Respiração celular

A RESPIRAÇÃO CELULAR:

RESPIRAÇÃO AERÓBICA: As substâncias orgânicas (carboidratos, lipídios e proteínas) assimiladas pela célula devem ser consumidas por meio de complexas reações de oxidação. Através dessas reações, haverá a liberação de energia nelas contidas. E essa energia será utilizada para o trabalho celular (movimentos ciliares, flagelares e amebóides, contrações do citoplasma que promovem a ciclose, a síntese de ácidos nucléicos e de proteínas etc), bem como, para o trabalho orgânico (contrações musculares, ordens nervosas motoras, atividade intelectual, movimentos viscerais etc). O processo de degradação de tais moléculas ocorre no interior das células em 03 etapas distintas: a glicólise ou piruvato, o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória. A glicólise ou piruvato transcorre-se no interior do citoplasma. Já as duas outras etapas seguintes se processam dentro das mitocôndrias, notando-se que o ciclo de Krebs passa-se em meio à matriz mitocondrial, enquanto a cadeia respiratória se desenvolve ao nível das cristas mitocondriais, ou mais precisamente, nos corpúsculos elementares que ficam aderidos às cristas mitocondriais.

RESPIRAÇÃO ANAERÓBICA: Alguns poucos seres, na natureza, conseguem sobreviver em ambiente totalmente desprovido de oxigênio livre. Algumas bactérias, alguns fungos e os vermes intestinais têm essa habilidade. É evidente que, para viver, qualquer desses seres precisa de energia. Para obtê-la, ele terá de promover, a nível celular, a degradação das moléculasorgânicas, quebrando-lhes as cadeias de carbono. Vai daí que, também, tais seres realizam oxidações e liberam íons de H⁺. Se vivem em ausência de O₂, então quem agirá com “aceptor de íons de hidrogênio” para eles, evitando-lhes a acidose metabólica? O aceptor final dos hidrogênios, nesse caso, não é o oxigênio. Em muitos desses seres, ele é um composto inorgânico, como um nitrato, um sulfato ou um carbonato. As bactérias denitrificantes do solo, por exemplo, aproveitam seu íons de H⁺ e respectivos elétrons combinando-os com nitratos provenientes do meio extra-celular.

FERMENTAÇÃO: A fermentação é uma forma especial de respiração anaeróbica. Tem, apenas, a particularidade de apresentar como aceptores finais dos íons hidrogênio não compostos inorgânicos, mas subprodutos da própria degradação das moléculas orgânicas, ainda, também, de natureza orgânica. Em outras palavras: o próprio ácido pirúvico, decorrente da degradação da glicose, age como aceptor dos H⁺, retirando-os de circulação. E, assim, conforme a arrumação dos hidrogênios na molécula do ácido pirúvico, ele poderá terminar decompondo-se em etanol (álcool etílico) ou passar a ácido lático.

Núcleo celular

· NÚCLEO CELULAR

O núcleo é uma estrutura na maioria das vezes esféricas, delimitada por uma membrana dupla com numerosos polos e que se apresenta constante praticamente em todas as células, mesmo nas procarióticas, onde, ainda que difuso, não deixa de estar presente.

Os componentes gerais do núcleo são:

- Membrana nuclear (cariomembrana ou carioteca): É uma membrana dupla,de natu-

reza lipoprotéica, com numerosos poros. Esses poros têm diâmetros consideráveis que permitem a passagem inclusive de macromoléculas, como proteínas e ácidos nucléicos.

- Suco nuclear: O suco nuclear é um líquido claro, homogêneo, contendo água e proteí-

nas globulares, no qual se encontram mergulhados os filamentos de cromatina que for-

mam o retículo nuclear. Também nesse líquido ficam em suspensão os nucléolos e os

cromossomos, quando começam a se formar.

- Retículo nuclear: É uma rede de filamentos delgados formados por uma substância

chamada cromatina. A cromatina, é uma proteína composta por grande número de ami-

noácidos ligados a um radical de ácido nucléico representado por uma molécula de

DNA.

