A Quimica da Célula-Substâncias Inorgânicas.

Substâncias Inorgânicas são todas aquelas que não são orgânicas, são pouco complexas e pobres em energia: Por exemplo, os minerais. A água é um substância essencial à nossa vida. Está presente nos alimentos, nas células do nosso corpo, nos outros animais e nos vegetais.

Água

É a substância encontrada em maior quantidade no interior das células vivas, atuando de diversas formas no metabolismo celular.

Funções

Solvente universal, dissolve a maioria das substâncias encontardas no mundo vivo.As substâncias que se dissolvem em água são chamadas de Hidrossolúveis.

Hidrólise, processo no qual a molécula de água atua na dissolução de outras moléculas, sob a ação da enzima hidrolase.

Ativação das enzimas, as reações enzimáticas aumentam em presença de água.

Reguladora térmica, atua como reguladora térmica no processo de transpiração. A sua evaporação retira o excesso de calor das superfícies.

Transporte de substâncias, é responsável pelo proceso de transferência de inúmeras substâncias para o meio intracelular e extracelular, assim como no interior do citoplasma facilita as reações quimicas.

O Teor de água, dentro de uma célula ou tecido depende do metabolismo de cada uma. Quanto maior o funcionamento de uma célula maior o teor de água, pois as sinteses moleculares normalmente produzem moléculas de água (síntese de carboidratos).As taxas de água tambem variam de uma espécie para outra. A espécie humana pode ter cerca de 70% de sua massa em água na idade adulta, essa taxa ultrapassa 98% nas águas-vivas. Com o envelhecimento o teor de água diminui. As moléculas de água são unidas por uma ligação denominada de Pontes de Hidrogênio.

Íons Minerais.

De maneira simples, os íons são átomos que, por um motivo qualquer, perderam ou ganharam elétrons. Quando um átomo perde elétrons se torna um íon positivo ou cátion, passando a ter excesso de cargas positivas. Contrariamente, ao ganhar elétrons, torna-se um íon negativo ou ânion. Os átomos dos elementos químicos tendem a estabilizar a última camada ganhando ou perdendo elétrons, ou seja, para a maioria há necessidade de se transformar em íons. Por exemplo, átomos de metais, como o cobre, tendem a perder elétrons (íons cátion) e átomos de ametais, como o oxigênio, tendem a ganhar elétrons (íons ânion).

O sal de cozinha ( ou cloreto de sódio) é uma substância inorgânica presente em nosso dia-a-dia. Extraído da natureza, o sal é parte de nossa alimentação e em dose equilibrada, contribuiu para a manutenção da nossa saúde. No interior das células são encontrados na forma de íons e desempenham inúmeros papeis de relevância no seu metabolismo.

Funções

Regulação da quantidade de água nas células, quanto maior a concentração de íons no interior de uma célula, maior a necessidade de água, desta forma a essa substância flui para o meio intra celular. Se a aquantidade de íons for pequena no meio intracelular e maior no meio extracelular, a célula acaba perdendo água.

Funcionamento das enzimas, várias são as enzimas que se tornam ativas quando se associam a um fator auxiliar (co-fator), que pode ser um íon mineral como o ferro.

Núcleo Celular,sua importância e constituição.

Figura do núcleo e do retículo endoplasmático: (1) Envoltório nuclear. (2) Ribosomos. (3) Poros nucleares. (4) Nucléolo. (5) Cromatina. (6) Núcleo. (7) Retículo endoplasmático. (8) Nucleoplasma.

O núcleo é um compartimento essencial da célula eucarionte, pois é onde se localiza o material genético, responsável pelas características que o organismo possui.
Ele é delimitado pela carioteca ou envoltório nuclear( Lipoproteica), que é composto de uma membrana nuclear externa, que é contínua com a membrana do retículo endoplasmático, e uma membrana interna, que é contínua com o lúmen do RE.
O envoltório nuclear é cheio de poros que comunicam o interior do núcleo com o citossol, e são estruturas complexas conhecidas como complexo de poro nuclear. O complexo de poro nuclear possui uma parede cilíndrica constituída por proteínas que formam um canal central com arranjo octogonal, que regula a troca de metabólitos, macromoléculas e subunidades ribossômicas entre o núcleo e o citosol. Associada a superfície interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, que constitui uma rede fibrosa de subunidades protéicas interconectadas, sendo responsável por dar forma e estabilidade ao envoltório nuclear, e liga este envoltório as fibras cromatínicas. A lâmina nuclear se despolimeriza durante a mitose, mas associam-se novamente ao seu final.
O nucleoplasma é constituído por uma solução aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos, nucleotídeos e íons, onde se encontram os nucléolos e a cromatina. A maioria das proteínas da matriz nuclear são enzimas envolvidas com a transcrição e com a duplicação do DNA.

