A estrutura da celular (citoplasma II)

A estrutura da celular 

Continuando o estudo das organelas celulares, enfocaremos agora os plastos e as mitocôndrias, ambos associados ao metabolismo energético das células em que ocorrem.

Os plastos 

Platos são organelas citoplasmáticas, encontrados em células vegetais. São organelas que possuem seu próprio DNA e são capazes de se autoduplicar. Os principais plastos são: Cloroplastos e leucoplastos. 

Leucoplastos

São plastos que não contém pigmento, incolores, cuja função mais importante é armazenar substâncias de reserva, das quais a mais importante é o amido.

Exemplos de leucoplastos:

Amiloplastos ou grãos de milho: armazenam amido. Os amiloplastos são freqüentes em órgãos subterrâneos (raízes e caules) e em sementes e frutos. É sabido, também, que muitas vezes os amiloplastos expostos à luz ficam estimulados para a produção de clorofilas e se transformam em cloroplastos. Tal fenômeno pode ser observado na batata. Em momentos de necessidade (se faltar glicose) o amido pode ser reconvertido em glicose e utilizado. 
Proteoplasto: armazenam proteína, possuem poucas membranas internas e, nelas, a proteína se encontra na forma cristalina.

Cloroplastos 

Os cloroplastos são organelas presentes apenas em células de plantas e algas, nas regiões que ficam iluminadas. Possuem cor verde devido à presença de clorofila e são responsáveis pela realização da fotossíntese. Podem ter formas e tamanhos diferentes, além do que, na célula pode haver apenas um ou uma grande quantidade deles, isso varia de acordo com o tipo de planta.       

Funções
 Nos cloroplastos acontece a fotossíntese, processo responsável pela produção de energia e de substâncias orgânicas. Além disso, os cloroplastos são capazes de sintetizar aminoácidos e lipídeos, que constituem a sua membrana.

Fotossíntese

Durante a fotossíntese ocorrem dezenas de reações químicas que basicamente podem ser divididas em 2 etapas:

Etapa fotoquímica, ou das reações de claro: como indicado pelo nome na primeira etapa é necessário que haja a luz do sol, que é absorvida pela clorofila para a fotofosforilação (produção de ATP) e fotólise da água (decomposição da água em gás oxigênio e íons de hidrogênio).

Etapa química, ou das reações de escuro: ocorrem diversas reações em que são produzidos glicídeos a partir de moléculas de CO2 (do ar), de hidrogênio e da energia fornecida pelo ATP (ambos provenientes da primeira etapa).

Estrutura

Geralmente a forma do cloroplasto é arredondada e alongada, mas pode ter outros formatos. Possui membrana lipoproteica dupla, sendo que a mais interna das membranas forma lamelas, compostas por pilhas lamelares menores, cada uma como se fosse uma pequena bolsa achatada, chamada tilacoide. Os tilacoides são interligados e ficam empilhados, sendo o conjunto chamado granum (do latim,granum= grão).

A etapa clara (conversão da luz em energia) acontece na região das membranas dos tilacoides, onde está concentrada a clorofila. Entre as membranas dos tilacoides há um espaço preenchido por um fluido e enzimas, DNA, RNA e ribossomos, sendo denominado estroma. É no estroma que acontece a etapa escura de produção dos açucares. 

    Mitocôndrias                                                                       
As mitocôndrias são organelas complexas presentes nas células eucarióticas e tem como função produzir a maior parte da energia das células, através do processo chamado de respiração celular.                                                                                                                                  Possuem duas membranas lipoproteicas: uma externa e uma interna com inúmeras dobras, além de moléculas de DNA, enzimas e ribossomos e têm capacidade de autoduplicação.
O tamanho, a forma, a quantidade e a distribuição dessas organelas varia de uma célula para outra. Em uma célula humana, por exemplo, pode existir entre 3000 e 5000 mitocôndrias aproximadamente.                       

Estrutura Mitocondrial

A dupla membrana é assim organizada: a membrana externa é semelhante a de outras organelas, lisa e composta de lipídeos e proteínas chamadas de porinas, que controlam a entrada de moléculas, permitindo a passagem de algumas relativamente grandes. A membrana interna é menos permeável e apresenta numerosas dobras, chamadas de cristas mitocondriais.

As cristas mitocondriais se projetam para um espaço central chamado matriz mitocondrial, que é preenchida por uma substância viscosa onde estão enzimas respiratórias que participam do processo de produção de energia.

