Prof. Dr. Roberto Cezar Lobo da Costa
BELÉM/PA 2012
Células Vegetais
O QUE É CÉLULA?
Cella = despensa ou câmara
Século XVII – Robert Hooke Cortiça - Favos de mel
Lumes vazios de
“células” mortas
É a unidade mínima de um organismo, capaz de atuar de maneira autônoma.
Animais Vegetais Algas Fungos Bactérias
CARACTERÍSTICAS GERAIS
Bactérias e algas verde-azuladas
1 a 5 µm de diâmetro Demais organismos vivos
10 a 50 µm de comprimento
Ausência da membrana que o separe o resto da célula
do núcleo
*Parede celular composta de polissacarídeos;
*Membrana plasmática;
*Citoplasma ;
*Informação hereditária codificada em moléculas de ácido desoxirribonucléico (DNA).
Núcleo envolto por uma membrana.
PROCARIONTES EUCARIONTES
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CÉLULA ANIMAL X VEGETAL
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CONSTITUIÇÃO
Parede celular
Membrana plasmática
Citoplasma
• Núcleo
• Retículo endoplasmático
• Complexo de golgi
• Vacúolo
• Mitocôndrias
• Plastídios
• Microcorpos
• Aleossomos
• Citoesqueleto
Células Vegetais
Células Vegetais
PAREDE CELULAR
Envolve externamente a membrana plasmática e o conteúdo celular.
Constituido por longas e resistentes microfibilas de celulose
1 microfibrila = 67 moléculas de celulose (500 moléculas de glicose);
Matriz formada por glicoproteínas (proteínas ligadas á açucares) e por dois polissacarídeos, hemicelulose e pectina.
Estrutura molecular
“Concreto armado”
Função: confere resistência e proteção celular, impedindo a lise osmótica além de conter enzimas e defesa contra bactérias e fungos (fitoalexina).
A formação da parede celular ocorre no final da telófase, com o surgimento da placa celular, que dará origem à lamela média e parte da membrana plasmática das duas células-filhas, por ela separadas.
Formação da parede
Liga firmemente uma célula a outra Células Vegetais
Paredes celulares primárias
São tipicamente finas (menos de 1µm) – jovens e em crescimento
Divisão celular;
Secreção da parede celulósica – primária;
Essa parede é elástica e acompanha o crescimento celular. Tamanho Forma
65% - água;
35% - (90% - 30% de celulose, 30% de hemilelulose e 30% de pectina – 10% proteínas- extesina, expansina e outras glicoproteínas).
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Paredes celulares secundárias
São espessas e mais resistente – maior parte do crescimento concluído.
65 a 85% - polissacarídeos (50% a 80% de celulose e 5 a 30% de hemicelulose);
15 a 35% - lignina (polímero hidrofóbico).
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Pontuações
Formação da parede primária e da lamela média;
Elementos do retículo endoplasmático ficam retidos entre as vesículas em formação;
Originando os plasmodesmas;
Não há deposição de material sobre essas áreas, originando diversos tipos de pontuações.
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MEMBRANA PLÁSMÁTICA
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Está situada internamente à parede celular e envolve o citoplasma com todas as suas estruturas e o núcleo.
MODELO MOSAICO FLUIDO
É semipermeável e seletiva.
Controla a entrada e saída de substâncias da célula
Fosfolipídeos Proteínas Glicoproteínas
Dois ácidos graxos covalentemente ligados ao glicerol
Grupo da cabeça: fosfato, serina, colina e glicerol
FOSFOLIPÍDEOS ANFIPÁTICAS
Fosfolipídeos
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Proteínas e glicoproteínas
Proteínas integrais
Proteínas periféricas Glicoproteínas Glicolipídeos
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Transporte transmembrana
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Transporte por meio de formação de vesículas
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CITOPLASMA
O hialoplasma ou citoplasma fundamental é um colóide gelatinoso que contém no seu interior as organelas ou organóides citoplasmáticos.
Composição Água
Carboidratos Lipídeos
Íons
Metabólicos secundários
Carrega diversas organelas celulares e distribui substancias ao longo do citoplasma. A ciclose depende de interações constantes entre actina, miosina e proteínas formadoras dos microfilamentos. A actina associa-se à miosina e, com a hidrólise do ATP, é gerado um movimento interno.