O nucléolo é geralmente esférico, pode ser único ou múltiplo, é onde há transcrição de RNA ribossômico e a montagem das subunidades ribossomais.

Citoplasma, o interior da célula e suas organelas.

O citoplasma é constituído por um material mais ou menos viscoso , chamado hialoplasma que preeche o citossomo (espaço interno da célula compreendido entre a membrana plamática e a carioteca ou cariomembrana) . Nele estão mergulhadas estruturas consideradas vivas, os orgânulos do citoplasma ou organelas citoplasmáticas, com funções específicas e que desempenham papéis importantes na vida da célula. Citoesqueleto são fibras de proteínas finíssimas no hialoplasma, dando forma antômica a célula.

O Hialoplasma - Quimicamente o hialoplasma é constituído de água e moléculas de proteína, formando uma dispersão que os químicos chamam de colóide. A região mais externa do citoplasma é o ectoplasma que é bastante viscoso. A parte interna do hialoplasma é o endoplasma ou citosol que é mais fluida e característica de colóide no estado de sol.

Organelas Celulares

Centrossomo

Participa da orientação dos cromossomos para os pólos da célula durante o processo mitótico, é encontrado smente em células animais, durante a intérfase torna-se reduzido apenas ao centríolos. Compõe-se de centíriolos, microcentro, centrosfera e áster.

Centríolos

Estruturas cilíndricas, geralmente encontradas aos pares. Dão origem a cílios e flagelos (menos os das bactérias), estando também relacionados com a reprodução celular - formando o fuso acromático que é observado durante a divisão celular.Apresenta-se em formação de 9 jogos de 3 microtúbulos dispostos em círculo, formando uma espécie de cilindro oco.

Mitocôndria

Função: fundamental importância no processo de respiração celular e no fornecimento de energia a partir da quebra da glicose. O fornecimento de energia provém do ciclo de Krebs, que ocorre no interior das mitocôndrias, onde a partir de uma molécula de glicose, se formam 38 ATPs, CO2 e H2O. Além disso, é na membrana mitocondrial interna que ocorre o sistema transportador de elétrons, que também fornece ATP.

Constituição: principalmente proteínas e lipídeos. Também há DNA, RNA, magnésio e cálcio. O DNA é composto de filamentos duplos e circulares. Quanto ao RNA, existe o rRNA, mRNA e o tRNA.

Estrutura: geralmente são alongadas e de tamanho e distribuição variáveis. São encontradas dispersas no citoplasma. A quantidade de mitocôndrias está diretamente relacionada com a necessidade de energia. Quanto maior a necessidade de energia, maior será o número de mitocôndrias encontradas no local, por exemplo, a cauda do espermatozóide, o fígado e o músculo estriado cardíaco. Microscopicamente as mitocôndrias apresentam duas membranas lipoprotéicas, uma membrana localiza-se mais externamente e a outra mais internamente em relação à estrutura da mitocôndria. A primeira é permeável, lisa e contém purinas, enquanto que a segunda é semipermeável e contém cristais mitocôndrias, citocromos e enzimas usadas na produção de energia. O espaço entre essas membranas é o espaço intermembranoso. O espaço interno, limitado pela membrana interna é a matriz mitocondrial. É na matriz que existe a maioria das enzimas usadas na B oxidação e no ciclo de Krebs.

Ribossomo

Função: síntese protéica.

Estrutura: existem dois tipos de ribossomos, um presente nos seres procariontes, cloroplastos e mitocôndrias e outro nos eucariontes. Os ribossomos são compostos por duas subunidades de tamanhos diferentes, que depois de prontas se separam e saem do núcleo pelo poro nuclear, passando para o citoplasma. Quando o ribossomo está disperso no citoplasma, recebe o nome de ribosoma livre e quando está aderido à superfície externa das estruturas membranosas, é chamado de ribosoma aderido.

Constituição: compostos de quatro tipos de rRNA e 80 proteínas diferentes associadas, as quais unem-se para formar uma estrutura globular condensada.

Reticulo Endoplasmático.

Funções: transporte. O retículo endoplasmático rugoso (RER) participa principalmente da síntese de esteróides e de outros lipídios, aos quais são destinados à exportação ou ao uso intracelular por organelas, como por exemplo, pelos lisossomos. O retículo endoplasmático liso (REL) participa da síntese de proteínas, mas suas funções variam de acordo com a célula em que ele se encontra, veja os exemplos a seguir. No fígado, o REL é responsável pelos processos de conjugação, oxidação e metilação. Já na glândula supra- renal, ele participa da produção de esteróides, pois ele contém algumas enzimas fundamentais para essa produção hormonal, enquanto que nas células musculares esqueléticas ele participa da ativação do cálcio e da contração muscular. Outra função é a síntese de fosfolipídios para todas as membranas celulares.

