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Matérias > Biologia > Citologia > Citoplasma > Composição ...Curso_Tecnico/Instrutor Rodrigo/Diversos... · Matérias > Biologia > Citologia > Citoplasma > Composição Química

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    Matrias > Biologia > Citologia > Citoplasma > Composio Qumica e Bioqumica - Metabolismo

    Composio qumica e bioqumica- Metabolismo

    ESTRUTURA QUMICA E METABOLISMO CELULAR

    A Citologia estuda a clula, sua estrutura e funes. No entanto para podermos entender bem uma clulaprecisamos primeiro conhecer do que ela feita.

    Componentes qumicos da clula

    CONSTITUINTESCLULASANIMAIS

    %

    CLULASVEGETAIS

    %

    gua 60 75

    Substncias minerais 4,3 2,45

    Substnciasorgnicas

    Glicdios 6,2 18,0

    Lipdios 11,7 0,5

    Protenas 17,8 4,0

    gua

    Um dos componentes bsicos da clula a gua. A gua solvente universal; para que as substnciaspossam se encontrar e reagir, preciso existir gua.

    A gua tambm ajuda a evitar variaes bruscas de temperatura, pois apresenta valores elevados de calorespecfico, calor de vaporizao e calor de fuso.

    Organismos pecilotrmicos no podem viver em lugares com temperaturas abaixo de zero, pois como noso capazes de controlar a temperatura do corpo a sua gua congelaria e os levaria morte.

    Nos processos de transporte de substncias, intra e extracelulares, a gua tem importante participao,assim como na eliminao de excretas celulares.

    A gua tambm tem funo lubrificante, estando presente em regies onde h atrito, como por exemplo,nas articulaes.

    Variao da taxa de gua nos seres vivos.

    A quantidade de gua varia de acordo com alguns fatores:

    1 - Metabolismo: o conjunto de reaes qumicas de um organismo, podendo ser classificado comometabolismo energtico e plstico. Quanto maior a atividade qumica (metabolismo) de um rgo, maior oteor hdrico.

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  • Quantidade de gua em porcentagens do peso total em alguns rgos humanos

    Encfalo de embrio 92,0

    Msculos 83,4

    Crebro 77,8

    Pulmes 70,9

    Corao 70,9

    Osso 48,2

    Dentina 12,0

    2 - Idade: o encfalo do embrio tem 92% de gua e o do adulto 78%.A taxa de gua em geral decrescecom a idade.

    3 - Espcie: na espcie humana h 64% de gua e nas medusas (gua-viva) 98%.Esporos e sementesvegetais so as estruturas com menor proporo de gua (15%).

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    Sais Minerais

    Aparecem na composio da clula sob duas formas bsicas: imobilizada e dissociada. Se apresentam soba forma imobilizada como componentes de estruturas esquelticas (cascas de ovos, ossos, etc.). Sobforma dissociada ou ionizada aparecem como na tabela abaixo:

    Clcio(Ca2+)

    Componente dos ossos e dentes. Ativador de certas enzimas. Por exemplo : enzimas dacoagulao .

    Magnsio( Mg2+)

    Faz parte da molcula de clorofila; necessrio, portanto , fotossntese.

    Ferro(Fe2+)

    Presente na hemoglobina do sangue, pigmento fundamental para o transporte de oxignio.Componente de substncias importantes na respirao e na fotossntese (citocromos eferrodoxina).

    Sdio(Na+)

    Tem concentrao intracelular sempre mais baixa que nos lquidos externos. A membranaplasmtica, por transporte ativo, constantemente bombeia o sdio, que tende a penetrar pordifuso. Importante componente da concentrao osmtica do sangue juntamente com o K

    .

    Potssio(K+)

    mais abundante dentro das clulas que fora delas. Por transporte ativo, a membranaplasmtica absorve o potssio do meio externo. Os ons sdio e potssio esto envolvidos nosfenmenos eltricos que ocorrem na membrana plasmtica, na concentrao muscular e naconduo nervosa.

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  • Fosfato(PO4-3)

    Componente dos ossos e dentes. Est no ATP, molcula energtica das atividades celulares. parte integrante do DNA e RNA, no cdigo gentico.

    Cloro(Cl-)

    Componente dos neurnios (transmisso de impulsos nervosos ).

    Iodo(I-)

    Entra na formao de hormnios tireoidianos.

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    Glicdios

    Os glicdios so tambm conhecidos como acares, sacardios, carboidratos ou hidratos de carbono. Somolculas compostas principalmente de: carbono, hidrognio, oxignio. Os acares mais simples so osmonossacardios, que apresentam frmula geral . O valor de n pode variar de 3 a 7 conforme otipo de monossacardio. O nome do acar dado de acordo com o nmero de tomos de carbono damolcula, seguido da terminao OSE. Por exemplo, triose, pentose,hexose. So monossacardiosimportantes: glicose, frutose, galactose, ribose e desoxirribose.

    n Frmula Nome

    3 Triose

    4 Tetrose

    5 Pentose

    6 Hexose

    7 Heptose

    A juno de dois monossacardeos d origem a um dissacardio.Ex. sacarose.

    Quando temos muitos monossacardeos ligados, ocorre a formao de um polissacardeo, tal como oamido, o glicognio, a celulose, a quitina, etc.

    Os glicdios so a fonte primria de energia para as atividades celulares, podendo tambm apresentarfunes estruturais, isto , formar estruturas celulares. Enquanto as plantas produzem seus prprioscarboidratos, os animais incorporam-nos atravs do processo de nutrio.

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  • (conjunto das transformaes qumicas)

    Metabolismo

    Anabolismo - reaes qumicas de sntese, que "juntando"molculas simples produzemmolculas maiores

    Catabolismo - reaes qumicas de anlise (decomposio) que "quebrando" molculasgrandes separam suas unidades menores

    Tabela - Monossacardeos

    Carboidrato Papel biolgico

    PentosesRibose Uma das matrias-primas necessrias produo de cido ribonuclico.

    Desoxirribose Matria-prima necessria produo de cido desoxirribonuclico (DNA).

    HexosesGlicose

    a molcula mais usada pelas clulas para obteno de energia. fabricadapelas partes verdes dos vegetais, na fotossntese. Abundante em vegetais, nosangue, no mel.

    Frutose Outra hexose, tambm com papel fundamentalmente energtico.

    Galactose Um dos monossacardeos constituinte da lactose do leite. Papel energtico.

    Tabela

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  • Carboidrato MonossacardeosconstituintesOnde encontrado e papel

    biolgico

    DISSACARDEOS

    Sacarose glicose + frutoseEm muitos vegetais. Abundante nacana-de-acar e na beterraba. Papelenergtico.

    Lactose glicose + galactoseEncontrado no leite. Papelenergtico.

    Maltose glicose + glicose

    Encontrado em alguns vegetais.Provm da digesto do amido notubo digestivo de animais. Papelenergtico.

    POLISSACARDEOS

    Amido muitas molculas de glicose

    Encontrados em razes, caules efolhas. O excesso de glicoseproduzido na fotossntese armazenado sob forma de amido.

    Celulose muitas molculas de glicose

    Componente esqueltico da paredede clulas vegetais, funcionandocomo reforo. o carboidrato maisabundante na natureza.

    Glicognio muitas molculas de glicoseEncontrado no fgado e nosmsculos. Constitui a reservaenergtica dos animais.

    IDENTIFICAO PRTICA DE ALGUNS CARBOIDRATOS

    Reagente Lugol(cor castanho-clara)

    identificao de amido (polissacardeo). muda sua cor para azul-violeta (roxa).

    Reagente Benedict(cor azul)

    aquecido na presena de glicose forma um precipitado amarelo-escuro(alaranjado).

    aquecido na presena de sacarose forma um precipitado amarelo-claro.

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  • Lipdios

    A principal propriedade deste grupo de substncias o fato de serem insolveis em gua. Essassubstncias so formadas por C, H e O, mas em propores diferentes da dos carboidratos.

    Fazem parte deste grupo as gorduras, os leos, as ceras e os esterides. As gorduras e os leos formam ogrupo dos triglicerdios, pois, por hidrlise, ambos liberam um lcool chamado glicerol e 3 "molculas"de cidos graxos. O cido graxo pode ser saturado ou insaturado. O saturado aquele onde h somenteligaes simples entre os tomos de carbono, como por exemplo, o cido palmtico e o cido esterico. Ocido graxo insaturado possui uma ou mais ligaes duplas entre os carbonos, como, por exemplo, o cidoolico.

    R = 10 ou mais tomos de carbono.

    Um lipdio chamado "gordura" quando est no estado slido temperatura ambiente; caso esteja noestado lquido ser denominado "leo".

    As ceras so duras temperatura ambiente e macias quando so aquecidas. As ceras, por hidrlise, liberam"uma" molcula de lcool e cidos graxos, ambos de cadeia longa.

    Os esterides so lipdios de cadeia complexa. Como exemplo pode-se citar o colesterol e algunshormnios: estrgenos, testosterona.

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  • IDENTIFICAO PRTICA DE LIPDIOS

    Sudam III (vermelho)

    insolvel em gua; flutua na gua, por ter menor densidade. solvel em lipdios, os quais cora em vermelho, flutuando ambos nasuperfcie da gua.