Citosol ou matriz citoplasmática
Organelas Citoesqueleto
Ribossomos Núcleo
CICLOSE
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Função do citoplasma
Realizar diferentes reações bioquímicas;
Facilitar a troca de substâncias dentro da células, bem como entre as adjacentes;
Acumular substâncias do metabolismos primário e secundário.
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NÚCLEO
O núcleo é a organela que contém a informação genética responsável pela regulação do metabolismo, crescimento e diferenciação da célula.
Genoma nuclear
1,2x108 pares de bases Dicotiledôneas: Arabidopsis thaliana
1x1011 pares de base Monocotiledôneas: Fritillaria assyriaca
Informação restante
Cloroplasto Mitocôndrias
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Constituição do núcleo
Dupla membrana lipoprotéica Sítio de síntese dos ribossomos
Estruturas constituídas de DNA e proteínas – Complexo DNA-proteína
Nucléolo Cromatina Poro nuclear Espaço perinuclear
Matriz nuclear
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Complexo do poro nuclear
Citoplasma
Núcleo Células Vegetais
Filtro supramolecular
Os ribossomos deixam o núcleo através desta malha.
Mecanismo de importação de proteína
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Sítios específicos
Funsão ao núcleo
Guanosina trifosfato
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Rede organizada de membranas internas podendo ao não está associada aos ribossomos.
RE
Única membrana lipoprotéica Cisternas
Retículo endoplasmático rugoso
Retículo endoplasmático liso Ribossomos
Túbulos
Função
• Sistema de comunicação (distribuição de substâncias);
• Via de troca de material entre o núcleo e o citoplasma
de céls. adjacentes;
• Síntese de proteína de membrana e de secreção.
• Síntese lipídica e formação de membranas.
• O acúmulo de íons de cálcio no lume regula o teor destes
no citosol.
RE cortical RE perinuclear
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COMPLEXO DE GOLGI
Conjunto de dictiossomos ou corpos de golgi, constituidos por sacos discóides e achatados, chamados cisternas.
Estruturas membranosas dispostas paralelamente.
Contribui para a formação da membrana plasmática.
Novas cisternas.
“Fábrica móvel” que produz, separa e distribui produtos de secreção pela célula.
Filamentos de actina – miosina dependente de ATP
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Processamento de proteínas e glicoproteínas no complexo de golgi
Glicoproteínas RER
Reações enzimáticas Golgi
Cis Mediana Trans
Carboidratos (manose) são removidos e outros açúcares são adicionados
Após processamento GLICOSILAÇÃO
• Hidroxiprolina
• Serina
• Treonina
• Tirosina
Glicoproteínas
Excreção em forma de vesículas
“Identificação particular”
Para dentro ou para fora da célula
Parede celular Vacúolos
No golgi também são processados polissacarídeos não celulósicos (hemicelulose e pectina).
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VACÚOLO
As células meristemáticas em geral possuem numerosos vacúolos pequenos, que se fundem para formar um único vacúolo central na célula diferenciada.
Normalmente ele ocupa 90% do espaço celular (células parenquimáticas).
Vacúolo
Uma membrana lipoprotéica trilamelar – Tonoplasto.
Constituição
Água, substâncias inorgânicas (íons de Ca, K, Cl, Na, P, etc.), orgânicos (açúcares, ác. Orgânicos, proteínas, pigmentos hidrossolúveis, alcalóides, etc) e enzimas (nucleases, proteases, lipases, fosfatases, glicosidades, fosfolipases e sulfatases).
Gera força motriz para o acúmulo de água.
Expansão celular Pressão de turgidez
Rigidez estrutural - Planta herbácea ereta
Origem: sistemas de membranas do complexo de golgi
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Formação do vacúolo na célula adulta
Célula jovem
Célula adulta
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Função do vacúolo
Durante o alongamento celular
Acúmulo de composto orgânicos
e inorgânicos Gradiente de potencial osmótico-pressão de turgor
Alongamento celular
Manutenção do pH da célula
Fotossíntese CAM
Acúmulo de CO2
Dia / Noite 6,0 / 3,5
Autofagia
Invaginações-porções do citoplasma
Lise-hidrolases ácida Rompem ligações de fosfatos, estéreis e
glicosídicas
Hidrolisam proteínas e ác.nucléicos
Armazenamento de substâncias, controle osmótico e processo lisossômico.
