Organelas celulares em células animais e vegetais: características, funções

Os organelos celulares são as estruturas que compõem as células – como uma “pequena” – órgãos de palco estrutural, metabólico, sintético, de produção e consumo de energia.

Essas estruturas estão contidas no citoplasma celular e, em geral, todas as células eucarióticas são compostas por um conjunto básico de organelas intracelulares. Estes podem ser distinguidos entre membranosos (eles têm uma membrana plasmática ) e não membranosos (eles não possuem uma membrana plasmática).

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Fonte: pixabay.com

Cada organela possui um conjunto de proteínas exclusivas que geralmente são encontradas na membrana ou dentro da referida organela.

Existem organelas responsáveis ​​pela distribuição e transporte de proteínas ( lisossomos ), outras desempenham funções metabólicas e bioenergéticas (cloroplastos, mitocôndrias e peroxissomos), estrutura e movimento celular (filamentos e microtúbulos), e existem aqueles que fazem parte da superfície celular (membrana plasmática e parede celular).

As células procariotas não possuem organelas membranosas, enquanto que em células eucarióticas pode encontrar os dois tipos de organelas. Essas estruturas também podem ser classificadas de acordo com a função que desempenham na célula.

Organelas: membranosas e não membranosas

Organelas membranosas

Essas organelas possuem uma membrana plasmática que permite separar o ambiente interno do citoplasma celular. A membrana possui formas vesiculares e tubulares e pode ser plissada como no retículo endoplasmático liso ou dobrada na organela como nas mitocôndrias.

Essa organização da membrana plasmática nas organelas permite aumentar sua área superficial e também formar subcompartimentos intracelulares onde várias substâncias, como proteínas, são armazenadas ou secretadas.

Entre as organelas da membrana, encontramos o seguinte:

-Membrana celular, que delimita a célula e outras organelas celulares.

– Retículo endoplasmático bruto (RER), onde são realizadas a síntese e modificação de proteínas e as proteínas recém-sintetizadas.

– Retículo endoplasmático liso (REL), onde são sintetizados lipídios e esteróides.

– Aparelho de Golgi, modifica e empacota proteínas e lipídios para transporte.

Os endossomas participam da endocitose e também classificam e redirecionam proteínas para seus destinos finais.

-Lisossomas, contêm enzimas digestivas e participam na fagocitose.

-Transporte de veículos, transfira material e participe de endocitose e exocitose.

-Mitocôndrias e cloroplastos, produzem ATP fornecendo energia à célula.

-Peroxisomas, envolvidas na produção e degradação de H 2 O 2 e ácidos gordos.

Organelas não membranosas

Essas organelas não possuem uma membrana plasmática que as delimite, e nelas as proteínas exclusivas são geralmente auto-montadas nos polímeros que fazem parte dos elementos estruturais do citoesqueleto.

Entre as organelas citoplasmáticas não membranosas, encontramos:

– Microtúbulos, que constituem o citoesqueleto juntamente com microfilamentos de actina e filamentos intermediários.

-Filamentos, fazem parte do citoesqueleto e são classificados em microfilamentos e filamentos intermediários.

-Centríolos, estruturas cilíndricas das quais derivam os corpos basais dos cílios.

-Ribossomos, estão envolvidos na síntese de proteínas e são compostos de RNA ribossômico (rRNA).

Organelas em células animais

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Célula animal (Fonte: Animal_cell_structure_en.svg: Trabalho derivado de LadyofHats (Mariana Ruiz): Mel 23 talk [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Os animais realizam atividades diárias de proteção, alimentação, digestão, movimento, reprodução e até morte. Muitas dessas atividades também são realizadas dentro das células que compõem esses organismos e são realizadas pelas organelas celulares que compõem a célula.

Em geral, todas as células de um organismo têm a mesma organização e usam mecanismos semelhantes para realizar todas as suas atividades. No entanto, algumas células podem se especializar em uma ou mais funções que diferem das outras por ter um número ou tamanho maior de determinadas estruturas ou regiões celulares.