- Cromossomos: Quando a célula entra em mitose, os cromonemas assumem um novo

aspecto. Tomam o formato de uma “mola”, surgindo ao exame microscópico da célula

como cordões curtos e espessos. Possuem DNA na sua estrutura o que representa o

seu material genético, responsável pela transmissão dos caracteres hereditários de pais

a filhos.

- Nucléolos: Os nucléolos verdadeiros ou plasmossomos são conglomerados de molécu-

las de RNAr (RNA ribossomal, isto é, RNA que entra na composição dos ribossomos)

na zona SAT de certos cromossomos, quando ainda desespiralados.

AS FUNÇÕES DO NÚCLEO:

O núcleo encerra nos seus cromossomos todo o material genético (representado por moléculas de DNA) que responde pela programação completa das atividades que a célula deverá desenvolver durante toda a sua vida. Os genes, que reconhecemos como os elementos responsáveis pelo determinismo genético na célula, nada mais são do que segmentos de moléculas de DNA. Os segmentos de DNA que constituem os genes têm a capacidade de controlar a formação de outras moléculas especiais, que são as moléculas de RNA, as quais, passando posteriormente ao citoplasma, vão comandar a síntese de proteínas. As proteínas que se formam nas células são todas elas previamente programadas pelos genes. A programação depende de um verdadeiro “código genético” estabelecido pela sequência de bases nitrogenadas do DNA. Mas a execução desse trabalho compete aos RNA. Muitas das proteínas formadas têm função simplesmente estrutural na célula. Mas outras, são enzimas ou proteínas de naturezas diversas, de cuja ação resultarão efeitos notáveis no comportamento celular ou orgânico do indivíduo. Diante disso, podemos concluir que o núcleo celular tem importância decisiva na vida e no comportamento da célula. Se ela o perde, evolui progressivamente para a morte. Mas, se após ter sido enucleada, nela for reimplantada um novo núcleo, ela continuará viva e poderá até se reproduzir.

A DIVISÃO CELULAR:

A divisão celular é o fenômeno pelo qual uma célula se divide em duas novas células. Isso pode representar fator importante no desenvolvimento de um organismo ou, simplesmente, constituir-se no único recurso de reprodução quando se trata de espécie unicelular.

Nos seres organizados, as células se reproduzem através de um mecanismo bem mais complexo, mais demorado, que envolve transformações citoplasmáticas e, sobretudo, profundas modificações nucleares. Esse processo de divisão celular em que o material genético se evidencia sob a forma de cromossomos e é criteriosamente distribuído às células-filhas recebeu o nome de mitose ou cariocinese.

Na mitose as células-filhas são idênticas às células-mãe, pois encerram o mesmo número de cromossomos que esta última possuía e contém a mesma programação genética. Assim, se a célula-mãe era diplóide (continha os cromossomos aos pares), as células-filhas também o são. Se era haplóide (tinha apenas um cromossomo de cada tipo), o mesmo se repete nas células-filhas.

A meiose é um fenômeno bem mais complexo, com objetivos definidos bem diversos dos de uma simples divisão celular. A meiose é o processo pelo qual células diplóides podem originar células haplóides, o que se faz através de duas divisões celulares sucessivas, e que ocorre, na grande maioria das vezes, para a formação de gametas, e, em alguns casos, para a formação de esporos.

A mitose visa a reprodução celular com o fim de proporcionar o desenvolvimento do organismo e a renovação ou regeneração dos tecidos.

A meiose tem por principal objetivo formar células destinadas à reprodução da espécie, em recombinação gênica e, sobretudo, sem duplicar o cariótipo dos indivíduos a cada geração, o que fatalmente ocorreria se os gametas fossem diplóides.

Citoplasma

CITOPLASMA

É uma massa gelatinosa e homogênea, com uma estrutura complexa, onde existe uma emaranhada rede de canículos, que às vezes se alargam em bolsas achatadas e cisternas, formando o retículo endoplasmático. Todo esse sistema canicular é delimitado por membranas lipoprotéicas e os espaços que permeiam essa intricada rede são preenchidos por material que constitui o hialoplasma ou citoplasma fundamental. O espaço compreendido entre a membrana plasmática e a membrana nuclear chama-se citossomo, e nesse espaço, em meio à complexa trama do retículo endoplasmático existem estruturas chamadas: mitocôndrias, complexo de Golgi (ou aparelho de Golgi), cloroplastos, centríolo (ou centrossomo), lisossomos, peroxissomos, esferossomos, vacúolos e microtúbulos, bem como estruturas nucleares, como a cariomembrana (ou membrana nuclear), cromossomos e nucléolos.