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Vesícula
MITOCÔNDRIAS
São organelas derivadas de bactérias aeróbicas, que estabeleceram relações simbióticas com os ancestrais dos eucoriotos atuais. São organelas que contêm seu próprio genoma e se autoduplicam.
Teoria da endossimbiose
Derivadas de bactérias primitivas
Englobadas por células procarióticas mais desenvolvidas Relação de endossimbiose
Um oferta proteção e nutrientes.
Fornece energia advindo do processo de respiração
celular.
Envolve um complexo sistema enzimático Mitocôndrias
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Constituição da mitocôndria
Lipoproteicas
Permeável: íons.
Seletiva (70% proteínas): íons (prótons H+), mas é permeável a ATP, ADP e piruvato.
Água, íons, fosfatos, coenzimas e enzimas, RNA, DNA e ribossomos.
Matriz
Depósito de cátions divalentes, compostos fosfatos insolúveis ou cálcio.
Semelhante ao citosol
Codifica algumas proteínas específicas da organela.
Circular
Dividem-se por fissão binária.
O nº pode variar dependendo da demanda energética.
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Função das mitocôndrias
Respiração aeróbica
Quebra de glicose no Citoplasma Piruvato
Obtenção de energia na forma de ATP – quimiosmótico.
Fotorespiração
2 moléculas de aa glicina É formado o aa serina
Liberação de uma molécula de CO2
Sementes oleaginosas
Mitocondrias se associam ao glioxissomos
Realizando parte do ciclo glioxilato Reações que resultam em energia a
partir de reversas lipídicas, com a formação de carboidratos no
citoplasma.
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PLASTÍDIOS OU PLASTOS
São organelas com formas e tamanhos diferentes. Classificam-se de acordo com a presença ou ausência de pigmentos ou com o tipo de substância acumulada. Constituída por duas membranas lipoprotéicas (glicosilglicerídeos) contendo uma matriz denominada estroma, onde se localiza os tilacóides.
Cloroplasto Cromoplasto leucoplasto
Pró-plastídeos
Organelas pequenas, sem cor, com poucas membranas internas. Ocorrem na oosfera e nos tecidos meristemáticos. No caso das plantas estarem no escuro os pro-plastídeos desenvolvem- se em estioplastos
Origem: cianobactérias-endossimbiose
Semi-autônomas contêm seu próprio DNA e maquinaria para a síntese protéica (ribossomos, RNAs transportadores e outros componentes).
A manutenção da estrutura do cloroplasto depende da presença de luz, no escuro podem ser revestidos a estioplastos. Os cloroplastos também se convertem em cromoplastos na fase de amadurecimento dos frutos. Os leucoplastos podem se converter em cloroplastos, o que
explica a coloração esverdeada adquirida por exposição freqüente de luz. Células Vegetais
Cloroplasto
Os cloroplastos pertence ao grupo de organelas produtoras de energia. Contem pigmentos do grupo das clorofilas, além de outros pigmentos, como os carotenóides, que constituem o sítio da fotossíntese.
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Cromoplasto
São portadores de pigmentos carotenóides (geralmente amarelos, alaranjados ou avermelhados) e usualmente não apresentam clorofila ou outros componentes da fotossíntese.
São encontrados, na maioria das vezes, nas células de pétalas e outras partes coloridas de flores, em frutos e em algumas raízes. Além dos carotenóides , também acumulam óleos essenciais, sendo denominados elaioplastos
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Leucoplastos
Não possuem pigmentos, mas armazenam substâncias.
Amido: amiloplastos
Encontrados em tecidos ou órgãos de reserva.
Proteína: proteinoplastos Encontrados nos elementos crivados (Plastídios P).
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MICROCORPOS
São organelas esféricas envoltas por uma única membrana e especializada por uma série de funções metabólicas.
Os dois tipos principais de microcorpos são:
Peroxissomos
Glioxissomos
Tem função de remoção de hidrogênio de substâncias orgânicas, consumindo O2 no processo, de acordo com a seguinte reação:
O peróxido, potencialmente prejudicial, produzido nessas reações é degradado nos peroxissomos pela enzima catalase.