Estrutura: existem dois tipos: o RER e o REL. O RER está presente maior número nas células especializadas na secreção de proteínas, por apresentar ribossomos. Já o REL, não apresenta ribossomos e sua membrana se dispõe sob a forma de túbulos, formando um sistema mais tubular.

Constituição: ambos por uma rede de túbulos e por vesículas redondas e achatadas intercomunicantes.

Aparelho de Golgi.

Funções: completar as modificações pós-tradução, empacotar e colocar um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula, fazer hidrólise de lipídios, terminar o processo de glicosilação, de fosforilação e de sulfatação e separar proteínas.

Estrutura: conjunto de vesículas achatadas e empilhadas que geralmente se localizam em uma determinada região do citoplasma. O tamanho e o desenvolvimento da organela são variáveis.
Constituição: as proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso são transferidas para o Aparelho de Golgi, onde se fundem com as membranas. No Aparelho de Golgi, o produto secretado é condensado em vesículas grandes, formando os grânulos de secreção.

Lissosomos

Funções: digestão intracitoplasmática, renovação das organelas celulares, e metabolização de diversas moléculas. As substâncias do meio extracelular entram na célula através dos fagossomos. No interior da célula, o fagossomo se funde com o lisossomo primário. O processo de digestão inicia dentro de outro vacúolo, o lisossomo secundário.

Estrutura: vesículas delimitadas por membrana. Estão presentes em quase todas as células, mas em maior quantidade nos macrófagos. Geralmente são organelas esféricas e com aspecto granuloso.

Constituição: contém enzimas lisossômais (como: fosfatase ácida, glicuronidase, sulfatase, ribonuclease e colagenase) que variam com a célula. Estas enzimas são sintetizadas e segregadas no REG, transportas para o Aparelho de Golgi, onde são empacotadas, formando os lisossomos primários.

Peroxissomos

Funções: oxidar substâncias orgânicas, prozudir peróxido de hidrogênio, participa da b-oxidação, exporta acetil-CoA para o citossol, participa da síntese de ácidos biliares e de colesterol.

Estrutura: esféricas, envolvidos por membrana. Ele se divide por fissão.
Constituição: enzimas como a catalase, a urato oxidase e a D-aminoácidos e não possuem DNA e RNA. A catalase é uma enzima muito importante, pois ela oxida substâncias tóxicas ao organismo, inclusive o álcool etílico.

Cloroplastos

Os plastos ou plastídeos é um grupo de organelas específicas de células vegetais e algas, que possuem características semelhantes com as mitocôndrias como: membrana dupla, DNA próprio, RNA e proteínas.Os plastos desenvolvem-se a partir de proplastídeos, que são organelas pequenas presentes nas células imaturas dos meristemas vegetais e desenvolvem-se de acordo com as necessidades da célula, surgindo diferentes tipos de plastos como: os cromoplastos (que contêm pigmentos), os leucoplastos (sem pigmento), etioplastos (que se desenvolvem na ausência de luz), amiloplastos (que acumulam amido como substância de reserva), proteoplastos (que armazenam proteína) e os oleoplastos (acumulam lipídeos).

Funções.

Realização do processo de fotossíntese.

Estutura.

Apresenta-se na forma alongada, delimitado por dupla membrana,contendo em seu interior inúmeras lâminas paralelas denominadas lamelas de constituição lipoproteica,separadas por um estroma (espaço interno do cloroplasto) onde é encontrada a clorofila.Depositadas sobre a lamela estão os tilacóides (bolsas esféricas) que se empilham formando o Grana. A estrutura granum-lamelar não é observada nos cloroplastos das algas.

Microtúbulos

Funções: oferecer rigidez na forma das células, manter os prolongamentos celulares, dar simetria à célula, servir de suporte para as células na locomoção, servir como base morfológica para centríolos, cílios, flagelos e corpúsculos basais.

Estrutura: formado por treze subunidades de a e b tubulina, chamadas de herodímero. Organizadas em forma de espiral e com comprimento e estabilidade variáveis. Possuem eventuais comunicações entre um microfilamento e outro. A parte central do microtúbulo é denominada de axonema.

Constituição: depende do local. Miosina no músculo estriado. No restante das células, em geral, são constituídos por filamentos finos de actina e filamentos grossos de miosina associados às organelas. Também outras proteínas são visualizadas nos filamentos intermediários, que são constituídos por queratinas, por vimentina, por desmina, por proteína fibrilar ácida da glia e por proteínas dos neurofilamentos.

Vacúolos digestivos.

Fagossomos e pinossomos, que contém material capturado do meio pela célula, fundem-se com lisossomos, originando bolsas membranosas chamadas vacúolos digestivos. As enzimas lisossômicas digerem as substâncias capturadas, quebrando-as e reduzindo-as a moléculas menores. Estas atravessam a mesma membrana do vacúolo digestivo e saem para o citosol, onde serão utilizadas como matéria-prima ou fonte de energia para os processos celulares.
Eventuais restos da digestão, constituídos por material não-digerido e enzimas, permanecem dentro do vacúolo, agora denominado vacúolo (ou corpo) residual. Este expulsa o conteúdo da célula por clasmocitose.