Na matriz são encontradas os ribossomos, que produzem proteínas necessárias à organela. Eles são diferentes daqueles encontrados no citoplasma celular e mais parecidos com o das bactérias. Outra característica comum a bactérias e mitocôndrias são as moléculas circulares de DNA.

Respiração Celular

A respiração celular é um processo de oxidação de moléculas orgânicas, tais como ácidos graxos e glicídeos, em especial a glicose, que é a principal fonte de energia utilizada pelos organismos heterotróficos.

A glicose é proveniente da alimentação (sendo produzida pelos organismos autotróficos através da fotossíntese) e convertida em gás carbônico e água, produzindo moléculas de ATP (adenosina trifosfato), as quais são usadas em diversas atividades celulares. Esse processo de produção de energia é muito eficiente, pois são produzidas cerca de 30 moléculas de ATP (por cada molécula de glicose), cuja capacidade de armazenar energia é maior do que qualquer motor construído pelo ser humano.                                                            A degradação da glicose envolve diversas moléculas, enzimas e íons e acontece em 3 etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa. As duas últimas fases são as que mais produzem energia e ocorrem na mitocôndria, enquanto a glicólise acontece no citosol.

A equação química geral do processo é representada da seguinte forma:

C6H12O6 + 6O2 + 30ADP + 30Pi → 6CO2 + 6H2O + 30ATP

  Os vacúolos   

Os vacúolos são estruturas celulares envolvidas por membrana plasmática, muito comuns em plantas e presentes também em protozoários e animais. Tem diferentes funções como: regular pH, controlar a entrada e saída de água por osmorregulação, armazenar substâncias, fazer a digestão e excretar os resíduos.

Tipos de Vacúolos e suas Funções

Os vacúolos são envolvidos por membrana e no seu interior há substância diferente do citoplasma. Eles geralmente são esféricos, mas podem ser alongados. São de 3 tipos diferentes, a saber: 

Os vacúolos de suco celular, geralmente chamados somente vacúolos, são muito comuns, sendo menores e mais numerosos na planta jovem, se tornam único e grande nas plantas maduras. Tem função de reserva de substâncias, como amido e pigmentos, e atuam no mecanismo de pressão osmótica que regula a entrada e saída de água. ]

Com isso, os vacúolos controlam a turgidez ou flacidez da célula. A turgidez da célula confere rigidez aos tecidos vegetais tornando a planta ereta, por exemplo.

Vacúolos Digestivos

Esses vacúolos realizam a digestão intracelular e estão presentes em protozoários e em células animais e humanas como os macrófagos.

Nas amebas, por exemplo, o alimento é capturado por fagocitose e parte da membrana celular envolve a partícula, formando um fagossomo. Em seguida, esse fagossomo se une ao lisossomo formando o vacúolo digestivo. No interior do vacúolo digestivo as enzimas do lisossomo farão a digestão e depois os restos serão eliminados para fora da célula.

Nas células de defesa do corpo humano acontece situação semelhante. Os agentes invasores, por exemplo bactérias ou vírus, são fagocitados e digeridos dentro dos vacúolos digestivos.

Vacúolos Contráteis

Nos protozoários e em alguns organismos mais simples como os poríferos os vacúolos também estão presentes. São chamados vacúolos contráteis ou pulsáteis e controlam a entrada e saída de água da célula por osmose. Eles também realizam o armazenamento de substâncias.

Os Centríolos 

O que são?

Os centríolos são estruturas presentes no citoplasma das células eucariontes da grande maioria das espécies animais (inclusive nas dos seres humanos).

Características principais:

- Possuem formato cilíndrico;

- Os centríolos são constituídos por nove microtúbulos triplos;

- Os centríolos estão localizados no centro das células;

- Estão dispostos aos pares;

- Possuem a capacidade de autoduplicação.

 Funções dos centríolos:

- Tem grande importância no processo de divisão celular;

- Participam da organização do fuso miótico (estrutura do citoesqueleto envolvida na meiose e mitose)

- Atuam na formação dos cílios e flagelos (apêndices das células em forma de filamentos). 

Os peroxissomos 

Peroxissomos são bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo. Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem.

Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase.

 A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada (H₂O₂), e água e gás oxigênio. A água oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à célula.

2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2

Apesar das descobertas recentes envolvendo os peroxissomos, a função dessas organelas no metabolismo celular ainda é pouco conhecida. Entre outras funções, acredita-se que participem dos processos de desintoxicação da célula.