    Funes dos lipdios nos seres vivos.

    a) so constituintes da membrana plasmtica e de todas as membranas internas da clula (fosfolipdios);

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  • b) fornecem energia quando oxidados pelas clulas. So normalmente usados como reserva energtica;

    c) fazem parte da estrutura de algumas vitaminas (A, D, E e K);

    d) originam alguns hormnios (andrgenos, progesterona, etc.);

    e) ajudam na proteo, pois as ceras so encontradas na pele, nos plos, nas penas, nas folhas, impedindoa desidratao dessas estruturas, atravs de um efeito impermeabilizante.

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    Protenas

    So os principais constituintes estruturais das clulas. Elas tm trs papis fundamentais:

    1 - estruturam a matria viva(funo plstica), formando as fibras dos tecidos;

    2 - aceleram as reaes qumicas celulares (catlise) - neste caso as protenas so chamadas de enzimas(catalisadores orgnicos);

    3 funcionam como elementos de defesa (anticorpos).

    As protenas so macromolculas orgnicas formadas pela juno de muitos aminocidos (AA). Osaminocidos so as unidades (monmeros) que constituem as protenas (polmeros). Qualquer aminocidocontm um grupo carboxila e um grupo amina.

    A frmula geral de um aminocido est representada abaixo:

    A ligao qumica entre dois AA chama-se ligao peptdica, e acontece sempre entre o C do radicalcido de um AA e o N do radical amina do outro AA.

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  • Quando a ligao ocorre entre 2 AA chamamos a molcula formada de dipeptdio. Quando ocorre com 3AA chamamos de tripeptdio. Acima de 4 AA a molcula chamada de polipeptdio. As protenas sosempre polipeptdios (costuma ter acima de 80 AA).

    IDENTIFICAO PRTICA DE PROTENAS

    Reagente Millon (incolor)

    aquecido forma um precipitado vermelho com a protena.

    Reao do Biureto (CuSO4 + NaOH) (cor azul)

    muda a cor azul-clara para violcea (arroxeada).

    Existem vinte tipos diferentes de AA que fazem parte das protenas. Um mesmo AA pode aparecer vriasvezes na mesma molcula.

    Aminocidosessenciais

    Aminocidosno essenciais

    Histidina (His) Alanina (Ala)

    Isoleucina (Iso) Arginina (Arg)

    Leucina (Leu) Asparagina (Asn)

    Lisina (Lis) cido asprtico (Asp)

    Metionina (Met) Cistena (Cis)

    Fenilalanina (Fen) cido glutmico (Glu)

    Treonina (Tre) Glicina (Gli)

    Triptofano (Tri) Glutamina (Gln)

    Valina (Val) Prolina (Pro)

    Serina (Ser)

    Tirosina (Tir)

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  • Parte desses AA so essenciais (precisam ser obtidos da alimentao), a partir dos quais o organismo podesintetizar todos os demais (AA naturais).

    O que diferencia um AA de outro o radical R.

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    Se o nmero de aminocidos, que formam determinada molcula, for superior a 80, convencionalmente,ela ser chamada de protena. Apesar de existirem somente 20 AA, o nmero de protenas possvel praticamente infinito.

    As protenas diferem entre si devido:

    a) a quantidade de AA na molcula,

    b) os tipos de AA,

    c) a seqncia dos AA na molcula.

    Duas protenas podem ter os mesmos AA nas mesmas quantidades, porm se a seqncia dos AA fordiferente, as protenas sero diferentes. Exemplo: imagine que cada letra da palavra AMOR seja um AA.Quantas palavras diferentes podemos escrever com essas letras?

    ROMA, MORA, OMAR, RAMO, etc.

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  • A seqncia dos AA na cadeia polipeptdica o que chamamos de estrutura primria da protena. Se aestrutura primria de uma protena for mudada, a protena mudada. A estrutura primria importantepara a forma espacial da protena.

    O fio protico (estrutura primria) no fica esticado, mas sim enrolado como um fio de telefone (formahelicoidal), devido projeo espacial da ligao peptdica.Essa forma chamada de estruturasecundria.

    Em muitas protenas a prpria hlice (estrutura secundria) sofre dobramento sobre si mesma, adquirindoforma globosa chamada de estrutura terciria.

    essa estrutura terciria (espacial = tridimensional) que determina a funo biologicamente ativa,fazendo a protena trabalhar como enzima, anticorpo, etc.

    Vrios fatores tais como, temperatura, grau de acidez (pH), concentrao de sais e outros podemalterar a estrutura espacial de uma protena, sem alterar a sua estrutura primria. Este fenmeno chamado de desnaturao.

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  • Uma das funes das protenas a funo estrutural, pois fazem parte da arquitetura das clulas e tecidosdos organismos.

    PROTENAS ESTRUTURAIS

    PROTENA PAPEL BIOLGICO

    ColgenoProtena presente nos ossos, cartilagens e tendes, e tambm na pele. Aumenta aresistncia desses tecidos trao.

    Queratina

    Recobre a superfcie da pele dos vertebrados terrestres. o mais abundantecomponente de unhas, garras, corpos, bicos e plos dos vertebrados.Impermeabilizando as superfcies corpreas, diminuindo a desidratao.

    Actina e miosina Principais constituintes do msculo. Responsveis pela contratilidade do msculo.

    Albumina Protena mais abundante do plasma sangneo, conferindo-lhe viscosidade, pressoosmtica e funo tampo.

    Hemoglobina Protena presente nas hemcias. Relacionada ao transporte de gases pelas clulasvermelhas do sangue.

    Alm da funo estrutural as protenas atuam como catalisadoras das reaes qumicas que ocorrem nasclulas. So as enzimas. A maior parte das informaes contidas no DNA dos organismos, referente fabricao de enzimas.

    Cada reao que ocorre na clula necessita de uma enzima especfica, isto , uma mesma enzima nocatalisa duas reaes diferentes. A especificidade das enzimas explicada pelo modelo da chave(reagente) e fechadura (enzima). A forma espacial da enzima deve ser complementar forma espacialdos reagentes (substratos). As enzimas no so descartveis, uma enzima pode ser usada diversas vezes. Adesnaturao de uma enzima implica na sua inatividade, pois perdendo sua forma espacial ela noconsegue mais se encaixar ao seu substrato especfico.

    HOLOENZIMA = APOENZIMA + COENZIMA + COFATOR

    (enzima conjugada) (protena) (orgnica) (inorgnica)

    estrutura 3 VITAMINA sal=on

    (atividade biolgica)

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  • O inibidor enzimtico tem forma semelhante ao substrato (reagente). Encaixando-se na enzima, bloqueiaa entrada do substrato, inibindo a reao qumica.

    A temperatura um fator importante na velocidade da atividade enzimtica. A velocidade da reaoenzimtica aumenta com o aumento da temperatura at certo limite, ento a velocidade diminuibruscamente. Para cada tipo de enzima existe uma temperatura tima. Para os seres humanos, amaioria das enzimas tem sua temperatura tima de funcionamento entre 35 e 40 C.

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    Muitas enzimas para poderem funcionar precisam de um " ajudante" chamado de cofator. Os cofatorespodem ser ons metlicos, como o cobre, zinco e mangans. Se o cofator uma substncia orgnica, ele denominado coenzima. A maioria das vitaminas necessrias ao nosso organismo atua como coenzima.

    Vitaminas so substncias orgnicas essenciais, que tm de ser obtidas do alimento, uma vez que oorganismo no consegue fabric-las.

    VITAMINAS

    HOLOENZIMA = APOENZIMA + COENZIMA + COFATOR

    (enzima conjugada) (protena) (orgnica) (inorgnica)

    estrutura 3 VITAMINA sal = on

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  • (atividade biolgica)

    VITAMINAS

    Vitaminas Uso no corpo deficincia Principais fontes

    A

    antixeroftlmica

    Necessria para ocrescimento normal epara o funcionamentonormal dos olhos, donariz, dos pulmes.Previne resfriados evrias infeces . Evitaa cegueira noturna.

    Cegueira noturna;xeroftalmia, olhossecos em crianas;cegueira total.

    Vegetaisamarelos (cenoura, abbora,batata doce, milho),pssego, nectarina,abric, gema de ovo,manteiga,fgado.

    B1

    (tiamina)

    Auxilia na oxidaodos carboidratos.Estimula o apetite.Mantm o tnusmuscular e o bomfuncionamento dosistema nervoso.Previne beribri.

    Perda de apetite, fadigamuscular, nervosismo,beribri (homem) epolineurite (pssaros).

    Cerais na formaintegral e pes,feijo, fgado, carnede porco, ovos,fermento de padaria,vegetais defolhas.

    B2

    (riboflavina)

    Auxilia na oxidaodos alimentos.Essencial respiraocelular. Mantm atonalidade saudvel dapele. Atua nacoordenao motora.

    Ruptura da mucosa daboca, dos lbios, da lnguae das bochechas.

    Vegetais de folhas(couve, repolho,espinafre etc), carnesmagras, ovos,fermento de padaria,fgado, leite.

