Citologia

O que é citoplasma – resumo

O é citoplasma. O citoplasma refere-se ao fluido que enche a célula, que inclui o citosol juntamente com filamentos, proteínas, íons e estruturas macromoleculares, bem como as organelas suspensas no citosol. Em células eucarióticas, o citoplasma refere-se ao conteúdo da célula com a exceção do núcleo. Os eucariotas têm mecanismos elaborados para manter um compartimento nuclear distinto separado do citoplasma. O transporte ativo está envolvido na criação dessas estruturas subcelulares e na manutenção da homeostase com o citoplasma. Para células procarióticas, uma vez que não possuem uma membrana nuclear definida, o citoplasma também contém o material genético primário da célula. Essas células são geralmente menores em comparação com eucariotas e possuem uma organização interna mais simples do citoplasma.

o que é citoplasma

Estrutura do citoplasma

O citoplasma é incomum porque é diferente de qualquer outro fluido encontrado no mundo físico. Os líquidos que são estudados para compreender a difusão geralmente contêm alguns solutos em um ambiente aquoso. No entanto, o citoplasma é um sistema complexo e lotado que contém uma ampla gama de partículas – desde íons e moléculas pequenas, até proteínas, bem como complexos gigantes multi-proteínas e organelas. Esses constituintes são movidos através da célula, dependendo dos requisitos da célula ao longo de um citoesqueleto elaborado com a ajuda de proteínas motorizadas especializadas. O movimento de partículas tão grandes também altera as propriedades físicas do citosol.

A natureza física do citoplasma é variável. Às vezes, há uma difusão rápida através da célula, fazendo com que o citoplasma pareça uma solução coloidal. Outra vez, parece assumir as propriedades de uma substância semelhante a um gel ou de vidro. Diz-se que tem propriedades de materiais viscosos e elásticos – capazes de deformar lentamente sob força externa, além de recuperar sua forma original com mínima perda de energia. As partes do citoplasma perto da membrana plasmática também são “mais rígidas”, enquanto as regiões próximas ao interior se assemelham a líquidos que fluem livremente. Essas mudanças no citoplasma parecem depender dos processos metabólicos dentro da célula e desempenham um papel importante na realização de funções específicas e na proteção da célula contra estressores.

O citoplasma pode ser dividido em três componentes:

  1. O citoesqueleto com suas proteínas motoras associadas
  2. Organelas e outros grandes complexos multiproteínas
  3. Inclusões citoplasmáticas e solutos dissolvidos

Citoesqueleto e proteínas motoras

A forma básica da célula é fornecida pelo seu citoesqueleto formado principalmente por três tipos de polímeros – filamentos de actina, microtúbulos e filamentos intermediários.

Os filamentos ou microfilamentos de Actin têm 7 nm de largura e são feitos de polímeros de cadeia dupla de F-actina. Esses filamentos estão associados a uma série de outras proteínas que ajudam na montagem de filamentos e também estão envolvidas na ancoragem perto da membrana plasmática. Esta localização citoplasmática ajuda os microfilamentos a se envolverem em respostas rápidas a moléculas de sinal do ambiente extracelular e produzem respostas celulares através de transdução de sinal ou quimiotaxia. Além disso, a miosina, uma proteína motora baseada em ATP, transmite carga e vesículas ao longo do microfilamento e também está envolvida na contração muscular.

Os microtúbulos são polímeros da tubulina α e β, que formam um tubo oco pela associação lateral de 13 protofilamentos. Cada protofilamento é um polímero de moléculas alternadas de tubulina α e β. O diâmetro interno de um microtúbulo é de 12 nm e seu diâmetro externo é de 24

Os microtúbulos irradiam para a periferia da célula a partir de centros de organização de microtúbulos (MTOCs) localizados perto do núcleo e fornecem estrutura e forma para a célula.

Os microtúbulos estão envolvidos no transporte citoplasmático, na segregação cromossômica e na formação de estruturas como cílios e flagelos para movimentos celulares.

Os filamentos intermediários são maiores que os microfilamentos, mas menores do que os microtúbulos e são formados por um grupo de proteínas que compartilham características estruturais. Embora eles não estejam envolvidos na mobilidade celular, eles são importantes para que as células se juntem como tecidos e permaneçam ancoradas na matriz extracelular .

Organelos e Complexos Multi-Proteínas

A maioria das células eucarióticas tem uma série de organelas que fornecem compartimentos dentro do citoplasma para microambientes especializados. Por exemplo, os lisossomos contêm uma série de hidrolases em um ambiente ácido que é ideal para sua atividade enzimática. Essas hidrolases são ativamente transportadas para o lisosoma após serem sintetizadas no citoplasma. As mitocôndrias, ao mesmo tempo que contém o próprio genoma, também precisam de muitas enzimas sintetizadas no citosol, que são então movidas seletivamente para a organela. Estas organelas são colocadas em locais específicos devido à natureza física semelhante ao gel do citoplasma e ancorando ao citoesqueleto.

Além disso, o citoplasma também hospeda complexos multi-proteicos como o proteasoma e os ribossomos. Os ribosomas são grandes complexos de RNA e proteínas que são importantes para a tradução do código do mRNA em seqüências de proteínas de aminoácidos. Os proteasomas são estruturas moleculares gigantes com cerca de 20.000 kilodaltons em massa e 15 nm de diâmetro. Os proteases são importantes para a destruição direta de proteínas que não são mais necessárias pela célula.