Vacúolos autofágicos e heterofágicos

Partes da célula, como, por exemplo, organelas velhas e desgastadas são constantemente atacadas e digeridas pela atividade lisossômica. Dessa forma, seus componentes moleculares podem ser reaproveitados. Os lisossomos fundem-se em torno de uma parte celular a ser digerida, formando uma bolsa membranosa chamada vacúolo autofágico (do grego autós próprio, e phagos, comer). Essa denominação ressalta o fato de o material digerido no vacúolo ser uma parte da própria célula. Quando o material digerido vem de fora da célula, capturado por fagocitose ou pinocitose, fala-se em vacúolo heterofágico (do grego heteros, outro, diferente).

Cílios e Flagelos

Os cílios e flagelos são flexíveis prolongamentos da membrana celular, que variam de comprimento, sendo responsáveis pelo movimento de células como o espermatozóide e organismos unicelulares como o Paramecium.

Membrana Plasmática (MP), Plasmalema,Envoltório celular.

Membrana celular (ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática ou plasmalema)
É o envoltório que toda célula possui (define seu limites, e mantém as diferenças essenciais entre os meios interno e externo). Sua espessura está entre 6 a 9 nm, só visível ao microscópio eletrônico, são flexíveis e fluidas.
São estruturas altamente diferenciadas, destinadas a uma compartimentação única, na natureza. Elas são capazes de selecionar, por mecanismos de transporte ativo e passivo, os ingredientes que devem passar, tanto para dentro como para fora das células.

A MP pode ser considerada: Permeável, quando permite a passagem de soluto e solvente.

Impermeável, quando não permite a passagem de soluto e solvente.Semipermeável, quando permite a passagem somente de solvente e Selitivamente permeável,quando permite a passagem de solvente e determinados solutos.

Estrutura básica da Membrana Plasmática

Modelo Mosaico Fluido - Sugerido por Singer e Nicholson, onde as proteínas da membrana estão engastadas na camada lipídica, do lado interno, do lado externo, ou atravessando completamente a membrana. Existe uma grande variedade proteínas membranais. A fluidez esta condicionada ao tipo de ligações intermoleculares na membrana. O termo mosaico se deve ao aspecto da membrana na microscopia eletrônica. Atualmente, o modelo do mosaico fluido é o mais aceito, por encontrar apoio em varias evidencias experimentais. Este modelo propoe duas camadas de lipídios permeadas por proteínas, como apresentado na ilustração acima.

Glicocálix

É um envoltório externo a membrana, encontrado somente em células animais,formando uma rede frouxa de carboidartos que recobre a mambrana. Sua principal função é proteger a membrana contra choque químicos e físicos, além de reter diferentes enzimas e nutrientes. Pode atuar contra ataques de vírus e outos agentes.As diferentes células apresentam diferentes glicocálix, com relação a quantidade e tipo de carboidratos que o compoe.

O que é uma Célula????

Unidade fundamental, morfológica e funcional, de qualquer organismo vivo, de forma variável e dimensões geralmente microscópicas, é responsável pela reprodução, desenvolvimento e hereditariedade dos seres vivos. A maioria tem um tamanho entre 1 e 100 µm (1 micrómetro é igual a 0,001 mm). Todos os seres vivos são constituidos por elas, somente os vírus fogem a esta regra, são acelulares. As células são classificadas em Procariótica (não apresenta núcleo,portanto não tem carioteca, caso das Bactérias) e Eucarióticas (são aquelas onde existe a presença do núcleo, com carioteca, caso dos Animais, Vegetais,Algas,Protozoários, Fungos). Alem destas características estas células são diferentes em outros aspectos, as Procarióticas são de funcioamento simples apresentando somente ribossomos como organela, ja as Eucarióticas são consideradas de funcinamento mais complexo, tendo várias organelas com por exemplo mitocôndrias, complexo golgiense, ribossomos. Não esqueça!!!! Toda célula possui Membrana Plasmática (MP) e Citoplasma, mas nem sempre apresenta núcleo!!!!

História.

As células foram descobertas em 1665, por um inglês Robert Hooke. Utilizando um microscópio rudimentar, Hooke analisou uma fina lâmina de cortiça e verficou que ela era constituida por cavidades poliédricas, denominando-as de células (do latim cella-pequena cavidade). O que Hooke observou foram as paredes das células vegetais, constituidas de celulose formando ao redor destas células uma proteção.

A teoria celular foi formulada por Scheleiden e Schwann e diz que "Todo ser vivo é constituido por células".