    B (PP)

    (cido nicotnico)

    Mantm o tnusnervoso e muscular e obom funcionamento doaparelho digestrio.Previne a pelagra.

    Inrcia e falta deenergia, nervosismoextremo, distrbiosdigestivos, pelagra(homem) e lngua preta(ces).

    Lvedo de cerveja,carnes magras, ovos,fgado, leite.

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  • B6

    (piridoxina)

    Auxilia a oxidao dosalimentos. Mantm apele saudvel.

    Doenas de pele,distrbios nervosos,inrcia e extrema apatia.

    Lvedo de cerveja,cereais integrais,fgado, carnesmagras, peixe,leite.

    B12

    (cianocobalamina)

    Importante para amaturidade dashemcias.

    Anemia perniciosa.

    Fgado. Leite e seusderivados, emcarnes, peixes, ostrase leveduras.

    (cido ascrbico)

    C

    Anti-escorbtica

    Previne infeces.Mantm a integridadedos vasos sangneos ea sade dos dentes.Previne escorbuto.

    Inrcia e fadiga emadutos, insnia enervosismo em crianas,sangramento dasgengivas, inflamaesnas juntas, dentesalterados, escorbuto.

    Frutas ctricas(limo, lima,laranja), tomate,couve, repolho eoutros vegetais defolha, pimento,morango, abacaxi,goiaba, caju.

    (ergosterol = precursor davitamina D)

    D

    Anti-raqutica

    Atua no metabolismodo clcio e do fsforo.Mantm os ossos e osdentes em bom estado.Previne o raquitismo.

    Problemas nos dentes,ossos fracos, contribuipara os sintomas daartrite, raquitismo,osteomalcia (adultos).

    Lvedo, leo defgado de bacalhau,gema de ovo,manteiga

    (- tocoferol)

    E

    Anti-oxidante

    Promove a fertilidade.Previne o aborto. Atuano sistema nervosoinvoluntrio , nosistema muscular e nosmsculosinvoluntrios.

    Esterilidade do macho,aborto. Oxidao decidos graxosinsaturados e enzimasmitocondriais.

    leo de germe detrigo, carnes magras,laticnios, alface,leo de amendoim.

    Anti- hemorrgica

    Atua na coagulao dosangue. Previnehemorragias.

    Hemorragiasprolongadas: retarda oprocesso de cogulao.

    Vegetais verdes,tomate, castanha,espinafre, alface,repolho, couve, leosvegetais.

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    Matrias > Biologia > Citologia > Membrana Plasmtica > Composio Qumica - Modelos; Funes;especializaes

    Matrias > Biologia > Citologia > Citoplasma > Composio Qumica e Bioqumica - Metabolismo

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  • Composio Qumica - Modelos;Funes; especializaes

    A membrana plasmtica ser selecionadora das substncias que a clula troca com o ambiente externo.Devido sua fragilidade, na maioria das vezes apresenta envoltrio externo que lhe d proteo ousustentao fsica: membrana celulsica (clulas vegetais) e glicoclix (clulas animais). O glicoclix composto por emaranhado de molculas glicdicas: d proteo contra agentes fsicos ou qumicosexternos clula; retm nutrientes ou enzimas na sua superfcie.

    a) Propriedades e constituio qumica.

    A membrana plasmtica invisvel ao microscpio ptico comum, porm sua presena j havia sidoproposta pelos citologistas muito antes do surgimento do microscpio eletrnico. Mesmo hoje aindarestam ser esclarecidas muitas dvidas a seu respeito.

    A membrana celular composta de fosfolipdios e protenas, assim como todas as membranas que fazemparte das estruturas membranosas da clula, tais como: retculos, lisossomos, mitocndrias, plastos, etc.Ela apresenta certa elasticidade e permeabilidade seletiva, isto , para certos tipos de molculas ela permevel e para outras ela impermevel.

    b) Estrutura.

    Atualmente o modelo mais aceito o MODELO DO MOSAICO FLUIDO proposto por Singer eNicholson. Segundo esse modelo, a membrana seria composta por duas camadas de fosfolipdios ondeesto depositadas as protenas. Algumas dessas protenas ficam aderidas superfcie da membrana,enquanto outras esto totalmente mergulhadas entre os fosfolipdios; atravessando a membrana de lado alado. A flexibilidade da membrana dada pelo movimento contnuo dos fosfolipdios; estes se deslocamsem perder o contato uns com os outros.

    As molculas de protenas tambm tm movimento, podendo se deslocar pela membrana, sem direo.

    c) Funes

    A membrana plasmtica contm e delimita o espao da clula, mantm condies adequadas para queocorram as reaes metablicas necessrias. Ela seleciona o que entra e sai da clula, ajuda a manter oformato celular, ajuda a locomoo e muito mais.

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    As diferenciaes da membrana plasmtica

    Em algumas clulas, a membrana plasmtica mostra modificaes ligadas a uma especializao de funo.Algumas dessas diferenciaes so particularmente bem conhecidas nas clulas da superfcie do intestino.

    a) Microvilosidades

    So dobras da membrana plasmtica, na superfcie da clula voltada para a cavidade do intestino.Calcula-se que cada clula possui em mdia 2.500 microvilosidades. Como conseqncia de suaexistncia, h um aumento aprecivel da superfcie da membrana em contato com o alimento.

    b) Desmossomos

    So regies especializadas que ocorrem nas membranas adjacentes de duas clulas vizinhas. So espciesde presilhas que aumentam a adeso entre uma clula e a outra.

    c) Interdigitaes

    Como os desmossomos tambm tm um papel importante na coeso de clulas vizinhas.

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    Permeabilidade

    O transporte atravs da membrana

    a) Difuso

    No fenmeno de difuso, as molculas de soluto e solvente, num meio lquido, tendem a se distribuir demaneira homognea. O movimento das molculas se d no sentido de equilibrar a concentrao dasoluo.

    SOLUO Solvente (gua) + Soluto (sais, acares, etc.)

    Concentrada= "muito"soluto e "pouco" solvente ().Diluda= "pouco"soluto e "muito" solvente ().

    Quando uma clula colocada num meio rico em determinado soluto (hipertnico), passar a ter no seuinterior molculas desse soluto, contanto que a membrana plasmtica seja permevel substncia. Ointerior (citoplasma) da clula com menor quantidade de soluto hipotnico.

    Normalmente, quanto menor for a partcula que se difunde, mais rpida ser sua passagem atravs damembrana plasmtica. Assim, gua, sais minerais, acares (monossacardeos), aminocidos, se difundematravs da membrana com relativa facilidade. J macromolculas, como protenas ou amido noatravessam a membrana, podendo ser, no entanto, capturados pela clula por outros mtodos.

    Um bom exemplo de difuso, atravs da membrana plasmtica, o caso da entrada de oxignio numaclula. Como h um consumo constante de oxignio pelas mitocndrias na respirao, a concentraointerna do gs sempre baixa em relao ao meio externo. Existe ento entre a clula e o meio umgradiente de concentrao (diferena de concentrao), e as molculas de oxignio tendem a se mover dolocal de maior concentrao (lado externo) para o local de menor concentrao (citoplasma). Por outrolado, o gs carbnico estar sempre em concentrao alta no citoplasma. Isto far com que ocorra difusoconstante desta substncia para fora da clula.

    b) Osmose

    Um caso especial de difuso.

    Imagine uma situao em que o tamanho dos poros de uma determinada membrana permita apenas apassagem das molculas de gua, porm impea a passagem do soluto. Uma membrana deste tipo

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  • chamada semipermevel.

    Osmose ento um caso de difuso do solvente atravs de uma membrana semipermevel. O solvente sedifunde em direo regio em que h menor concentrao de suas molculas.

    c) Difuso Facilitada

    A superfcie da membrana plasmtica possui protenas especiais, receptoras ou permeases, quereconhecem e transportam (carregadoras) substncias alimentares de fora para o interior das clulas ouvice-versa. um processo de facilitao que segue o gradiente de concentrao, sem gasto de energia,como acontece tambm na osmose.

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    d) Transporte Ativo

    J vimos que na difuso e na osmose, por processos puramente fsicos, as molculas tendem a se deslocardo local de sua maior concentrao para a regio de menor concentrao. Contudo o inverso tambm podeocorrer em clulas vivas. Isto evidentemente contrrio tendncia natural da difuso, e para poderocorrer, necessita de um gasto de energia: o transporte ativo. Quando analisamos o contedo de umahemcia, encontramos nela concentraes de ons de sdio (Na+) muito menor do que a concentrao desdio no plasma (soluo aquosa do sangue). Ora, se raciocinarmos em termos de difuso deveria entrar naclula at que as concentraes fora e dentro se igualassem.

    No entanto, isto no ocorre, enquanto a hemcia estiver viva, sua concentrao interna de Na+ baixa.

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  • A explicao para este fenmeno a seguinte: na realidade est ocorrendo difuso e ons de Na+ estocontinuamente penetrando na clula. Porm ao mesmo tempo a membrana est expulsando ons Na+ daclula, sem parar. Esta expulso se faz por transporte ativo. Desta forma, a concentrao interna de Na+continua baixa, porm, s custas de um trabalho constante por parte da clula.

