Citoplasma, citoesqueleto, centríodos

citoplasma

O citoplasma é o espaço intra-celular entre a membrana plasmática e o envoltório nuclear em seres eucariontes, enquanto nos procariontes corresponde a totalidade da área intra-celular. O citoplasma é preenchido por uma matéria coloidal e semi-flúida denominada citosol, e neste fluido estão suspensos os organelos celulares. Nos eucariontes, em oposição ao protoplasma, o citoplasma não inclui o núcleo celular, cujo interior é formado por nucleoplasma.

Componentes do citoplasma

A componente água do citoplasma (cerca de 80%) é composta por íons e macromoléculas solúveis como enzimas, carboidratos, sais, proteínas e uma grande proporção de RNA. Este componente aquosa também é denominada de citosol (ou citoplasmas fundamentais, que está em desuso).
O citosol pode ter uma maior ou menor consistência gelificada, isso dependendo das condições do meio e da fase de atividade em que a célula se encontra. Quando mais viscoso é denominado citogel. Quando mais aquoso é denominado citosol, composto por líquido em movimento. Normalmente as regiões marginais da célula são mais viscosas que o interior.
O componente não solúvel do citoplasma é constituído por organelos: mitocôndrias, cloroplastos, lisossomas, peroxissomas, ribossomas, vacúolos, citoesqueleto e outras estruturas membranares (complexo de Golgi e Retículo Endoplasmático).
Diferença entre o citoplasma animal e vegetal

Enquanto todas as células possuem citoplasma, células de diferentes grupos biológicos podem divergir substancialmente nas características dos seus citoplasmas. Nas células animais, o citoplasma ocupa cerca de metade do volume da célula, enquanto em células vegetais ele ocupa menos espaço devido à presença de vacúolos.

Função

Além de servir de meio reacionário, é onde se localizam as mitocôndrias e o citoesqueleto, este mantendo a consistência e a forma da célula. É também o local de armazenamento de substâncias químicas indispensáveis à vida. As reações metabólicas vitais têm lugar neste compartimento celular: glicólise anaeróbia e a síntese proteica.
As enzimas lisossômicas são produzidas no retículo endoplasmático granuloso, passam para o complexo de golgi, onde são empacotadas e liberadas na forma de vesículas (lisossomos primários). Quando uma partícula de alimentos é englobada por endocitose, forma-se um vacúolo alimentar, um ou mais lisossomos fundem-se no fagossomo despejando enzimas digestivas nele, assim forma-se o vacúolo digestivo e as moléculas provenientes da digestão se fundem no citoplasma. O vacúolo cheio de resíduos é chamado de vacúolo residual.
Exemplos


A) Lisossomos e desenvolvimento - Em alguns casos para desenvolvimento de um corpo, como o caso do girinos, as células promovem autodigestão através do rompimento de seus lisossomos, o que é chamado de apoptose (morte celular programada). O material conseguido através da autodigestão é mandado, através da circulação, para outras partes do corpo do animal onde é aproveitado para o desenvolvimento.
B) Lisossomo e doença - Devido a algumas doenças os lisossomos se rompem e matam as células como o caso da silicose, doença pulmonar causada por inalação regular de pó de sílica, destrói regiões do pulmão, que perde ao pouco sua capacidade respiratória.
C) Lisossomos e morte celular - Assim que a célula morre, os lisossomos se rompem aos poucos, libertando suas enzimas; estas, evidentemente, aceleram o processo de degradação do material celular (autólise), simultaneamente à ação das bactérias da decomposição.
 Citoesqueleto


O Citoesqueleto é responsável por manter a forma da célula e as junções celulares, auxiliando nos movimentos celulares. É constituído por proteínas bastante estáveis filamentosas ou tubulares que são os filamentos intermediários, filamentos de actina e os microtubulos e pelas proteínas motoras: dineína, miosina e cinesina.

Microtúbulos

Os microtúbulos são os mais espessos, os mais grossos, possuindo 25 nanômetros de espessura. São formados por proteínas , as tubulinas, que por sua vez se dividem em α (alfa) e β (beta), e em duas subunidades, então quando duas dessas subunidades se ligam formam uma tubulina. E quando varias tubulinas se ligam, a parte alfa de uma com a parte beta da outra, formam protofilamentos, e treze desses protofilamentos unidos, formam um microtúbulo. Vale lembrar também que, além das tubulinas α (alfa) e β (beta), existe as γ-tubulina (gama-tubulinas) que possuem papel fundamental na formação dos microtubulos, pois são como "moldes em forma de anel" por onde a polimerização das outras tubulinas se orientam.