RH2 + O2 R + H2O2
H2O2 H2O + 1/2O2
São encontrados nas sementes de oleasinosas, que contêm enzimas do ciclo do glioxilato que auxiliam na conversão dos ác. graxos armazenados em acúcares. Os ác.groxos vão para o glioxissomo, onde sofrem a β-oxidação, e juntamente com reações que ocorrem na mitocôndria dão origem ao malato, que por meio de outras reações, no citoplasma, forma carboidratos.
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ALEOSSOMOS
Muitas plantas sintetizam e armazenam grandes quantidades de triacilglicerol na forma de óleo, durante o desenvolvimento da semente. Esses óleos acumulam-se em organelas denominadas oleossomos, também conhecida como corpos lipídicos ou esferossomos.
Os aleossomos são envolvidos por uma “meia unidade de membrana” – ou seja, uma camada monolipídica – derivada do RE.
Proteínas oleosinas estão presentes na meia-unidade de membrana. Uma de suas funções é a manutenção de cada oleossomo como uma organela distinta, evitando sua fusão com outros oleossomos.
Os lipídeos dos aleossomos são degradados durante a germinação da semente e
convertidos em sacarose com o auxílio do glioxissomo. Células Vegetais
CITOESQUELETO
O citosol está organizado em uma rede tridimensional de proteínas filamentosas, o citoesqueleto. Essa rede proporciona uma organização espacial para as organelas e serve como um arcabouço para os movimentos das organelas e de outros componentes do citoesqueleto.
Ele também apresenta papéis fundamentais nos processos de:
Mitose;
Meiose;
Citocinese;
Deposição de parede;
Manutenção da forma celular;
Diferenciação celular.
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O Citoesqueleto consiste de três tipos de elementos:
Microtúbulos Microfilamentos Filamentos intermediários
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Microtúbulos
São cilindros ocos com diâmetro externo de 25nm; são compostos de polímeros de proteínas tubulinas. O monômero de tubulina dos microtúbulos é composto por duas cadeias de polipeptídios similares (α e β-tubulina). Um único microtúbulo consiste de centenas de milhares de monômeros de tubulina organizados em 13 colunas, os protofilamentos
Funções
Atua no crescimento e diferenciação das células;
No citoplasma, sob a membrana plasmática, controlam o alinhamento das microfibrilas de celulose;
Atua no direcionamento das vesículas secretoras originadas da rede trans-Golgi;
Componentews dos flagelos dos gametas masculinos móveis de briófitas, pteridófitas e algumas gimnospermas.
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Funções do microtúbulos
Responsável pelo estabelecimento do plano da divisão celular.
Formação de fibras
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Microfilamentos
Responsáveis pelo movimentos das organelas citoplasmática, e a força geradora vem da interação dos filamentos de actina e miosina.
Participam do crescimento e diferenciação celular e em geral se orientam paralelamente ao plano de alongamento dela.
Os microfilamentos parecem participar, juntamente com os microtúbulos, da formação do fragmoplasto durante a divisão celular, na telófase.
São estruturas com cerca de 5 a 7nm de diâmetro. Constituem de monômeros de actina (actina G) e formam, por polimerização, uma estrutura quaternária fibrosa (actina F), que se dispõe como dois cordões em arranjo helicoidal
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Filamentos intermediários
Estruturas com cerca de 7 a 11nm de diâmetro. São formados por diferentes proteínas fibrosas enroladas helicoidalmente, como as queratinas e as lâminas nucleares.
Tem papel na manutenção da estrutura do núcleo e da célula. Estão envolvidas na reorganização do envoltório nuclear durante a divisão celular.
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REGULAÇÃO DO CICLO CELULAR
O ciclo da divisão celular é o processo pelo qual ocorre a reprodução da célula e de material genético, o DNA nuclear. As quatro fases do ciclo celular são designadas: G1, S, G2 e M.
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O DNA é preparado para a
replicação
DNA replicado Preparo para
mitose
- KERBAUY, Gilberto Barbante - 2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
- TAIZ, Lincoln. Fisiologia Vegetal. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009.
- APPEZZATO-DA-GLÓRIA. Anatomia Vegetal. Viçosa: UFV, 2003.
Referências bibliográficas
Células Vegetais
O B R I G A D O
Células Vegetais