Duas regiões ou compartimentos principais podem ser distinguidos dentro das células: o núcleo, que é a organela mais proeminente das células eucarióticas, e o citoplasma que contém as outras organelas e algumas inclusões na matriz citoplasmática (como solutos e moléculas orgânicas).

Core

O núcleo é a maior organela da célula e representa a característica mais proeminente das células eucarióticas, sendo o que as diferencia das células procarióticas. É bem delimitado por duas membranas ou envelopes nucleares que possuem poros. Dentro do núcleo está o DNA em forma de cromatina (condensado e relaxado) e o nucléolo.

As membranas nucleares permitem isolar o interior do núcleo do citoplasma celular, além de servir como estrutura e suporte para a referida organela. Este envelope é composto por uma membrana externa e uma interna. A função do envelope nuclear é impedir a passagem de moléculas entre o interior nuclear e o citoplasma.

Os complexos de poros nas membranas nucleares permitem a passagem seletiva de proteínas e RNAs, mantendo estável a composição interna do núcleo e cumprindo papéis-chave na regulação da expressão gênica.

Nessas organelas, o genoma celular está contido e, portanto, serve como um depósito das informações genéticas da célula. A transcrição e processamento do RNA e a replicação do DNA ocorrem dentro do núcleo, e somente a tradução ocorre fora dessa organela.

Membrana plasmática

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Membrana Plastmática

O plasma ou membrana celular é uma estrutura composta por duas camadas de lipídios anfipáticos, com uma parte hidrofóbica e uma hidrofílica (bicamada lipídica) e algumas proteínas (membrana e integrais periféricas). Essa estrutura é dinâmica e participa de vários processos fisiológicos e bioquímicos das células.

A membrana plasmática é responsável por manter o interior celular isolado do ambiente circundante. Ele controla a passagem de todas as substâncias e moléculas que entram e saem da célula através de vários mecanismos, como difusão simples (a favor de um gradiente de concentração) e transporte ativo, onde as proteínas de transporte são necessárias.

Retículo endoplasmático rugoso

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O retículo endoplasmático é composto por uma rede de túbulos e sacos (cisternas) que são cercados por uma membrana que se estende a partir do núcleo (membrana nuclear externa). É também uma das maiores organelas das células.

O retículo endoplasmático rugoso (RER) possui um grande número de ribossomos em sua superfície externa e também contém vesículas que se estendem ao aparelho de Golgi. Compõe o sistema de síntese de proteínas da célula. As proteínas sintetizadas passam para os tanques RER, onde são transformadas, acumuladas e transportadas.

As células secretoras e aquelas com grande quantidade de membrana plasmática, como os neurônios, possuem retículos endoplasmáticos rugosos bem desenvolvidos. Os ribossomos que compõem o RER são responsáveis ​​pela síntese de proteínas de secreção e proteínas que compõem outras estruturas celulares, como lisossomos, aparelhos de Golgi e membranas.

Retículo endoplasmático liso

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O retículo endoplasmático liso (REL) está envolvido na síntese de lipídios e carece de ribossomos associados à membrana. Consiste em túbulos curtos tendendo a ter uma estrutura tubular. Pode ser separado do RER ou ser uma extensão dele.

As células associadas à síntese lipídica e secreção de esteróides desenvolveram REL altamente desenvolvido. Essa organela também está envolvida nos processos de desintoxicação e conjugação de substâncias nocivas, sendo muito desenvolvida nas células hepáticas.

Eles possuem enzimas que modificam compostos hidrofóbicos, como pesticidas e agentes cancerígenos, transformando-os em produtos solúveis em água que são facilmente degradados.

Aparelho de Golgi

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No aparelho de Golgi, proteínas sintetizadas e modificadas são recebidas no retículo endoplasmático. Nesta organela, as referidas proteínas podem sofrer outras modificações para finalmente serem transportadas para lisossomos, membranas plasmáticas ou secretadas. As glicoproteínas e a esfingomielina são sintetizadas no aparelho de Golgi.