Retículo Endoplasmático: É um sistema de canalículos que confluem para pequenos

vacúolos ou se abrem em bolsas achatadas ou cisternas, formando uma emaranhada

rede que ocupa a maior parte do citoplasma. Todo esse sistema é delimitado por mem –

branas lipoprotéicas. As principais funções do retículo endoplasmático é a produção de

proteínas e como via de transporte de substâncias de um ponto para outro no citoplasma

Complexo de Golgi: É uma região especial que se mostra como um empilhamento de

bolsas achatadas ou cisternas, rodeadas de pequenos vacúolos ou vesículas que se des-

prendem das bolsas por brotamento. Suas principais atividades são: síntese de esterói-

des, produção de glicoproteínas, acúmulo de proteínas sintetizadas no retículo endo-

plasmático para posterior eliminação através de vesículas de clasmocitose.

Mitocôndrias: São orgânulos citoplasmáticos encontrados em todas as células eucario-

tas. Suas formas e dimensões são variaveis, podendo ser arredondadas ou em bastone-

tes. As mitocôndrias desenvolvem importante atividade nos processos metabólicos ce-

lulares, pois a elas cabe a função de reprocessar a energia contida nas moléculas dos

compostos orgânicos obtidos pela alimentação, transferindo o acúmulo energético para

outras moléculas especializadas para armazenamento e liberação rápida de energia, re –

presentadas, principalmente, pelo ATP (Trifosfato de adenosina).

Plastos ou plastídeos: São orgânulos citoplasmáticos de estrutura membranosa dife-

renciados pela cor que revelam: cloroplastos (verdes), leucoplastos (brancos), cromo –

plastos (coloridos). São mais comuns em células vegetais contribuindo com a clorofila

na realização da fotossíntese.

Lisossomos: São minúsculas vesículas delimitadas por membrana lipoprotéica espa-

lhadas pelo citoplasma. Desempenham importante papel na realização do fenômeno de

digestão intracelular.

Peroxissomos: São pequeninas vesículas contendo enzimas oxidantes, delimitadas por

membrana lipoprotéica. É importante não confundir esses orgânulos com os lisossomos

pois não só são diferentes estruturalmente como também diferem no seu conteúdo. Os

peroxissomos possuem enzimas oxidantes, enquanto os lisossomos possuem enzimas

hidrolisantes.

Esferossomos: São orgânulos encontrados em células vegetais delimitados por mem-

brana lipoprotéica. Têm certa semelhança funcional com os lisossomos, pois também

encerram algumas enzimas hidrolisantes.

Vacúolos: São como orificios dentro da célula, às vezes com água e substâncias, que

“digerem ou excretam” substâncias. Existem três tipos de vacúolos: digestivos, pulsá-

teis ou vacúolos de suco celular.

Centrossomo: É uma estrutura não membranosa do citoplasma que tem papel impor–

tante durante as etapas de mitose orientando a distribuição de cromossomos para as cé-

lulas-mãe.

Microtúbulos: São estruturas protéicas distribuídas por todo o citoplasma, sem locali-

zação precisa. Têm grande facilidade de aumentar ou diminuir o seu comprimento rapi-

damente retraindo e arrastando os cromossomos para os pólos da célula.

Atividades da Membrana Plasmática

ATIVIDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA:

O conjunto de substâncias que formam a matéria viva e ativa da célula recebe o nome de protoplasma. O protoplasma compõe-se de soluções coloidais, soluções químicas e suspensões. As soluções coloidais, por sua própria natureza, não atravessam as membranas semipermeáveis. Por isso, como a membrana plasmática é uma membrana semipermeável, não há condição para o extravasamento dos colóides citoplasmáticos para fora da célula. Sob esse aspecto, a membrana já começa a selecionar o que deve entrar ou sair da célula. Por outro lado, entretanto, a água e as soluções químicas podem atravessar a membrana facilmente, pelo fenômeno da DIFUSÃO SIMPLES. A difusão compreende a osmose e a diálise.