    J a situao do on potssio (K+) na hemcia inversa: encontramos sempre na clula concentrao depotssio (K+) muito superior do plasma.

    O K+, por difuso, tende a "fugir" da clula, porm a membrana o reabsorve constantemente. Ou seja, amembrana "fora" a passagem do K+ de um local de menor concentrao (plasma), para o de maiorconcentrao gastando energia no processo.

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    Apesar dos ons Na+ e K+ terem aproximadamente o mesmo tamanho, e, portanto igual difusibilidadepercebemos que a membrana plasmtica se comporta de maneira totalmente diferente em relao a cadaum deles. Aqui se pode falar, sem dvida, em permeabilidade seletiva.

    Muitas so as situaes em que se verifica o transporte ativo: certas algas marinhas concentram o iodoem porcentagem centenas de vezes maior do que existe na gua do mar; as clulas da tireide retiram oiodo do sangue por transporte ativo.

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  • A fagocitose e a pinocitose

    A membrana plasmtica tem a capacidade de englobar material externo, levando-o para o interior dasclulas. Protenas receptoras selecionam e se ligam s molculas que vo capturar. A membrana seeleva, envolvendo a partcula que encerrada numa bolsa e despregada para o interior do citoplasma daclula. Qualquer processo de captura chamado endocitose. H dois tipos de endocitose:

    a) Fagocitose (fago = comer):

    Neste processo a clula engloba partculas slidas, relativamente grandes. A clula, entrando em contatocom a partcula, emite pseudpodos que a englobam, formando um vacolo alimentar (fagossomo).

    A fagocitose observada principalmente em clulas isoladas como amebas e leuccitos. No caso daameba, trata-se de um processo nutritivo; no caso dos leuccitos, um processo de defesa contrabactrias que invadem o organismo.

    b) Pinocitose (pino = beber):

    um processo mais delicado do que a fagocitose, sendo difcil sua observao ao microscpio ptico.Partculas lquidas muito pequenas so capturadas por esse processo. A membrana plasmtica, na regiode contato com a partcula, se invagina, aprofundando-se no interior do citoplasma, forma-se um canal.Por fim, a partcula envolvida por um pedao da membrana que solta-se, formando uma vescula depinocitose (pinossomo). provvel que a maioria das clulas seja capaz de realizar a pinocitose; esseprocesso ento geral, enquanto a fagocitose se restringe a alguns tipos de clulas apenas.

    Tanto na fagocitose como na pinocitose, as vesculas ou vacolos produzidos podero receber enzimasdigestivas, que degradaro o alimento englobado.

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  • Certas clulas, para a expulso de materiais, empregam o mtodo inverso endocitose. Uma vesculaformada internamente se liga membrana. Nesse ponto, o seu contedo expelido. O processo chamadoclasmocitose.

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    c) Osmose em Clula Vegetal

    As clulas vegetais apresentam dois tipos de membranas:Membrana celulsica (parede celular): permevel, composta por celulose (polissacardeo) e degrande resistncia mecnica. Aparece externamente membrana plasmtica oferecendo proteo clula (como se fosse uma armadura).

    Membrana plasmtica (membrana celular): composio lipoprotica, elstica e semipermevel. responsvel pela seletividade das substncias que podero entrar ou sair da clula.

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    O grande vacolo da clula vegetal adulta ocupa a maior parte do volume citoplasmtico e suaconcentrao o fator primordial para regular as trocas osmticas entre a clula (membranaplasmtica-semipermevel) e o ambiente que a cerca.

    As clulas com bom volume de gua tero a membrana plasmtica pressionada contra a parede celularrgida (celulsica), a qual vai oferecendo resistncia crescente entrada de gua no vacolo (citoplasma),sempre que a clula (citoplasma hipertnico) estiver em contato com ambiente aquoso diludo(hipertnico).

    H uma equao que descreve essas trocas osmticas:

    Sc = Si - M

    Sc = Suco celular

    Si = Suco interna (Ser tanto maior quanto maior for a concentrao osmtica do vacolo e docitoplasma da clula).

    M = resistncia da membrana celulsica

    Outra forma de expressar as mesmas grandezas:

    D.P.D. = P.O. - P.T.

    D.P.D. = Dficit de presso de difuso

    P.O. = Presso osmtica

    P.T. = Presso de turgor

    Assim podem ocorrer as situaes:

    a) As clulas vegetais mergulhadas em ambiente hipotnico (por exemplo, gua destilada) estaro comseu volume mximo, ou seja, as clulas estaro trgidas e a resistncia da membrana celulsica (M)tambm ser mxima.

    Si = M Sc = 0

    b) Nas clulas flcidas o volume de gua intracelular no chega a pressionar a membrana celulsica (M):

    M = 0 Sc = Si

    c) As clulas plasmolisadas estiveram mergulhadas em soluo hipertnica e perderam tanta gua, que amembrana plasmtica descolou da celulsica (M) tendo citoplasma e vacolo muito reduzidos:

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  • M = 0 Sc = Si

    Se esta clula for colocada em gua destilada voltar a ganhar gua, realizando deplasmlise.

    d) Se a clula vegetal estiver exposta no ar e a ventilao promover lenta perda de gua, o vacolo reduzseu volume e a membrana celulsica acompanha essa retrao (fica com M negativo!):

    Sc = Si (-M) Sc = Si + M

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    Funes metablicas

    O Hialoplasma

    Tambm chamado citoplasma fundamental ou ciclosol. Trata-se de um material viscoso, amorfo, no qualficam mergulhados os orgnulos. Quimicamente, o hialoplasma formado por gua e molculas deprotena, formando uma disperso que os qumicos denominam colide. A abundncia de gua nohialoplasma facilita a distribuio de substncias por difuso, como tambm a ocorrncia de inmerasreaes qumicas.

    Em algumas clulas vivas observadas ao microscpio ptico, percebe-se que a regio mais externa dohialoplasma (ectoplasma) bastante viscosa (citogel). A parte interna (endoplasma) j mais fluida(citosol). Certos movimentos do hialoplasma podem ser observados em clulas vivas, envolvendoprincipalmente o endoplasma:

    a) Ciclose

    A ciclose pode ser facilmente observada em clulas vivas, especialmente em clulas vegetais; trata-se deuma corrente citoplasmtica que afeta o endoplasma.

    A velocidade da ciclose aumentada pela elevao da temperatura e pela luz. Anestsico,temperaturas baixas e ausncia de oxignio so fatores que retardam ou at anulam o movimento.

    b) Movimento amebide

    Em certas clulas as correntes citoplasmticas so orientadas de tal maneira que elas resultam nalocomoo da prpria clula por meio de pseudpodos. Esse fenmeno comum em amebas e leuccitos.Leia a descrio a seguir, observando simultaneamente a figura.

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  • O endoplasma flui na direo do movimento; ao chegar na extremidade anterior, ele torna-se mais viscosoe se agrega s "paredes" de ectoplasma j existentes, ento o ectoplasma "cresce" na parte interior. Naextremidade posterior, ocorre o oposto: o ectoplasma (viscoso) transforma-se em endoplasma que flui parafrente. Ento, na extremidade posterior, a parede de ectoplasma diminui constantemente.

    Em concluso, a clula se move por meio de um fluxo de endoplasma, enviado pela extremidade posterior,e que se transforma em ectoplasma na regio anterior da clula. Ainda no hialoplasma encontramos vriosorgnulos e algumas incluses.

    As incluses so estruturas sem vida no citoplasma da clula. Ao conjunto das incluses chamamosparaplasma: gotas de lipdios, grnulos de protenas e pigmentos, substncias cristalizadas (insolveis).

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  • Organelas

    a) Retculo endoplasmtico

    Estrutura

    No citosol das clulas eucariotas existe uma grande rede de canais e bolsas formadas por membranassemelhantes do plasmalema. Essa rede de canais e bolsas forma o retculo endoplasmtico. Existem doistipos de retculos: rugoso ou granular e liso ou agranular.

    O retculo endoplasmtico rugoso (RER) constitudo por um conjunto de bolsas membranosas queapresentam ribossomos aderidos sua superfcie externa, da o aspecto granuloso. O retculoendoplasmtico liso (REL), por sua vez, formado por um conjunto de tlulos membranosos que, comono apresenta ribossomos, apresenta um aspecto liso ao microscpio eletrnico. O RER e o REL sointerligados e a transio de um para outro gradual.

    Funes

    O RE funciona como uma grande rede de distribuio de substncias no interior da clula. Tais substnciaspodem percorrer o interior da clula sem se misturarem com o citosol.

    O REL responsvel pela produo de lipdios e fosfolipdios como os glicerdeos a lecitina. A fabricaode hormnios esterides a partir do colesterol, tambm feita no REL (estrgenos, testosterona). Outras

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  • funes do REL esto ligadas a desintoxicao do organismo (clulas do fgado) e armazenamento desubstncias: gua, acares, pigmentos e sais (regulao osmtica).

    O RER por possuir ribossomos responsvel pela sntese de protenas da clula, alm de executar asfunes do REL. As protenas produzidas pelo RER so transportadas at o complexo de Golgi pelo REL.