Essa organela é composta por espécies de sacos cercados por membranas conhecidas como cisternas e possui vesículas associadas. As células que secretam proteínas por exocitose e aquelas que sintetizam membranas e proteínas associadas a membranas têm dispositivos de Golgi muito ativos.

A estrutura e função do aparelho de Golgi apresentam polaridade. A porção que está mais próxima do RER é chamada de rede cis-Golgi (CGN) e tem uma forma convexa. Por essa região, entram proteínas do retículo endoplasmático, a serem transportadas dentro da organela.

O empilhamento de Golgi constitui a região intermediária da organela e é onde são realizadas as atividades metabólicas dessa estrutura. A região maturacional do complexo de Golgi é conhecida como rede trans-Golgi (TGN), tem uma forma côncava e é o ponto de organização e distribuição de proteínas para seus destinos finais.

Lisossomos

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Parte de uma célula, incluindo o lisossomo

Os lisossomos são organelas que contêm enzimas capazes de degradar proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídios. Eles são basicamente o sistema digestivo das células, polímeros biológicos degradantes capturados na célula externa e os produtos das células (autofagia).

Embora possam ter diferentes formas e tamanhos, dependendo do produto capturado para digestão, essas organelas geralmente são vacúolos esféricos densos.

As partículas capturadas por endocitose são transportadas para os endossomos que subsequentemente amadurecem para lisossomos pela agregação de hidrolases ácidas do aparelho de Golgi. Essas hidrolases são responsáveis ​​pela degradação de proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos e lipídios.

Peroxissomos

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Representação gráfica de um peroxissomo.
Fonte: Rock ‘n Roll [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Os peroxissomos são pequenas organelas (microcorpos) com uma membrana plasmática simples, que contém enzimas oxidativas (peroxidases). A reacção de oxidação efectuada por estas enzimas produz peróxido de hidrogénio (H 2 O 2 ).

Nessas organelas, a catalase é responsável por regular e digerir o H 2 O 2, controlando sua concentração celular. O fígado e as células renais possuem quantidades significativas de peroxissomos, sendo estes os principais centros de desintoxicação do organismo.

O número de peroxissomos contidos em uma célula é regulado em resposta à dieta, consumo de certos medicamentos e em resposta a vários estímulos hormonais.

Mitocôndrias

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Mitocôndrias Tirada e editada em: LadyofHats [CC0].

As células que consomem e geram quantidades significativas de energia (como células musculares estriadas) possuem quantidades abundantes de mitocôndrias. Essas organelas representam um papel crítico na produção de energia metabólica nas células.

Eles são responsáveis ​​pela produção de energia na forma de ATP a partir da degradação de carboidratos e ácidos graxos, através do processo de fosforilação oxidativa. Eles também podem ser descritos como geradores de energia móveis capazes de se mover na célula, fornecendo a energia necessária.

As mitocôndrias são caracterizadas por conter seu próprio DNA e podem codificar RNAt, RNAr e algumas proteínas mitocondriais. A maioria das proteínas mitocondriais é traduzida em ribossomos e transportada para mitocôndrias pela ação de sinais específicos.

A montagem das mitocôndrias envolve proteínas codificadas por seu próprio genoma, outras proteínas codificadas no genoma nuclear e proteínas importadas do citosol. A quantidade dessas organelas aumenta por divisão durante a interface, embora essas divisões não sejam sincronizadas com o ciclo celular.

Ribossomos

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Os ribossomos são pequenas organelas que participam da síntese de proteínas. Estes são compostos de duas subunidades sobrepostas umas às outras, que contêm proteínas e RNA. Eles desempenham um papel importante na construção de cadeias polipeptídicas durante a tradução.

