras como a dineína que com uma de suas extremidades se liga a uma organela e com a outra se desloca sobre os microtúbulos de tubulina consumindo ATP. Nesta outra animação vemos os microtúbulos se formando a partir do centrossoma se ligando aos cromossomos para organizar a sua migração durante a divisão celular. Ficou claro que uma das principais funções dos microtúbulos é a movimentação de estruturas celulares no interior da célula e movimentação da célula?

Resumindo: 

O citoesqueleto é uma malha de diferentes filamentos proteicos que sustentam a forma célula, permitem a movimentação da célula e de estruturas no interior da célula. Existem três tipos de filamentos no citoesqueleto: os microfilamentos de actina que estão associados principalmente à membrana celular, os filamentos intermediários dispostos principalmente ao redor do núcleo e os microtúbulos de tubulina que se formam a partir do centrossoma no interior do citoplasma.