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    b) Ribossomos

    Estrutura

    O ribossomo composto de RNA do tipo ribossmico e protenas. Cada ribossomo formado por duassubunidades ligadas entre si, sendo uma delas maior que a outra. Os ribossomos podem ser encontradossoltos no citosol ou ligados ao RE. comum a associao entre vrios ribossomos livres do citosol;quando isso acontece o conjunto formado chama-se polirribossomo. Os polirribossomos so formadossempre que est acontecendo sntese de protenas.

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  • Funes

    Os ribossomos so responsveis pela sntese de protenas, tanto aqueles que esto livres no citosol quantoaqueles que esto associados ao RE.

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    c) Aparelho ou complexo de Golgi

    Estrutura

    O complexo de Golgi formado por um conjunto de dictiossomos. Cada dictiossomo, por sua vez, formado por um conjunto de bolsas membranosas empilhadas. Nas clulas animais os dictiossomos estojuntos prximos ao ncleo, enquanto que nas clulas vegetais eles esto espalhados pelo citoplasma.

    Funes

    No CG ocorre o armazenamento, transformao, empacotamento e remessa de substncias. Conforme otipo de substncia e sua funo, elas podero ser eliminadas da clula para o organismo ou permanecer nointerior da clula. As clulas glandulares possuem o CG bastante desenvolvido. O processo de eliminaode substncias que iro atuar fora da clula chamado de secreo celular. O CG tambm eliminasubstncias que iro permanecer no interior da clula; estas so eliminadas no interior de bolsasmembranosas e a estrutura formada recebe o nome de lisossomo.

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  • Alm da secreo celular, o CG tem um papel importante na formao do espermatozide, pois estedurante seu processo de formao perde quase todas as suas organelas, restando apenas o ncleo e o CG(acrossomo), que contm as enzimas digestivas necessrias para romper as membranas do vulo epermitir a sua fecundao.

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  • O complexo de Golgi tambm pode ter outras funes bem especficas, dependendo do tipo de clulaestudada, como a formao da lamela mdia durante a diviso da clula vegetal (fragmoplasto).

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    Exemplo:

    Secreo da clula de cino pancretico:

    Os cinos so pequenas estruturas glandulares que secretam as enzimas do suco pancretico. Na figuraabaixo, est representado um cino em corte transversal, sendo que as clulas ficam ao redor de umespao, chamado luz ou lmen.

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  • A secreo dos gros de zimgeno numa clula pancretica.

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  • Esta a representao esquemtica de uma das clulas do cino vista ao microscpio eletrnico. Existebastante ergastoplasma, o que indica que a clula eficiente produtora de protenas. Repare ainda que asvesculas brotando do complexo de Golgi, so os gros de zimgeno. Nestas vesculas ficam as enzimasque a clula secreta.

    Algumas das vesculas despejam seu contedo na luz do cino. Nesta clula ento, a sntese de protenasocorre no ergastoplasma; o complexo de Golgi funciona como armazenador e empacotador da secreo,que acaba sendo lanada ao exterior.

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  • Secreo do muco nas clulas caliciformes do intestino:

    Na mucosa intestinal, existem clulas especiais em forma de clice, que produzem uma soluolubrificante e protetora, chamada muco. O muco constitudo por protenas associadas a polissacardeos(glicoprotenas).

    A seguir, voc v o esquema de uma clula caliciforme.

    Uma clula caliciforme do intestino e a secreo de gros de muco.

    Observe que do complexo de Golgi brotam vesculas de muco que, ao chegarem na superfcie superior daclula, eliminam-no na luz intestinal. Isto ocorre porque a protena produzida no ergastoplasma passa parao complexo de Golgi, onde ela se associa ao polissacardeo pr- fabricado; o material empacotado emvesculas ou gros de muco e lanado para fora da clula.

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  • d) Lisossomo

    Estrutura

    Os lisossomos (lise = quebra destruio, soma = corpo) so estruturas compostas por bolsas membranosasque contm diversos tipos de enzimas digestivas.

    Funo

    Os lisossomos so responsveis pela digesto intracelular. As bolsas, com partculas, formadas pelafagocitose e pinocitose, fundem-se aos lisossomos dando origem aos vacolos digestivos, onde ocorrer adigesto intracelular. Conforme essas partculas vo sendo digeridas pelas enzimas presentes noslisossomos, as pequenas molculas formadas que so teis clula atravessam a membrana do lisossomo epassam para o citosol, onde sero aproveitadas. Ao final da digesto, resta no interior do vacolo somenteresduos inteis que devero ser eliminados da clula. O vacolo contendo os resduos passa a se chamarvacolo residual. O processo de eliminao do contedo do vacolo residual para o meio extracelularchama-se clasmocitose ou defecao celular.

    O processo de digesto de substncias que entraram na clula por fagocitose ou pinocitose chama-seprocesso heterofgico.

    A clula pode usar os lisossomos para digerirem partes de si mesmas num processo de autofagia, paradestruir organelas velhas e desgastadas ou quando a clula no recebe alimentos suficientes para se manterviva. O lisossomo se aproxima da estrutura a ser digerida ou eliminada e se funde com ela, formando ovacolo autofgico. Uma clula pode assim destruir e reconstruir seus componentes centenas de vezes.

    As enzimas lisossmicas so produzidas no ergastoplasma, da passam ao complexo de Golgi, no qual soempacotadas e liberadas sob a forma de vesculas (lisossomos primrios). Quando uma partcula dealimento englobada, forma-se o vacolo alimentar (fagossomo). Observe a figura a seguir.

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  • Um ou mais lisossomos se fundem ao fagossomo, despejando nele enzimas digestivas: est formado ovacolo digestivo ou lisossomo secundrio. As pequenas molculas provenientes da digesto soabsorvidas pelo citoplasma. O vacolo, agora cheio de resduos, chamado vacolo residual, que emcertas clulas, por clasmocitose, expulsa os resduos para o meio externo.

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  • e) Peroxissomos

    Vesculas membranosas assemelhadas aos lisossomos. Diferem destes nos tipos de enzimas que possuem,as quais digerem gorduras e degradam aminocidos. Armazenam grande quantidade de catalase, enzimaque acelera a decomposio da gua oxigenada (H2O2) resultante do metabolismo celular. Essa umanobre funo protetora, pois a H2O2 mutagnica no interior das clulas, podendo danificar o DNA.

    f) Mitocndrias

    Estrutura

    As mitocndrias so estruturas delimitadas por duas membranas lipoproticas, sendo a mais externa lisa ea interna cheia de dobras denominadas cristas mitocondriais. O seu interior preenchido por um fluidoque contm diversas enzimas, pequenos ribossomos, DNA, RNA, etc. Esse fluido chama-se matrizmitocondrial.

    Funo

    As mitocndrias so responsveis pela respirao intracelular, isto , produo e liberao de energia(ATP) para todas as atividades celulares.

    A respirao intracelular consiste na quebra de molculas orgnicas (glicose) em presena de oxignio eliberao de energia, CO2 e gua. A energia liberada armazenada em molculas de adenosina trifosfato(ATP).

    Devido presena de DNA e RNA as mitocndrias so capazes de se autoduplicarem independentementeda duplicao celular, alm disso, so capazes de sintetizar muitas das protenas necessrias ao processorespiratrio.

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  • g) Plastos

    Estrutura

    Os plastos so estruturas exclusivas de algas e vegetais. O seu nmero e forma varia muito conforme oorganismo estudado.

    Existem basicamente dois tipos de plastos: cromoplastos e leucoplastos. Os cromoplastos apresentampigmentos no seu interior (cromo = cor), os leucoplastos (leuco = branco), no contm pigmentos. Ocromoplasto mais comum nos vegetais o cloroplasto.

    Cloroplasto

    Os cloroplastos apresentam forma discoidal, so envolvidos por uma membrana externa e uma interna.Alm destas, os plastos apresentam muitas membranas internas que formam bolsas chatas em forma dedisco chamadas tilacides. Estes, por sua vez, esto dispostos de modo a formar pilhas, semelhantes a umapilha de moedas. A pilha de tilacides recebe o nome de granum (plural = grana) . O interior docloroplasto preenchido por uma matriz gelatinosa chamada estroma, onde se encontram DNA, RNA,ribossomos, enzimas, etc.

    Nos tilacides esto localizadas as molculas de clorofilas, as quais esto organizadas de modo a poderemcaptar a maior quantidade de luz possvel.

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  • Funes

    Nos cloroplastos acontece a fotossntese, processo onde so fabricadas molculas orgnicas,principalmente glicose, usada pelas mitocndrias na respirao intracelular.

    Durante a fotossntese a clorofila capta a energia luminosa que ser transformada em energiaqumica (ATP). Essa energia ser usada na fabricao de glicose a partir de gua e gs carbnico.

    Cloroplastos ou leucoplastos podem armazenar o excesso de glicose produzida em forma de amido(polissacardeo). Esses reservatrios so os amiloplastos.

    Como as mitocndrias, os cloroplastos so capazes de se autoduplicar independentemente da duplicaocelular e sintetizar alguns tipos de protenas.