Inclusões citoplasmáticas

As inclusões citoplasmáticas podem incluir uma ampla gama de produtos bioquímicos – de pequenos cristais de proteínas, pigmentos, carboidratos e gorduras. Todas as células, especialmente em tecido como o adiposo, contêm gotículas de lipídios na sua forma de triglicerídeos. Estes são usados ​​para criar membranas celulares e são uma excelente loja de energia. Os lipídios podem gerar duas vezes mais moléculas de ATP por grama quando comparadas aos carboidratos. No entanto, o processo de liberação desta energia de triglicerídeos em consumo intensivo de oxigênio e, portanto, a célula também contém reservas de glicogênio como inclusões citoplasmáticas. As inclusões de glicogênio são particularmente importantes em células como as células musculares esqueléticas e cardíacas, onde pode haver um aumento repentino da demanda por glicose. O glicogênio pode ser rapidamente dividido em moléculas individuais de glicose e usado emrespiração celular antes que a célula possa obter mais reservas de glicose do corpo.

Os cristais são outro tipo de inclusão citoplasmática encontrado em muitas células, e têm função especial nas células da orelha interna (mantendo o equilíbrio). A presença de cristais nas células do testículo parece estar ligada à morbidade e à infertilidade. Finalmente, o citoplasma também contém pigmentos como a melanina, que levam às células pigmentadas da pele. Estes pigmentos protegem a célula e as estruturas internas do corpo dos efeitos deletérios da radiação ultravioleta. Os pigmentos também são proeminentes nas células da íris que cercam a pupila do olho.

Cada um desses componentes afeta o funcionamento do citoplasma de maneiras diferentes, tornando-se uma região dinâmica que desempenha um papel e é influenciada pela atividade metabólica global da célula.

Funções do citoplasma

O citoplasma é o local para a maioria das reações enzimáticas e atividade metabólica da célula. A respiração celular começa no citoplasma com respiração anaeróbica ou glicólise. Esta reação fornece os intermediários que são usados ​​pelas mitocôndrias para gerar ATP. Além disso, a tradução de mRNA para proteínas nos ribossomos também ocorre principalmente no citoplasma. Algumas coisas ocorrem nos ribossomos livres suspensos no citosol enquanto o resto acontece nos ribossomos ancorados no retículo endoplasmático .

estrutura do citoplasma

O citoplasma também contém os monómeros que geram o citoesqueleto. O citoesqueleto, além de ser importante para as atividades normais da célula, é crucial para células que tenham uma forma especializada. Por exemplo, os neurônios com seus axônios longos precisam da presença de filamentos intermediários, microtúbulos e filamentos de actina para fornecer uma estrutura rígida para o potencial de ação a ser transmitido para a próxima célula. Além disso, algumas células epiteliais contêm pequenos cílios ou flagelos para mover a célula ou remover partículas estranhas através da atividade coordenada de extrusões citoplasmáticas formadas através do citoesqueleto.

O citoplasma também desempenha um papel na criação de ordem dentro da célula com locais específicos para organelas diferentes. Por exemplo, o núcleo é geralmente visto em direção ao centro da célula, com um centrosome nas proximidades. O extenso retículo endoplasmático e a rede de Golgi também são colocados em relação ao núcleo, com as vesículas irradiando para a membrana plasmática.

Transmissão citoplasmática

O movimento dentro do citoplasma também ocorre em massa, através do movimento dirigido do citosol em torno do núcleo ou vacuola. Isto é particularmente importante em grandes organismos unicelulares, como algumas espécies de algas verdes, que podem ter quase 10 cm de comprimento. A transmissão citoplasmática também é importante para posicionar os cloroplastos próximos da membrana plasmática para otimizar a fotossíntese e para distribuir nutrientes através de toda a célula. Em algumas células, como ovócitos de ratos, a transmissão citoplasmática deve ter um papel na formação de sub-compartimentos celulares e também no posicionamento de organelas.

Herança citoplasmática

O citoplasma exibe hospedeiros de dois organelos que contêm seus próprios genomas – o cloroplasto e as mitocôndrias. Estas organelas são herdadas diretamente da mãe através do oócito e, portanto, constituem genes que são herdados fora do núcleo. Estas organelas se replicam independentemente do núcleo e respondem às necessidades da célula. A herança citoplasmática ou extranuclear, portanto, forma uma linha genética ininterrupta que não sofreu mistura ou recombinação com o pai masculino.

Termos de Biologia Relacionados

  • Chemotaxis – Movimento de uma célula em resposta a um sinal químico.
  • Filamentos intermediários – Componentes do cistoesqueleto formados por uma família de proteínas que compartilham características estruturais e funcionais maiores que as fibras de actina e menores que os microtúbulos.
  • Kinesina – Um grupo de proteínas motoras que podem viajar ao longo de um microtúbulo e são importantes para o movimento de componentes celulares, especialmente durante a divisão celular.
  • Sincisio – Uma célula multinucleada formada pela fusão da membrana plasmática de células múltiplas. Syncytia também pode ser formado através das interconexões entre células contendo junções de espaço especializadas, permitindo que as células se comportem de forma síncrona como uma única unidade.

 

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