Citologia: Organelas citoplasmáticas

Conheça as organelas citoplasmáticas e suas funções. Revise citologia para arrebentar nas questões de biologia do Enem e dos vestibulares!

No interior das células procariontes e eucariontes encontramos o citoplasma. Também chamado de citosol ou hialoplasma, o citoplasma é uma espécie de material gelatinoso que preenche o interior da célula. Sua composição contém tanto substância orgânicas, quanto inorgânicas dissolvidas em água. Mergulhadas no citoplasma, encontramos as organelas citoplasmáticas.

Nesta aula iremos revisar as organelas celulares, suas estruturas e funções. Vem com a gente revisar este importante conteúdo de citologia e gabarite Biologia no Enem e nos vestibulares.

Citosol e citoesqueleto

No citoplasma (ou citosolo) ocorrem diversas reações químicas importantes para as células, como por exemplo, a primeira fase da respiração celular e a produção de inúmeras substâncias.

Nas células procariontes, praticamente todas as funções celulares ocorrem no citoplasma, já que elas não possuem organelas citoplasmáticas membranosas. Além disso, nessas células, o material genético está alojado diretamente no citoplasma.

Nas células eucariontes as funções celulares são, em geral, realizadas dentro de estruturas citoplasmáticas: as organelas celulares.  Além das organelas (que estudaremos a seguir), há também no citoplasma uma série de tubinhos ocos emaranhados.

Esses tubinhos de proteína são chamados de microtúbulos. Há também estruturas ainda mais fininhas, chamadas de microfilamentos. Os microfilamentos são formados de actina. Estes dois tipos de estruturas formam o que chamamos de citoesqueleto, o “esqueleto da célula”.

citoesqueleto aula de organelas
Figura 1: Fotografia produzida a partir de um microscópio óptico de fluorescência. Para produzir essas imagens foram utilizadas substâncias fluorescentes específicas, que se ligam às estruturas celulares e ajudam a ressaltá-las. As estruturas azuis são os núcleos celulares, já as verdes mostram o emaranhado de proteínas que forma o citoesqueleto.

O citoesqueleto está presente em todo o citoplasma e ajuda a manter a forma da célula. Além disso, o citoesqueleto pode movimentar estruturas dentro das células, como as organelas celulares. Os cloroplastos (presentes nas células vegetais), por exemplo, podem ser movimentados para ficarem voltados para a luz, num movimento chamado de ciclose.

Dica: Veja no vídeo a ciclose dos cloroplastos, realizado pelo citoesqueleto das células da epiderme dos vegetais.

Algumas células podem também usar o citoesqueleto para realizar movimentos de deslocamento, como os movimentos ameboides, encontrados nas amebas e também em células do sistema imune humano, como os macrófagos.

Dica: Veja também esse vídeo mostrando um macrógfago fagocitando uma bactéria. Os movimentos realizados por ele são produzidos a partir da movimentação do citoesqueleto.

Ribossomos

Os ribossomos são organelas que estão presentes em todos os seres vivos, tanto nos procariontes quanto nos eucariontes. Isso porque os ribossomos são organelas não membranosas, constituídas de RNA ribossômico enrolado sobre si mesmo.

Cada ribossomo é formado por duas subunidades, com tamanhos e formatos diferentes: a 40s e a 60s.

Os ribossomos podem ser encontrados espalhados no citoplasma, ou aderidos ao retículo endoplasmático rugoso (no caso dos eucariontes).

Essas organelas citoplasmáticas são responsáveis pela síntese de proteínas. Elas leem “as receitas” das proteínas que estão no RNA mensageiro (produzido a partir de trechos do DNA) e vão encaixando aminoácidos segundo a sequência, formando as proteínas.

ribossomos aula de organelas celularesCentríolos

Os centríolos são organelas citoplasmáticas presentes na maioria das células eucariontes. São compostos por um conjunto de 27 microtúbulos, dispostos em 9 grupos de 3 tubinhos cada. Os centríolos são encontrados em dupla, geralmente perto do núcleo.