A osmose é a passagem de moléculas de água através de uma membrana semipermeável sempre no sentido do meio hipotônico, isto é, menos concentrado (onde, proporcionalmente, a quantidade de moléculas de água é maior por unidade de volume) para o meio hipertônico, ou seja, mais concentrado (no qual a quantidade de moléculas de água é menor por unidade de volume).

A diálise é a difusão de partículas do soluto das soluções químicas através da membrana plasmática. Essa passagem se faz sempre no sentido da solução mais concentrada para a solução menos concentrada.

Repare que, apesar de um aparente contraste no sentido em que se processam os fluxos na osmose e na diálise, eles obedecem igualmente às mesmas leis físicas da difusão (as partículas passam do setor onde é maior a sua energia cinética para o setor onde ela é menor).

Em função dessa atividade, dizemos que a membrana plasmática é dotada de Permeabilidade Seletiva, pois seleciona o trânsito de substâncias através da sua estrutura.

Além dos mecanismos de difusão, a membrana plasmática, na sua função de permeabilidade seletiva, faz uso de outros recursos, tais como a difusão facilitada, o transporte ativo e o transporte em bloco.

Na difusão facilitada participam moléculas especiais, de natureza protéica, integrantes da estrutura da membrana, que se ocupam de recolher pequenas moléculas e íons do meio extracelular e, através de movimentos em giros, com uma roda d’água, descarregá-los no meio intracelular (ou vice-versa). O importante, todavia, é que esse mecanismo acelera o transporte de substâncias através da membrana sem consumo de energia pela célula. A osmose, a diálise e a difusão facilitada constituem formas alternativas de transporte passivo, pois em nenhuma delas ocorre dispêndio de energia pela célula.

No transporte ativo já se observa o consumo de energia pela célula. Ele consiste na passagem de moléculas de um lado para o outro da membrana plasmática sempre contra um gradiente de concentração, isto é, contra as leis da difusão. A absorção de sais pelas raízes se processa habitualmente por transporte ativo. Isto quer dizer que, embora haja uma concentração maior dos sais intracelularmente do que no meio ambiente, ainda assim os sais continuam entrando nas células. Da mesma forma, a passagem da glicose para o interior das células, no nosso organismo, frequentemente se faz por transporte ativo. Para que esse fenômeno ocorra, participam moléculas protéicas especiais que agem como “transportadores”, aos quais, para fixarem a molécula ou íon a ser transportado, exigem uma reação de fosforilação, que implica dispêndio de energia pela célula.

No transporte em bloco, a bem dizer, não é uma atribuição exclusiva da membrana plasmática, mas ela está envolvida nesse fenômeno. Ele compreende o englobamento de partículas ou blocos de substâncias que, por seu volume acentuadamente grande, não poderiam atravessar a membrana plasmática sem rompê-la. Em tal condição, a célula promove modificações da sua superfície, mobilizando inclusive a membrana plasmática, no sentido de “englobar” o material a ser recolhido.

Mas esse fenômeno pode ocorrer, também, em sentido contrário, isto é, visando à eliminação de um bloco de material. Portanto, o transporte em bloco compreende a endocitose e a exocitose.

A endocitose de partículas sólidas recebe o nome especial de fagocitose. Amebas, leucócitos e macrófagos (estes últimos, células do tecido conjuntivo) realizam fagocitose, emitindo pseudópodos (expansões citoplasmáticas envoltas por membrana) que “abraçam” o material a ser englobado.

A 0endocitose realizada com o fim de englobar pequenas porções de substâncias líquidas recebe o nome de pinocitose. As células da mucosa intestinal praticam rotineiramente a pinocitose para a absorção de substâncias nutrientes resultantes da digestão alimentar.

A exocitose é um movimento contrário ao da endocitose e, portanto, destinado à expulsão de substância da célula. Ela se faz através do aparecimento de uma vesícula intracitoplasmática contendo material indesejável, que se desloca até a superfície da célula, tocando a membrana plasmática. Nesse ponto, a membrana se desfaz e a vesícula espulsa o seu conteúdo. As vesículas de eliminação são denominadas vesículas de clasmatose ou clasmocitose.