O CITOPLASMA CELULAR
O citoplasma (cito =
célula e plasma = aquilo
que modela, dá forma)
constituído de um
material viscoso
chamado hialoplasma,
nesse colóide ficam
mergulhadas as
organelas e as
inclusões. O
hialoplasma facilita a
distribuição das
substâncias e a
ocorrência das reações
químicas.
No hialoplasma estão mergulhadas estruturas consideradas
vivas, as organelas citoplasmáticas, que desempenham
funções específicas no metabolismo da célula eucarionte. E ainda
o citoesqueleto. O citosol (o fluído citoplasmático) é constituído
principalmente por água, proteínas, sais minerais e açúcares.
No citosol ocorre a
maioria das reações
químicas vitais, entre
elas a fabricação das
moléculas, que irão
constituir as estruturas
celulares. É também no
citosol que muitas
substâncias de reserva
das células animais,
como as gorduras e o
glicogênio, ficam
armazenadas.
Hialoplasma:
O citoesqueleto é
uma rede de
microfibras de
proteínas,
responsável pela
forma e
sustentação
interna da célula,
pela ciclose
(movimento do
citoplasma, pela
contração das
células
musculares).
As principais
organelas ou
grânulos
citoplasmáticos
são: ribossomo;
retículo
endoplasmático;
complexo de
Golgi; lisossomo;
centríolos;
mitocôndrias;
plastos e
vacúolos.
Os Lisossomos: são as organelas responsáveis pela digestão
intracelular. Entenda- se daí a digestão de partículas fagocitadas
e pinocitadas pela própria célula, bem como a digestão das
próprias organelas celulares quando da necessidade de
renovação das mesmas. Os lisossomos foram descobertos com
os estudos das enzimas hidrolíticas em células de fígado.
Constatou-se que essas
enzimas estariam
empacotadas numa
membrana. Atualmente
estão descritas
cinqüenta enzimas
hidrolíticas diferentes.
Enzimas hidrolíticas são
enzimas responsáveis
pela decomposição de
substâncias biológicas.
Como essas reações só
ocorrem em presença
de água, tais enzimas
são denominadas
enzimas hidrolíticas.
Normalmente, as células não sofrem a ação das enzimas
contidas nos lisossomos. Isso porque as enzimas se acham
confinadas no interior deles, o que impede o seu contato com o
restante da célula. Caso contrário, não haveria como garantir a
estabilidade da matéria viva; as células se “desmanchariam” pela
ação lisossômica.
Há, porém, situação em que a
célula necessita renovar as
organelas mais velhas e
inativas. Para isso, digere-as
usando os lisossomos e
permitindo o reaproveitamento
das substâncias que as
compunham. Esse processo é
denominado autofagia e,
também, pode ocorrer quando
o organismo fica privado de
alimento. Nesses casos,
determinadas células, como as
do fígado, por exemplo,
realizam autofagia a fim de
providenciar os nutrientes
necessários ao organismo.
Nas articulações, o
derramamento do
conteúdo
lisossômico nas
células provoca uma
dolorosa inflamação
chamada artrite
reumatóide.
Logo após o parto, o
útero humano tem
cerca de 2 kg de
massa.
Graças à ação
lisossômica,
grande parte das
células, agora
excedentes, que
compõem o
órgão é
destruída,
fazendo-o voltar
no normal. Em
nove dias, volta
aos 50 g
originais!
Mitocôndrias : de onde
vem a energia para a
célula?
Todas as células realizam
uma série de atividades, as
quais objetivam, sempre,
manter sua vida. Estas
atividades compõem o seu
metabolismo. Vimos que o
metabolismo pode ser
construtivo, energético e de
controle. Falamos em
metabolismo energético,
referindo-nos aos
processos que visam
fornecer energia para os
trabalhos celulares.