Durante a divisão celular os centríolos se duplicam e migram para os polos da célula. Lá, eles funcionam como “bases de cabos de guerra”, organizando o fuso que irá separar os cromossomos.

centriolos aula de organelas celulares
Figura 3: Micrografia produzida a partir de um microscópio eletrônico de varredura e colorida artificialmente. Em verde, podemos ver o par de centríolos. Se você reparar direitinho, na estrutura verde à direita, é possível ver em detalhes os 9 conjuntos de 3 microtúbulos cada que formam o centríolo.
Cílios e flagelos

Os cílios e flagelos são estruturas presentes especialmente em seres unicelulares, para ajudar na locomoção. Porém, pluricelulares podem ter células ciliadas que estão relacionadas à filtração de sustâncias (como as células do epitélio da nossa traqueia) ou à absorção.

cilios organelas celulares
Figura 4: Micrografia feita a partir de um microscópio eletrônico de varredura. Os “cabelinhos” que vemos na imagem são cílios do epitélio presente na traqueia humana. Nesse caso, os cílios têm a função de filtrar o ar que está passando por ali.

 

cilios e organelas celulares
Figura 5: Micrografia feita a partir de um microscópio eletrônico de varredura e colorida artificialmente. No centro da imagem vemos uma estrutura “peluda”. Essa estrutura é, na verdade, um Paramecium sp. Os paramécios são protozoários ciliados, ou seja, possuem cílios (que parecem pelinhos) para se locomoverem.

Os cílios são prolongamentos para fora da célula, bem curtos e numerosos. Em geral, os cílios apresentam movimentos semelhantes à remos que ajudam as células que os possuem a se deslocarem na água.

Já os flagelos são prolongamentos para fora da célula bem longos, presentes em menor número (entre 1 e 10). Eles apresentam movimento de giro, semelhante à uma hélice, e também têm a função de realizar o deslocamento das células na água.

flagelos e organelas celulares
Figura 6: Micrografia produzida a partir de um microscópio óptico. Os espermatozoides são células flageladas. Na imagem podemos ver vários espermatozoides e suas “caudas” ou flagelos.

Ambas as estruturas são formadas nas células eucariontes a partir do prolongamento de microtúbulos que empurram a membrana plasmática para fora da célula. Já nas células procariontes, essas estruturas são formadas por outra proteína: a flagelina.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático é um conjunto de dobras membranosas localizado próximo do núcleo. Ao microscópio, ele se assemelha a um labirinto. Há dois tipos de retículo endoplasmático: o liso e o rugoso

Retículo endoplasmático liso (REL0 ou não-granuloso):  É também chamado de ergastoplasma. Este retículo é constituído por vários canais e câmaras achatadas delimitadas por membranas. Nas suas cavidades encontramos enzimas responsáveis pela produção de lipídios e também pela desintoxicação das células. Por conta disso, o retículo endoplasmático é capaz de processar medicamentos, álcool e outras substâncias tóxicas, transformando-as em moléculas mais toleráveis.

Retículo endoplasmático rugoso (RER) ou granuloso: Assim como o REL, o RER tem várias dobras de membrana. Porém, neste caso, há ribossomos aderidos à essas membranas. Isso dá um aspecto enrugado à organela, rendendo seu nome. Sendo assim, a principal função desse retículo é produzir proteínas. As proteínas produzidas ali são lançadas para dentro das suas cavidades e, em seguida, envolvidas por pedaços de membrana, empacotando-as. Esses pacotes de proteínas são enviados para o complexo de Golgi, de onde poderão ser lançadas para fora das células (secretadas).

reticulo endoplasmatico rugosoComplexo de Golgi

O complexo de Golgi ou complexo golgiense é constituído por uma pilha de sacos membranosos achatados e pequenas vesículas.

Essa organela citoplasmática tem como principal função organizar a secreção de uma célula. O complexo golgiense recebe as proteínas e lipídios produzidos principalmente pelo retículo endoplasmático. Em seguida, empacota essas substâncias e as lança em direção à membrana plasmática, onde serão secretadas.