    ORIGEM DE CLOROPLASTOS E MITOCNDRIAS

    Algumas evidncias levaram alguns estudiosos a propor a Teoria da endossimbiose. Essa teoria diz quenum passado distante cloroplastos e mitocndrias deveriam ser bactrias de vida livre, que passaram aviver no interior de clulas eucariotas em busca de proteo, dando em troca alimento e energia para aclula. A estrutura dessas organelas muito semelhante estrutura de algumas bactrias atuais, alm dofato dessas organelas apresentarem seu prprio DNA, RNA, ribossomos e poderem se autoduplicar.

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  • h) Centrolos

    Os centrolos esto presentes na maioria dos organismos eucariontes, com exceo das plantasAngiospermas.

    Cada clula possui um par de centrolos (diplossomo) que ficam localizados em uma regio chamadacentrossomo ou centro celular. Cada centrolo do par formado por 9 triplas de microtbulos dispostos demodo a formar um cilindro. Os dois centrolos do par esto dispostos perpendicularmente um em relaoao outro.

    Possuem DNA prprio com capacidade de autoduplicao, a qual executam antes da diviso celular.Oscentrolos originaro clios e flagelos responsveis por vrias formas de movimentao.

    Funes

    Esto envolvidos com a diviso celular.

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    i) Clios e Flagelos

    Estrutura

    So prolongamentos finssimos que crescem a partir da superfcie da clula. Sua estrutura internachama-se axonema e formada por 9 pares de microtbulos dispostos de forma cilndrica e um par central(haste). Embora tenham a mesma estrutura interna, clios e flagelos diferem entre si da seguinte forma ;clios so curtos e numerosos, flagelos so longos e pouco numerosos.

    Na base de cada clio e flagelo encontramos uma estrutura semelhante a um centrolo chamadocinetossomo ou corpo basal, pois essas estruturas crescem a partir do centrolo. No corpo basal,diferentemente da haste, h 9 tbulos triplos e no apresenta o par central.

    Funes

    Clios e flagelos tm funes de locomoo celular (algas, protozorios, espermatozides), captura dealimentos (esponjas), limpeza do organismo (epitlio traqueal nas vias respiratrias), etc.

    Citoesqueleto

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  • O interior do citoplasma da clula eucariota possui uma rede de finssimos tubos e filamentos interligadoschamada de citoesqueleto.

    Estrutura

    O citoesqueleto formado por microtbulos, compostos de uma protena chamada tubulina emicrofilamentos, constitudos de uma protena contrctil chamada actina. Existem outros tipos defilamentos, sendo os dois citados os principais.

    Funes

    O citoesqueleto responsvel pela forma, organizao e movimentos da clula eucariota (pseudpodos),movimentos citoplasmticos (ciclose) alm de formar estruturas importantes para o funcionamento celular(deslocamento de orgnulos).

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    Ciclos Vitais, Mitose, Meiose eMicroscopia

    MITOSE

    O ciclo celular

    Existem basicamente dois tipos de diviso celular: a mitose e a meiose. Uma clula, dividindo-se pormitose, d origem a duas novas clulas com o mesmo nmero de cromossomos da clula inicial.Como voc j sabe, cada espcie tem um nmero constante de cromossomos. Assim, na espcie humana,as clulas somticas apresentam 46 cromossomos ou 23 pares de cromossomos homlogos (2n = 46).Cada uma dessas clulas, ao sofrer mitose, d origem a duas outras tambm com 46 cromossomos.

    A mitose um processo importante no crescimento dos organismos multicelulares e nos processos deregenerao de tecidos do corpo. Nos unicelulares, um tipo de diviso que ocorre quando hreproduo assexuada.

    A meiose um tipo de diviso em que uma clula d origem a quatro novas clulas com metade donmero de cromossomos da clula inicial (diviso reducional) . Uma clula que apresenta 2n = 46cromossomos, ao sofrer meiose, d origem a quatro clulas com n = 23 cromossomos.

    A meiose um processo importante para a variabilidade gnica dos organismos, sendo o tipo dediviso que ocorre no processo de formao de gametas nos indivduos que apresentam reproduosexuada.

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  • O ciclo celular corresponde a um ciclo regular de eventos que ocorrem desde a formao de uma clulaat a sua prpria diviso em duas clulas-filhas. Esse ciclo dividido em duas etapas bsicas: a interfase,etapa em que a clula no est em diviso, e a mitose, etapa em que a clula est em diviso.

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    Tanto a interfase como a mitose apresentam-se subdivididas em perodos ou fases. Os perodos dainterfase so denominados G1, S e G2 e as fases da mitose so denominadas prfase, metfase, anfase etelfase.

    O grfico acima mostra a variao da quantidade de DNA durante o ciclo de vida da clula. A interfase dividida em trs perodos:G1 (do ingls gap, intervalo), S e G2.

    A duplicao do DNA ocorre durante o perodo S (sntese). Ento, em G1, os cromossomos ainda esto

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  • como fio simples; em S, cada cromossomo fica com duas cromtides, assim permanecendo durante ointervalo G2. No grfico, C representa a quantidade de DNA de uma clula haplide; 2C, de uma cluladiplide antes da duplicao do DNA (no perodo G1, portanto), e 4C de uma clula em G2, aps asntese.

    Observe que na anfase, a quantidade de DNA cai de novo para 2C: houve separao das cromtides -irms, que esto migrando em direo aos plos, para formar dois novos ncleos.

    Visualizao das etapas da mitose

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    Fases da mitose.

    Os cromossomos duplicados se espiralizam durante a prfase, ao mesmo tempo que o hialoplasma adquireuma estrutura fibrosa ao redor dos diplossomos.

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  • Aps a ruptura da membrana nuclear, os cromossomos dispem-se na placa equatorial (metfase).

    A duplicao dos centrmeros marca o incio da anfase, durante a qual os cromossomos se dirigem paraos plos.

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  • Na telfase, os cromossomos se desespiralizam, ao mesmo tempo que se forma a membrana nuclear apartir do retculo endoplasmtico. Um sulco de diviso (estrangulamento)permite a separao dasclulas-filhas.

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  • Matrias > Biologia > Citologia > Diviso Celular > Ciclos Vitais, Mitose, Meiose e Microscopia

    Na diviso das clulas de vegetais superiores, pode-se observar que: no h centrolos - mitose acntrica; no h formao de fibras do ster - mitose anastral; citocinese - centrfuga (de dentro para fora)

    Na citocinese das clulas vegetais no ocorre invaginao da membrana plasmtica e sim formaocentrfuga de uma placa celular, originada a partir de pequenas vesculas diferenciadas do complexo deGolgi, ricas em pectina. O conjunto dessas vesculas denominado fragmoplasto. Essas vesculas sefundem e seu contedo origina a lamela mdia, iniciando a formao da parede celular.

    Mitose em clula vegetal.

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  • MEIOSE

    A descrio das etapas da meiose

    No esquema adiante foi representada uma clula diplide, com dois pares de cromossomos homlogos.Nessa clula, ento, 2n= 4 cromossomos.

    Prfase I

    Leptteno - Os cromossomos, devido sua espiralao, ficam visveis. Apesar de iniciarem a duplicaona interfase, aparecem ainda como filamentos simples, bem individualizados.

    Zigteno - Os cromossomos homlogos se atraem, emparelhando-se. Este pareamento conhecidocomo sinapse e ocorre ponto por ponto. O pareamento de cromossomos homlogos no ocorre namitose.

    Paquteno - Aqui, cada cromossomo aparece constitudo por duas cromtides, portanto terminou aduplicao. Os 2 homlogos pareados mostram ento 4 filamentos, cujo conjunto chamamos ttrade oubivalentes.

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  • Diplteno - Nesta fase podem ocorrer quebras em regies correspondentes das cromtides homlogas;em seguida, os pedaos quebrados soldam-se em posio trocada.

    Esse fenmeno chamado crossing-over ou permuta. O crossing-over aumenta a variabilidade dasclulas formadas. Os homlogos se afastam, permanecendo em contato em alguns pontos chamadosquiasmas.

    Os quiasmas representam as regies observadas no microscpio, em que houve a troca de pedaos.

    Diacinese - Os pares de homlogos esto praticamente separados. Os quiasmas "deslizam" para asextremidades dos cromossomos (terminalizao dos quiasmas). Aumenta ainda mais a espiralao doscromossomos.

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  • Visualizao das etapas da meiose:

    Metfase I

    A membrana nuclear desapareceu no final da prfase. As fibras do fuso j esto formadas, desde aprfase I. Os pares de cromossomos homlogos se organizam no plano equatorial da clula. Oscentrmeros dos cromossomos homlogos se ligam a fibras que emergem de centrolos opostos. Assim,cada componente do par ser puxado em direes opostas.

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  • Anfase I

    No ocorre diviso dos centrmeros; cada componente do par de homlogos migra em direo a um dosplos, por encurtamento das fibras do fuso.

    Telfase I

    A carioteca se reorganiza; os cromossomos se desespiralam. s vezes, no entanto, isto no ocorre e oscromossomos sofrem diretamente a segunda diviso meitica. O citoplasma sofre diviso (citocinese).

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  • Intercinese

    uma interfase que pode ou no existir, dependendo do tipo de clula que est sofrendo meiose.