Sabemos que são os
alimentos as substâncias
que fornecem energia às
células. Sabemos,
também, que, entre estes
alimentos, são os
carboidratos ou açúcares
as moléculas energéticas
por excelência, das quais
apenas os
monossacarídeos são
moléculas suficientemente
pequenas para
atravessarem a membrana
plasmática da célula e
serem utilizadas no seu
interior.
Moléculas de
carboidratos como a
sacarose, a lactose,
o amido ou a
celulose, embora
ricos em energia,
devem,
anteriormente, ser
hidrolisados a
monossacarídeos
para poderem ser
utilizados pelas
células nos seus
processos de
“queima”.
energia
Sempre que queimamos um combustível, como gasolina
ou álcool, ocorre libertação de energia. No caso da
gasolina queimada no motor de um carro, a energia
“escondida” na molécula é “liberada” com uma parte dela
transformada em energia de movimento, que faz o carro
andar; e outra parte, em calor.
Nos organismos vivos, os açúcares funcionam como
combustíveis: no interior das células, ocorrem “queimas” dos
açúcares, que liberam a energia necessária para o seu
funcionamento.
Um combustível celular – por exemplo, a glicose, representado
na parte alta do esquema –, por “conter” muita energia de ligação
entre suas moléculas,
Respiração e fermentação: são processos muito semelhantes;
diferem entre si nos produtos finais e na qualidade de energia
liberada. Compare as equações simplificadas:
FERMENTAÇÃO
C6H12O6 -------- 2C2H5OH
+
2 CO2
Glicose
álcool etílico
gás carbônico
C6H12O6
Glicose
RESPIRAÇÃO
+ + 6O2 --------------- 6 CO2
+
oxigênio
gás carbônico
6 H2O
água
Respiração aeróbia: é uma seqüência de reações de degradação
das moléculas orgânicas visando à liberação da energia nelas
contidas, a fim de guardá-las em moléculas de ATP.
As reações de
decomposição dessas
substâncias têm início no
citoplasma, mas a maior
parte das mesmas
transcorre dentro das
mitocôndrias. O
combustível preferido
pelas células para entra
nesse processo de
oxidação é a glicose. Mas,
na falta dela os lipídios e
em últimos casos as
proteínas são oxidadas, a
fim de liberarem energia
para o consumo da célula.
A verdade é que, durante esses processos de "extração" da
energia por oxidação das substâncias orgânicas, ocorre
sempre liberação de íons H+ (íons hidrogênio). E o acúmulo
de íons H+ determina a acidificação do meio intracelular.
Logo, a extração de energia das moléculas (fenômeno
imprescindível para a vida da célula) se faz acompanhar de
um novo risco para ela é a acidose. A acidose provoca
fatalmente a morte da célula. Para evitar a acidose do
hialoplasma, a célula absorve oxigênio (O2). O oxigênio,
combinando-se com os hidrogênios, vai originar moléculas
de água, cujo pH neutro (pH = 7). é por isso que as células,
na sua generalidade, não podem viver na ausência de O2
A primeira etapa da degradação das moléculas
orgânicas passa-se no citoplasma e se denomina
glicólise (ou piruvato). Nessa etapa, a glicose sofre
sucessivas reações até dar moléculas de ácido
pirúvico.
Na glicólise, observamos que uma molécula de
glicose, que possui 6 átomos carbonos, acaba dando
duas moléculas de ácido pirúvico (cada uma com 3
átomos de carbonos). A seguir, cada uma dessas
moléculas, sofrendo novas reações, se decompõe
em uma molécula de ácido acético, que tem apenas
dois átomos de carbonos.
Os radicais de ácido acético formados são
transportados para o interior das mitocôndrias por
meio de um composto chamado coenzima À (CoA),
sob a forma de acetil-coenzima A.
Já dentro da mitocôndria, a acetil-CoA se
desfaz e libera o acetil do ácido acético. Como CoA
pura, ela retorna ao citoplasma.