Além de secretar substâncias, o complexo de Golgi pode ainda sintetizar alguns carboidratos, como o ácido hialurônico. Pode ainda acrescentar e modificar moléculas de proteínas, retirando ou acrescentando alguns glicídios (como os presentes na membrana plasmática).

complexo de golgi
Figura 7: Imagem comparando um esquema que representa o Complexo de Golgi sendo comparada a uma micrografia obtida a partir de um microscópio eletrônico de varredura.
Lisossomos

Os lisossomos são pequenas vesículas preenchidas por enzimas digestivas. Essas enzimas são chamadas de hidrolases ácidas. Elas recebem este nome porque quebram substâncias com a ajuda da água e o interior dos lisossomos é ácido (possuem pH de aproximadamente 5).

Em seres unicelulares, como os protozoários, os lisossomos servem para digerir os alimentos capturados. O mesmo acontece com algumas células animais especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos (que capturam patógenos em áreas de infecção).

Células vegetais e de fungos em geral não possuem lisossomos e a digestão intracelular ocorre pela ação de enzimas distribuídas no citoplasma.

Os lisossomos são ainda responsáveis por um processo de morte celular chamado de apoptose. Neste processo, os lisossomos de uma célula se estouram, digerindo as estruturas celulares e matando a célula. Este processo acontece, por exemplo, quando as caudas dos girinos vão desaparecendo ao longo do processo de metamorfose.

Há ainda o processo de autofagia, onde partes desgastadas de células são consumidas pelos lisossomos.

lisossomo organelas celulares
Figura 8: Micrografia produzida a partir de microscópio eletrônico de varredura. Na imagem podemos observar uma seta indicando um lisossomo.
Vacúolos

Os vacúolos são bolsas no citoplasma que podem ter diferentes funções.

Nas células vegetais, os vacúolos são chamados de vacúolos de suco celular. Esses vacúolos armazenas diferentes substâncias, como pigmentos que dão cores às flores, ou ainda armazenando nutrientes, como proteínas e vitaminas.

Nas células de protozoários de água doce, os vacúolos são responsáveis pela regulação da quantidade de água no interior da célula. Como estão em água doce, a tendência é que a água entre constantemente para dentro da célula. Isso porque as células têm maior concentração de sais que o ambiente externo (que é hipotônico) e a água entra naturalmente através de osmose. Para que a célula não estoure, o vacúolo pulsátil ou contrátil se “espreme”, lançando a água para fora da célula.

vacuolo pulsatil biologia enem
Figura 9: Micrografia de Paramecium sp produzida a partir de um microscópio óptico. A seta vermelha indica o vacúolo pulsátil.

 

Dica: Veja no vídeo a seguir os vacúolos pulsáteis de um Paramecium sp expulsando água da célula.

Peroxissomas

Os peroxissomas ou microcorpos são pequenas bolsas encontradas em todas as células eucariontes. Elas possuem enzimas que promovem a reação do oxigênio com algumas moléculas orgânicas, fazendo com que elas percam hidrogênio e formem água oxigenada (também chamada de peróxido de hidrogênio).

Em seguida, uma enzima chamada de catalase, decompõe a água oxigenada em água e oxigênio. Podem ainda ocorrer no interior dos peroxissomas a degradação moléculas tóxicas, como o álcool.

Nos vegetais, encontramos peroxissomas especiais que conseguem transformar lipídios em carboidratos.

Agora, para fixar o conteúdo de organelas celulares, veja esta aula do nosso canal:

Exercícios sobre as organelas celulares:

 

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Sobre o(a) autor(a):

Juliana Evelyn dos Santos é bióloga formada pela Universidade Federal de Santa Catarina e cursa o Mestrado em Educação na mesma instituição. Ministra aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007 e é coordenadora pedagógica do Blog do Enem e do Curso Enem Gratuito.