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    Prfase II

    uma prfase semelhante da mitose. bem mais rpida do que a prfase I. Forma-se o fuso, s vezesperpendicular ao anterior.

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  • Metfase II

    Os cromossomos se dispem na placa equatorial, e se ligam s fibras do fuso.

    Ao final da metfase os centrmeros se duplicam. As cromtides passam a ser, cada uma, umcromossomo (cromonema).

    Anfase II

    Os cromossomos - filhos (irmos) migram para plos opostos.

    Telfase II

    J nos plos, os cromossomos se desespiralam; os nuclolos reaparecem. O citoplasma se divide: temosagora quatro clulas n, originadas a partir da clula 2n, que iniciou o processo.

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    A importncia do crossing-over

    J vimos que no diplteno pode ocorrer quebras em cromtides homlogas, seguidas de soldadura depedaos trocados. Este fenmeno, dito crossing - over ou permutao, bem conhecido por observaes;no entanto, ainda permanecem desconhecidas as causas que o provocam.

    O crossing-over acontece de maneira casual, sem que se possa prever em que pontos e em quaiscromossomos ele vai acontecer. Evidentemente, podem ocorrer vrias trocas ao longo do mesmo par dehomlogos.

    Os esquemas A e B comparam os resultados da meiose com e sem ocorrncia de crossing, em uma clulacom dois cromossomos. Foram representados somente dois pares de genes alelos A e a e B e b.

    Na figura A no houve troca de pedaos durante o pareamento. Como resultado final da meiose, temosquatro clulas (que podem ser gametas ou esporos); duas delas com constituio gentica AB e duas comconstituio ab.

    Na figura B, ocorreu um crossing - over entre os genes A e B. As cromtides homlogas trocarampedaos. O resultado final mostra quatro clulas de constituio gentica diferente, AB, Ab, aB e ab.

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  • Voc percebeu ento que o crossing-over permitiu o aparecimento de dois cromossomos com combinaesgnicas totalmente diferentes. Ab e aB, que no existiam na clula-me. como se o crossing tivesse"embaralhado" os genes dos cromossomos originais AB e ab. Dizemos ento que houve recombinaogentica. O fenmeno de crossing-over aumenta pois a variabilidade gentica dos gametas. Isto umimportantssimo fator no mecanismo da evoluo.

    Esquema A Esquema B

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    Matrias > Biologia > Citologia > Diviso Celular > Gametognese

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  • Gametognese

    Gametognese o processo de produo de gametas que so sempre clulas haplides (n), com a funode reproduo sexuada dos seres vivos (animal ou vegetal).

    Nos animais essa produo realizada no interior de rgos especializados: testculos (gnadasmasculinas) produzem espermatozides (gametas masculinos) e ovrios (gnadas femininas) produzemvulos (gametas femininos). Nos vegetais, as estruturas especiais que tero essas funes so: anterdeos(gametngios masculinos) produziro os anterozides (gametas masculinos) e arquegnios ou oogniosproduziro oosferas (gametas femininos).

    Na gametognese animal, a espermatognese responsvel pela produo de espermatozides e aovulognese (ou ovognese) formar os vulos.

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    Matrias > Biologia > Citologia > Diviso Celular > Gametognese

    Principais diferenas

    1 Ovognia= fase de crescimento mais longa (= maior quantidade de vitelo) .

    2 N espermatozides e vulos.

    3 Ovcito II= est bloqueado em metfase II.

    4 Espermatognese 2 a 3 semanas, a vida inteira.

    Interpretando a tabela da gametognese, devemos entender:

    No perodo de multiplicao, as gnias (clulas diplides 2n indiferenciadas) proliferamintensamente atravs de mitoses sucessivas, no interior do testculo (espermatognias) e do ovrio(ovognias).

    O perodo de crescimento caracterizado pelo aumento volumtrico das gnias que iro formar oscitos I. As ovognias tero uma fase de crescimento mais longa, acumulando maior quantidade devitelo (reserva alimentar do retculo endoplasmtico e do complexo de Golgi) do que asespermatognias, ficando bem maiores. Cada espermatognia (2n) forma um espermatcitoprimrio 2n (espermatcito I ou de primeira ordem), enquanto a ovognia (2n) produzir oovcito primrio 2n (ovcito I ou de primeira ordem).

    no perodo de maturao que ocorrer a meiose (diviso celular reducional). Espermatcitos eovcitos primrios (diplides 2n) duplicam seus cromossomos (DNA). Ao trmino da 1a divisomeitica (telfase I), cada espermatcito I (2n) produzir dois espermatcitos II (secundrios oude segunda ordem cada um deles ser n).

    Na espcie humana as clulas sero: espermatcito I (2n = 46 cromossomos) e espermatcito II(n = 23 cromossomos, cada um deles ainda duplicado, por no ter ocorrido ruptura docentrmero na anfase I). Essa 1a diviso reducional, pois cada clula (cito II) apresentarmetade dos cromossomos da espcie.

    Na ovulognese, cada ovcito I (2n), ao trmino da meiose I, formar duas clulasvolumetricamente diferentes: uma ser maior, o ovcito II (n = 23 cromossomos, aindabivalentes) e a outra menor, o 1o corpsculo polar (ou polcito I: n = 23 cromossomosbivalentes).

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    Matrias > Biologia > Citologia > Diviso Celular > Gametognese

    Na meiose II ocorrero diferenas importantes na gametognese masculina e feminina, da espciehumana:

    Cada espermatcito II (n = 23 cromossomos bivalentes), ao terminar a telfase II, formar duasnovas clulas de igual tamanho: espermtides (n = 23 cromonemas). Assim, partindo de umaclula 2n (espermatcito I), ao fim da meiose sero produzidas quatro clulas haplides(espermtides).

    Na etapa seguinte, espermiognese, cada espermtide passa por importantes modificaes notamanho, forma e organizao citoplasmtica, diferenciando o espermatozide (gametamasculino). Assim, estar completada a espermatognese.

    A interpretao seqencial das figuras mostra:

    o retculo endoplasmtico rugoso (ergastoplasma) produz grande quantidade de enzimas e asencaminha para o complexo de Golgi.

    ocorre fragmentao do complexo de Golgi que ir se reorganizar prximo do ncleo, formando oacrossomo, o qual armazena as enzimas que iro abrir caminho durante a fecundao, digerindo oespessamento celular protetor do ovcito II (vulo).

    multiplicao das mitocndrias e migrao, juntamente com os centrolos, para a pea intermediria.As mitocndrias iro gerar a energia para o batimento do flagelo, formado a partir do centrolo.

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  • importante reduo do volume do citoplasma da clula que estar diferenciada em espermatozide.

    O ovcito II, quando completar a telfase II, formar uma grande clula haplide (ovtide ouvulo: n = 23cromonemas) e o (pequeno) 2o corpsculo polar (n = 23 cromonemas). O 1ocorpsculo polar poder ou nocompletar a meiose II, formando ou no dois outros corpsculospolares. Desta forma, atravs da ovulognse,de cada ovcito I (diplide 2n) que completar ameiose, sero produzidos um vulo e trs corpsculos polares.

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    ATENO !!!

    Na espcie humana, cada ovcito II est contido num folculo de Graaf, dentro do ovrio, desde onascimento das meninas. Estes ovcitos II esto com a meiose interrompida (bloqueada) emmetfase II. Essa meiose s ser completada se o ovcito II, eliminado em cada ciclo menstrual(ovulao), for fecundado pelo espermatozide. Esse encontro entre espermatozide e ovcito II(fecundao) dever ocorrer no incio da tuba uterina (trompa), visto que o ovcito tem vidacurtssima (aproximadamente 24 horas !).

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  • Essa meiose para a produo de gametas ocorre na grande maioria dos animais e chamada meiosegamtica. A meiose esprica ocorre no interior de esporngios de vegetais, produzindo os esporoshaplides, que so clulas de reproduo assexuada.

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  • Matrias > Biologia > Citologia > Ncleo > Cromatina - Cromossomos; DNA; RNA, Sntese de protenas;

    Nuclolo

    Cromatina- Cromossomos; DNA; RNA; Sntese de protenas; Nuclolo

    Ncleo-cidos nuclicos.

    Os cidos nuclicos so as molculas responsveis pela hereditariedade. Os seres vivos apresentam doistipos de cidos nuclicos: o cido desoxirribonuclico (DNA) e o cido ribonuclico (RNA).

    Tanto o DNA como o RNA so macromolculas constitudas por algumas centenas ou milhares deunidades ligadas entre si. As unidades so chamadas nucleotdeos. Cada nucleotdeo constitudo de 3partes, um grupo fosfato, ligado a uma pentose (acar de 5 carbonos), que por sua vez est ligado a umabase orgnica nitrogenada.

    Representao do nucleotdeo

    Uma molcula de cido nuclico portanto uma longa cadeia de nucleotdeos ligados entre si pelosseus grupos fosfatos, sendo que o fosfato, de cada nucleotdeo se liga ao acar do nucleotdeo vizinho.

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  • No nucleotdeo de DNA, o acar presente a desoxirribose. J no nucleotdeo de RNA, a ribose.