Os ribossomos podem ser encontrados livres no citoplasma ou associados ao retículo endoplasmático. Ao participar ativamente da síntese de proteínas, eles são ligados pelo mRNA em cadeias de até cinco ribossomos chamados polirribossomos. Células especializadas em síntese protéica possuem grandes quantidades dessas organelas.

Organelas nas células vegetais

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Morfoanatomia de uma célula vegetal (Fonte: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galeria via Wikimedia Commons)

A maioria das organelas descritas anteriormente (núcleo, retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, ribossomos, membrana plasmática e peroxissomos) faz parte das células vegetais, onde basicamente desempenham as mesmas funções que nas células animais.

As principais organelas das células vegetais, que as diferenciam de outros organismos, são plastídeos, vacúolos e parede celular. Essas organelas são cercadas por membrana citoplasmática.

Parede celular

A parede celular é uma rede de glicoproteínas que existe em praticamente todas as células vegetais. Desempenha um papel importante na troca celular de substâncias e moléculas e na circulação da água a diferentes distâncias.

Essa estrutura é composta de celulose, hemiceluloses, pectinas, lignina, suberina, polímeros fenólicos, íons, água e várias proteínas estruturais e enzimáticas. Essa organela se origina na citocinese pela inserção da placa celular, que é uma partição formada pela fusão das vesículas de Golgi no centro da figura mitótica.

Polissacarídeos complexos da parede celular são sintetizados no aparelho de Golgi. A parede celular, também conhecida como matriz extracelular (MEC), não apenas fornece dureza e formas definidas à célula, mas também participa de processos como crescimento celular, diferenciação e morfogênese e respostas a estímulos ambientais.

Vacuolas

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Os vacúolos são uma das maiores organelas presentes nas células vegetais. Eles são cercados por uma membrana simples e têm a forma de sacos, armazenando água e reservando substâncias como amidos e gorduras ou resíduos e sais. Eles são compostos de enzimas hidrolíticas.

Eles intervêm nos processos de exocitose e endocitose. As proteínas transportadas do aparelho de Golgi entram nos vacúolos, que assumem a função dos lisossomos. Eles também participam da manutenção da pressão do turgor e do equilíbrio osmótico.

Plastids

Plastídeos são organelas cercadas por uma membrana dupla. Eles são classificados em cloroplastos, amiloplastos, cromoplastos, oleinoplastos, proteinoplastos, prólastos e etioplastos.

Essas organelas são semi-autônomas, pois contêm seu próprio genoma conhecido como nucleoide na matriz da organela ou estroma, além de um mecanismo de replicação, transcrição e tradução.

Os plastídeos cumprem várias funções nas células vegetais, como a síntese de substâncias e o armazenamento de nutrientes e pigmentos.

Tipos de plastídeos

Os cloroplastos são considerados os plastídeos mais importantes. Eles estão entre as maiores organelas das células e são encontradas em várias regiões dentro dela. Eles estão presentes em folhas e tecidos verdes, contendo clorofila. Eles estão envolvidos na captura de energia solar e na fixação do carbono atmosférico no processo de fotossíntese.

-Amiloplastos são encontrados nos tecidos de reserva. Eles carecem de clorofila e estão cheios de amido, servindo como armazenamento e também no coping da raiz participam da percepção gravitrópica.

– Os cromoplastos armazenam pigmentos chamados carotenos, que estão associados às cores laranja e amarelo das folhas de outono, flores e frutos.

– Os oleinoplastos armazenam óleos, enquanto os proteinoplastos armazenam proteínas.

-Os proplastídeos são pequenos plastídeos encontrados em células meristemáticas das raízes e caules. Sua função não é muito clara, embora se acredite que sejam precursores de outros plastídeos. A reforma dos proplastídeos está associada à rediferenciação de alguns plastídeos maduros.

-Etioplastos são encontrados em cotilédones de plantas cultivadas no escuro. Quando expostos à luz, eles rapidamente se diferenciam dos cloroplastos.

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