Filamentos de actina
 Filamentos de actina são mais finos porque possuem apenas dois profilamentos de proteína actina. Esses dois pro filamentos se entrelaçam, formando um filamento. Constituídos por monômeros globulares, também chamados de Actina G, e que se polimerizam para formar filamentos, ou Actina F.
Formam os microvilos, os estereocilios e as miofibrilas.
Filamentos intermediários

O filamento intermediário possui uma estrutura em a-hélice central e domínios globulares em cada extremidade. A organização desses filamentos, as ligações a outros filamentos e a sua função de sustentação dependem de proteínas associadas aos filamentos intermediários (IFAP). As redes de filamentos intermediários formam a lâmina nuclear, ao longo da superfície interna da membrana nuclear, e estão firmemente ligados as junções celulares, desmossomos e hemidesmossomos.
Tem como função ancorar as estruturas celulares, formar os desmossomos (junção intercelular) e absorver impa
Proteínas motoras do citoesqueleto

As proteínas motoras se dividem em tres grupos: as cinesinas e dineínas e as miosinas.
As cinesinas e dineínas se diferem em apenas um ponto, a direção em que se locomovem. Más têm a mesma forma e função, que é de transportar estruturas de um lugar da célula para outro. Elas não formam filamentos, ou seja, trabalham sempre sozinhas e sobre os microtúbulos, ou seja, elas interagem quimicamente com os microtúbulos, de forma que gastam atp’s para se locomover. Já as miosinas formam pequenos filamentos mas também dependem de outros para trabalhar, no caso os filamentos de actina. A miosina utiliza, assim como as dineínas e as cinesinas, esse outro filamento como um trem utiliza os trilhos para se mover, interagindo com eles.
Centríolos

Um Centríolo ou centro celular é uma estrutura em forma de cilíndro[1] encontrado na maioria das células eucariontes animais, embora seja ausente alguns protistas, gimnospermas, angiospermas[2] e fungos[3]. Normalmente, as células possuem um par de centríolos posicionados lado a lado ou posicionados perpendicularmente. São constituídos por nove túbulos triplos ligados entre si, formando um tipo de cilindro.[4] Dois centríolos dispostos perpendicularmente formam um diplossomo. Têm origem comum com os centrossomos que dão origem a flagelos e cílios[5] que efetuam o movimento em certos tipos celulares e organismos protistas.

O mecanismo de separação e funcionamento do centríolo não está bem explicado até o momento. Sabe-se que exerce função vital na divisão celular. Durante os processos mitótico e meiótico, feixes de microtúbulos e microfibrilas são sintetizados no citoplasma (e recebem o nome de ásteres) e posicionados de modo a uma de suas extremidades ficar ligada ao centríolo, enquanto a outra extremidade prende-se ao centrômero do cromossomo.
É através da tubulina que o fuso mitótico é destruído. O próprio centríolo é duplicado, e cada novo centríolo com os microtúbulos associados migra para uma extremidade da célula, puxando para si cada estrutura originada na reprodução celular.

Na divisão celular

Centríolos estão envolvidos naNo entanto, as experiências mais recentes têm demonstrado que as células cujos centríolos foram removidos através de ablação por laser podem ainda progredir pelo estágio G1 da interfase antes que os centríolos possam ser sintetizados em uma forma "de novo fashion". organização do fuso mitótico e na conclusão da citocines

Organização celular dos centríolos
Centríolos são uma parte muito importante dos centrossomas, que estão envolvidos na organização de microtúbulos no citoplasma.
sugeriu que o centríolo pode formar um "olho" primitivo direccional, sensível a certos comprimentos de onda no espectro infra vermelho.


Ciliogênese

Em organismos com flagelos e cílios, a posição dessas organelas é determinada pelo centríolo mãe, que se torna o corpo basal. A incapacidade de células em usar centríolos para fazer cílios funcionais e flagelos tem sido associada a um número de doenças genéticas e de desenvolvimento. Em particular, a incapacidade dos centríolos de migrar adequadamente antes da montagem ciliar foi recentemente ligada à Síndrome de Meckel-Grube

Duplicação dos centríolos
As células nas fases G0 e G1 geralmente contêm dois centríolos completos.[14] O mais velho dos dois centríolos em um par é chamado de centríolo mãe, enquanto o mais jovem é chamado de centríolo filha. Durante o ciclo de divisão celular, um centríolo novo cresce a partir do lado de cada um dos centríolos "mãe" existentes. Após a duplicação dos centríolos, os dois pares de centríolos permanecem ligados uns aos outros numa configuração ortogonal até a mitose, quando os centríolos mãe e filha se separam de uma maneira dependente da enzima separase.
Os dois centríolos no centrossoma são ligados uns aos outros por proteínas não identificadas. O centríolo mãe têm apêndices irradiando na extremidade distal do seu eixo longitudinal e está ligado ao centríolo filha na outra extremidade proximal. Cada célula-filha formada após a divisão celular irá herdar um desses pares (um centríolo velho e um mais novo). A duplicação de centríolos se inicia no momento da transição G1/S e termina antes do início da mitose.
Origem

O último ancestral comum de todos os eucariontes era uma célula ciliada com centríolos. Algumas linhagens de eucariotos não têm mais centríolos, por exemplo as plantas terrestres. Não está claro se o último ancestral comum tinha um[15] ou dois cílios.[16] Genes importantes necessários para o crescimento do centríolo, como centrins, só são encontrados em eucariotos e não são encontrados nem nas eubactérias ou nas arqueas.