    Cinco so as bases nitrogenadas mais freqentes nos cidos nuclicos: Adenina, Guanina, Citosina,Timina e Uracila.

    Adenina e guanina so bases pricas. Citosina, timina e uracila so bases pirimdicas.

    Das cinco bases nitrogenadas, 3 delas so comuns ao DNA e ao RNA: so a adenina, a guanina e acitosina. J a timina exclusiva do DNA, enquanto a uracila s se encontra no RNA.

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  • Disso decorre que uma molcula de DNA, por maior que seja ter apenas 4 tipos de nucleotdeos, todospossuindo desoxirribose, no entanto diferindo quanto ao tipo de base. J numa molcula de RNA, os 4tipos de nucleotdeos tero a ribose, e uma das 4 bases nitrogenadas.

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  • A ESTRUTURA DA MOLCULA DE DNA

    Watson e Crick propuseram em 1953 um modelo da molcula de DNA. Este modelo foi confirmado desdeento por muitos dados experimentais. Neste modelo, a molcula constituda por duas cadeias denucleotdeos. Cada cadeia composta por vrios nucleotdeos ligados uns aos outros pelos fosfatos. Almdisso, as duas cadeias esto ligadas uma outra, pelas suas bases nitrogenadas, atravs de pontes dehidrognio. Observe no esquema:

    Uma molcula de DNA se assemelha ento, a uma escada de corda: nela, fosfatos e pentoses representamos corrimes, enquanto que os degraus da escada so representados pelos pares de bases.No entanto, eainda segundo Watson e Crick, a "escada de corda" se apresentaria torcida, e em forma de dupla hlice,como voc pode ver no esquema.

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    PAPEL BIOLGICO DO DNA

    AUTODUPLICAO

    As espcies biolgicas so muito estveis quanto s suas caractersticas bsicas: por exemplo, a espciehumana no mudou apreciavelmente nos ltimos milhares de anos. Essa estabilizao nas caractersticasfundamentais das espcies conseguida pela transmisso de genes, de gerao gerao. Os genes(segmentos da molcula de DNA) "ditam" as caractersticas dos organismos. Faz-se necessrio ento ummecanismo de duplicao dos genes, de tal forma que os destinados aos descendentes sejam idnticos aosdos pais. O DNA tem a capacidade de se autoduplicar (copiar o seu cdigo gentico).

    Nas divises celulares (mitoses) mesmo no relacionadas com a reproduo, as clulas filhas recebem umconjunto de genes idnticos aos da clula me; neste caso tambm, cada molcula de DNA produz umacpia fiel, ou seja, se autoduplica.

    Alm de compor a cromatina (cromossomos) nuclear, o DNA aparece nos orgnulos celularesmitocndrias, cloroplastos e centrolos codificando suas atividades, produo de protenas e capacidademultiplicativa.

    SNTESE DE RNA.

    Outro papel do DNA sua capacidade de controlar toda e qualquer atividade qumica da clula. Asreaes qumicas celulares dependem sempre de enzimas. Os genes controlam a produo de enzimascelulares da seguinte maneira: O DNA produz molculas de RNA, que vo ao citoplasma. No citoplasma oRNA "comanda" a fabricao de uma certa protena (que por muitas vezes, uma enzima). A seqncia deaminocidos na protena depende da seqncia do RNA; a seqncia do RNA depende da seqncia debases do DNA que o fabricou. Ao pedao de DNA que contm a informao para a produo de umaprotena chamamos de cstron, que uma das maneiras de conceituar o gene.

    DUPLICAO DO DNA

    Para o DNA se duplicar, h necessidade de uma enzima especial, DNA polimerase. A enzima estandopresente ocorrem as seguintes etapas:

    as pontes de hidrognio que ligam as bases nitrogenadas se rompem, as duas fitas seafastam.

    nucleotdeos livres de DNA, que j existem na clula, se encaixam nas duas fitas que seafastaram. O encaixe s ocorre se as bases forem complementares.

    quando as duas fitas originais tiverem sido completadas por nucleotdeos novos, estaremosem presena de duas molculas de DNA idnticas entre si. Em cada molcula, h umfilamento antigo, que pertencia a molcula-me, e um novo, que se formou a partir do antigo(duplicao semi-conservativa).

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    COMO O DNA FABRICA RNA (TRANSCRIO)

    Aqui tambm, a seqncia do DNA que condiciona a seqncia na molcula de RNA. Uma diferenaimportante com a duplicao que apenas uma fita de DNA funciona como molde. O RNA produzidoser, portanto, fita simples e no fita dupla. Ocorrem as seguintes etapas:

    necessria a presena de uma enzima: a RNA polimerase.

    as pontes de hidrognio se desfazem; as duas fitas de DNA se afastam.

    encaixam-se nucleotdeos livres de RNA apenas numa das fitas de DNA (fita ativa).

    a molcula de RNA (fita nica), se destaca de seu molde de DNA e migra ao citoplasma.

    as duas fitas de DNA tornam a parear, reconstituindo a molcula original.

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  • TIPOS DE RNA

    RNA-m (RNA mensageiro). Leva ao citoplasma a "mensagem" gentica do DNA, orientando a sntesede protenas. a seqncia dos cdons do RNA-m que determina a seqncia dos aminocidos naprotena. Para poder produzir protenas, o RNA-m se associa aos ribossomos existentes no citoplasma.

    RNA-t (RNA transportador). So molculas pequenas, de aproximadamente 80 nucleotdeos. O RNAtransportador possui numa certa regio uma seqncia de 3 bases livres (anticdon).

    Existem vrios tipos de RNA transportadores, que variam quanto seqncia das 3 bases. O papel dosRNA-t de capturar aminocidos que se encontram dissolvidos no citoplasma e carreg-los ao local dasntese protica. Cada transportador especfico em relao ao aminocido que ele transporta. Estaespecificidade condicionada pela seqncia de 3 bases (chamada anticdon); assim o transportador comanticdon CAA transporta o aminocido valina, o RNA-t UGU carrega o aminocido treonina, etc..

    RNA-r (RNA ribossmico). o RNA de fita mais comprida. O papel do RNA-r, pelo que se conhece athoje, estrutural: serve como matria-prima para a construo dos ribossomos. Os ribossomos soindispensveis para a traduo: ou seja, sem ribossomos, aparentemente nunca ocorre sntese protica.

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    Cromatina- Cromossomos; DNA; RNA; Sntese de protenas; Nuclolo

    SNTESE DE PROTENAS (TRADUO)

    Segunda letra

    U C A G

    U

    UUU

    UUCFenilalanina

    UUA

    UUGLeucina

    UCU UCC SerinaUCAUCG

    UAU TirosinaUAC

    UAA

    UAGCdon de

    parada

    UGU CistenaUGC

    UGA Cdon deparada

    Triptofano UGG

    UCAG

    C

    CUU CUC LeucinaCUACUG

    CCU CCC ProlinaCCACCG

    CAU HistidinaCAC

    CAA GlutaminaCAG

    CGU CGC ArgininaCGACGG

    UCAG

    A

    AUUIsoleucinaAUC

    AUA

    AUGMetionina e

    cdon deiniciao

    ACU ACC

    TreoninaACAACG

    AAU AsparaginaAAC

    AAA LisinaAAG

    AGU SerinaAGC

    AGA ArgininaAGG

    UCAG

    G

    GUU GUC ValinaGUAGUG

    GCU GCC AlaninaGCAGCG

    GAU cidoasprticoGAC

    GAA cidoglutmicoGAG

    GGU GGC GlicinaGGAGGG

    UCAG

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  • Os esquemas abaixo so indispensveis para a compreenso do mecanismo da sntese proteca.

    1) Um ribossomo se associa a uma molcula de RNA-m, abrangendo 2 cdons. No cdon UUU se ligaum RNA-t com anti-cdon AAA, trazendo o aminocido fenilalanina. No 2 cdon GAG, entra umtransportador com anti-cdon CUC, trazendo o aminocido cido glutmico. Entre a fenilalanina eo cido glutmico se forma uma ligao peptdica.

    2) A 1 molcula de RNA-t se destaca do RNA-m, desligando-se tambm do aminocido que haviatrazido; o RNA-t sai do ribossomo, podendo ir em busca de nova molcula de fenilalanina.

    A correspondncia entre DNA, RNA e aminocidos.

    - Cdigo Gentico -

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  • 3) O ribossomo se desloca ao longo do RNA-m, abrangendo agora um terceiro cdon (GUA). Entra oRNA-t (CAU) trazendo o aminocido valina. Forma-se uma ligao peptdica entre os dois aminoacidos, esimultaneamente,o 2 RNA-t se desliga do ribossomo.

    4) Aps percorrer a molcula, o ribossomo sair finalmente do RNA-m, ficando o polipeptdeo livre nocitoplasma ou encaminhado para o retculo endoplasmtico, afim de ser transportado no interior da clula. claro que a mesma molcula de RNA-m pode ser "lida" (traduzida) por outro ribossomo, que seguirpasso a passo o caminho percorrido pelo primeiro: o polipeptdeo formado ser, evidentemente, idnticoao primeiro.

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  • Resumindo:

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