O ácido acético entra então no Ciclo de Krebs
(segunda etapa da respiração) onde ocorre a
degradação sucessiva dos subprodutos da
glicose resultam moléculas de CO2 e íons H+. As
moléculas de CO2 são eliminadas pela célula,
como um dos produtos finais da respiração
celular.
Os íons H+ são recolhidos por moléculas de
NAD, que passam a NADH2 (um transportador de
hidrogênio). Ao receber os hidrogênios, cada
molécula de NAD se transforma em NADH2.
Durante o processo,é liberada energia suficiente
para sintetizar duas moléculas de ATP. Essa já a
terceira etapa da respiração celular A cadeia
respiratória.
Na degradação de 1 molécula de glicose são
formadas 38 moléculas de ATP (4 na glicólise, 2
no ciclo de Krebs e 32 na cadeia respiratória). O
ATP é formado por um nucleotídeo (adenosina)
mais 3 moléculas de fósforo. A ligação (~) que
une o primeiro fosfato (P) armazena 2.000
calorias; o que une o segundo fosfato armazena
6.500 calorias e a que une o último fosfato
armazena 8.000 calorias.
Quando ocorre a quebra da última ligação,
o ATP se transforma em ADP (difosfato),
havendo a liberação de 8.000 calorias de
energia, que é utilizada pelas células para
realizarem todas as suas atividades.
Plastos: são organelas encontradas apenas em células vegetais.
Podem ser sem cor – os leucoplastos - ou coloridos cromoplastos
, são responsáveis pelo armazenamento de amido, óleo e
proteínas.
Os leucoplastos não possuem pigmentos, mas reservam
substâncias nutritivas, podem ter:
amiloplastos (armazenam amido),
proteoplastos (reservam proteínas)
oleoplastos (reservam óleo).
Os cromoplastos podem ser: xantoplastos (amarelos) seus
pigmentos são o caroteno e a xantofila;
eritroplastos (vermelho) seu pigmento é o licopeno;
e o cloroplasto (verde) rico em clorofila, responsável pela
realização da fotossíntese.
Cloroplastos: a fotossíntese armazena a energia
A maioria dos seres autótrofos realiza, para a produção de
seu alimento, através de um processo chamado
fotossíntese.
A fotossíntese consiste num conjunto de reações químicas
por meio das quais o gás carbônico, a água e a energia
luminosa são transformados em glicose C6H12O6 e oxigênio.
Nos chamados autótrofos eucariontes, a fotossíntese ocorre
integralmente no interior dos cloroplastos. Este processo
pode ser resumido na seguinte equação:
6CO2 + 12H2O + luz clorofila
C6H12O6 + 6H2O + 6O2
* Retículo
endoplasmático:
sistema de
membranas que se
apresentam sob a
forma dos canalículos,
tubos e sacos, dentro
das quais circulam as
substâncias fabricadas
pelas células. Quando
possui ribossomos
aderidos, participam
da síntese protéica e
chamado retículo
endoplasmático
rugoso.
Quando não os possui é chamado de reticulo endoplasmático liso
e responsável pela síntese de esteróides, e pela inativação de
certos hormônios e outras substâncias nocivas.
* Ribossomos: podem estar livres no citoplasma ou aderidos ao
retículo endoplasmático. Tornam-se ativos quando se agrupam e
se associam a um tipo de ácido nucléico, o RNA mensageiro,
formando os polissomos ou polirribossomos.
Os ribossomos são responsáveis pela interpretação dos códigos
encontrados no RNAm e produzindo assim as proteínas que a
célula necessita, portanto, sua função básica a síntese de
proteínas.
* Complexo de
Golgi: conjunto de
membranas em forma
de sacos, que
sempre estão
empilhados, dentro
dos quais ocorre o
armazenamento de
substância
produzidas no interior
da célula.
Centríolos: são
responsáveis pela
formação de cílios e
flagelos. E também pela
orientação dos
cromossomos durante a
divisão celular.
Vacúolo: são mais freqüentes nas células vegetais, e reservam
substâncias.
vacúolo