Referência




1. ↑ Eddé, B.; Rossier, J.; Le Caer, J. P.; Desbruyères, E.; Gros, F.; Denoulet, P. (1990). "Posttranslational glutamylation of alpha-tubulin". Science 247 (4938) pp. 83–5. DOI:10.1126/science.1967194. PMID 1967194. Bibcode: 1990Sci...247...83E.
2. ↑ Purves, WK. Vida - A ciência da Biologia, 6a. edição - Porto Alegre: Artmed, 2002. p. 76.
3. ↑ Alberts, B. Molecular Biology of the Cell, 5a. edição - Nova Iorque: Garland Science, 2008. p. 993. (em inglês)
4. ↑ Sperelakis, Nicholas (editor); Forbes, Michael S. (autor do capítulo); Ferguson, Donald G. (autor do capítulo). Cell Physiology Sourcebook: A Molecular Approach (em inglês). 3ª ed. San Diego, California: Academic Press. Capítulo: 6:Ultrastructure of Cells, 1235 p. p. 110. ISBN 0-12-656977-0
5. ↑ Bolsover, Stephen R.; Hyams, Jeremy S.; Shephard, Elizabeth A.; White, Hugh A.; Wiedemann, Claudia G. Cell Biology (em inglês). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2004. 531 p. p. 382. ISBN 0-471-26393-1
6. ↑ a b Salisbury, J.L.; Suino, K. M.; Busby, R.; Springett, M. (2002). "Centrin-2 is required for centriole duplication in mammalian cells". Current biology : CB 12 (15) pp. 1287–92. DOI:10.1016/S0960-9822(02)01019-9. PMID 12176356.
7. ↑ La Terra, S.; English, C. N.; Hergert, P.; McEwen, B. F.; Sluder, G.; Khodjakov, A. (2005). "The de novo centriole assembly pathway in HeLa cells: cell cycle progression and centriole assembly/maturation". The Journal of cell biology 168 (5) pp. 713–22. DOI:10.1083/jcb.200411126. PMID 15738265.
8. ↑ Basto, R.; Lau, J.; Vinogradova, T.; Gardiol, A.; Woods, C. G.; Khodjakov, A.; Raff, J. W. (2006). "Flies without centrioles". Cell 125 (7) pp. 1375–86. DOI:10.1016/j.cell.2006.05.025. PMID 16814722.
9. ↑ Feldman, J. L.; Geimer, S.; Marshall, W. F. (2007). "The mother centriole plays an instructive role in defining cell geometry". PLoS biology 5 (6) pp. e149. DOI:10.1371/journal.pbio.0050149. PMID 17518519.
10. ↑ Beisson, J.; Wright, M.. (2003). "Basal body/centriole assembly and continuity". Current opinion in cell biology 15 (1) pp. 96–104. DOI:10.1016/S0955-0674(02)00017-0. PMID 12517710.
11. ↑ Albrecht-Buehler, G. Changes of cell behavior by near-infrared signals. Cell Motiltiy and the Cytoskeleton 32:299-304 (1995)
12. ↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. Biologia Molecular da Célula. 5 ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 1268 p. p. 993. ISBN 978-85-363-2066-3
13. ↑ Cui, Cheng ; Chatterjee, Bishwanath ; Francis, Deanne ; Yu, Qing ; SanAgustin, Jovenal T. ; Francis, Richard ; Tansey, Terry ; Henry, Charisse ; Wang, Baolin ; Lemley, Bethan ; Pazour, Gregory J. ; Lo, Cecilia W.. (2011). "Disruption of Mks1 localization to the mother centriole causes cilia defects and developmental malformations in Meckel-Gruber syndrome". Dis Model Mech 4 (1) pp. 43–56. DOI:10.1242/dmm.006262. PMID PMC3008963.
14. ↑ Karp, Gerald. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments (em inglês). 5ª ed. New Jersey: John Wiley, 2008. p. 584-585. ISBN 978-0-470-04217-5
15. ↑ doi:10.1007/978-0-387-74021-8_10
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16. ↑ doi:10.1093/gbe/evp011
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Alunos: Igor Vieira, Paulo Ricardo, Warllen