Teoria Celular. Teoria Celular. Organismo Vegetal 18/12/2013 CÉLULA VEGETAL ESTRUTURA E FUNÇÃO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

DEPARTAMENTO DE FARMÁCIA FARMACOBOTÂNICA

CÉLULA VEGETAL ESTRUTURA E FUNÇÃO

Prof. Msc. Alex Lucena

Órgão - tecidos - conjunto de células

Órgãos vegetativos: raiz, caule folhas sobrevivência do indivíduo Órgãos reprodutivos: flores e frutos

perpetuação da espécie

Organismo Vegetal

organismós (grego) - “conjunto” => é o conjunto de órgãos que constituem um ser vivo.

Célula: Unidade constitutiva dos seres vivos.

• Todos os organismos são constituídos por uma ou mais células;

• As reações químicas de um organismo vivo ocorrem dentro das células;

• As células originam-se de outras células;

• As células contêm a informação genética dos organismos que lhes originaram e esta é passada para as células filhas.

Teoria Celular

As células formam os tecidos, estes formarão os órgãos e o conjunto de órgãos forma o corpo do vegetal;

 Os tecidos vegetais podem ser classificados em simples (ex.

parênquima, colênquima), ou complexos (ex. epiderme, xilema).

 Os meristemas apicais do caule e da raiz são formados durante o desenvolvimento embrionário, que originarão os meristemas primários e a partir destes, os tecidos primários.

- dérmico (epiderme e periderme), - vascular (xilema e floema) -fundamental (parênquima, colênquima e esclerênquima).

Os sistemas de tecidos existentes são:

Teoria Celular

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Diferenças entre célula animal e célula vegetal:

plastídeos, parede celular e vacúolo.

Organela Monera Protista Fungos Vegetais Animais

Retículo

endoplasmático

Ausente Presente Presente Presente Presente

Ribossomo

Presente Presente Presente Presente Presente

Complexo de

Golgi

Ausente Presente Presente Presente Presente

Lisossomo

Ausente Presente Presente Presente Presente

Mitocôndria

Ausente Presente Presente Presente Presente

Centríolo

Ausente Presente Presente Ausente nos vegetais superiores

Presente

Plastos

Ausentes Presentes em algumas

formas

Ausentes Presente Ausentes

Vacúolo

Ausente Presente Ausente Presente Ausente

Peroxissomo

Ausente Presente Presente Podem estar presentes

Presente

Glioxissomo

Ausente Presente Presente Presente Ausente Quadro Comparativo entre células de organismos procariontes e

eucariontes

Componentes Protoplasmáticos: citoplasma, núcleo, plastídios, mitocôndrias...

Componentes não Protoplasmáticos: vacúolos e diversas substâncias: cristais, gotas de óleos, grão de amido...

Componentes da célula vegetal:

parede celular e protoplasto (protoplasma)

Célula Vegetal

• PAREDE CELULAR: primaria e/ou secundaria

• PROTOPLASTO = conteúdo da célula

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ESTRUTURA DA CÉLULA VEGETAL

• Parede celular (parede primária, parede secundária, lamela média, plasmodesmos, pontuações simples)

• Protoplasma: Membrana plasmática (plasmalema), núcleo, citoplasma (organelas e citosol)

• Mitocôndrias, Microcorpúsculos, Retículo endoplasmático liso e rugoso, ribossomos, Complexo de Golgi, microtúbulos, microfilamentos.

• Plastídios: leucoplastos, cromoplastos, cloroplastos, amiloplastos, proteinoplastos, elaioplastos (lípidios), etioplastos, etc.

• Substâncias ergásticas

ESTRUTURA DA CÉLULA VEGETAL

MEMBRANA CELULAR VEGETAL

• Nos vegetais clorofilados -> dupla – Membrana plasmática;

– Natureza celulósica;

• MP -> comum vegetais/ animais;

• PC -> vegetais clorofilados;

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Parede celular:

Características e função:

- Parte integrante da célula e desempenha importante papel.

- É um sistema não vivo;

- É permeável;

- É rígida, limita o tamanho do protoplasto, impedindo a ruptura da membrana plasmática;

Parede celular:

Características e função:

- Determina o tamanho e a forma da célula;

- Apresenta enzimas;

- Tem mecanismos de defesa contra patógenos: as fitoalexinas, lignina e oligossacarinas;

- As células podem apresentar uma parede celular primária ou, além da primária, uma parede celular secundária.

- Tem uma função crítica no transporte de sustâncias (transporte apoplástico).

Composição:

celulose:

principal componente, composto por moléculas lineares de glicose, que formam as microfibrilas de celulose.

hemiceluloses:

São as xiloglucanas (nas dicotiledôneas) e as xilanas (nas monocotiledôneas), são responsáveis pela expansão celular;

pectinas:

São moléculas hidrofílicas. Dão as propriedades plásticas ou de flexibilidade da parede celular;

Composição:

glicoproteínas (proteínas estruturais):

lignina:

É hidrofóbica. Dá a resistência e a rigidez da parede

celular, função mecânica ou de sustentação;

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CUTINA, SUBERINA E CERAS:

Substâncias graxas, têm a função de reduzir a perda de água pela planta. Aparecem na parede das células que formam os tecidos externos protetores, a epiderme (cutina) e a periderme (suberina).

Suberina

Lamela média:

-Composta por pectina.

-É formada durante a divisão celular, quando se forma a placa celular no equador do fuso;

- É a união entre as paredes celulares primárias de duas células adjacentes, chamada de substância cimentante.

Porção da parede celular entre duas células

Parede celular primária:

- É a primeira camada de parede celular formada;

-Está composta principalmente de celulose, hemicelulose, sustâncias pécticas, água e proteínas.

- Sua deposição acontece antes e durante o crescimento celular;

- Ocorrência: nas células em divisão ativa e nas células maduras envolvidas em processos metabólicos.

- Sua presença indica protoplasto ativo;

-Quando não há espessamento uniforme na parede formam-se campos de pontoações primários.

Parede celular secundária:

- Deposita-se depois que a célula parou de crescer e não deposita mais a parede primária;

- Interna à parede primária

- São muito mais grossas que as primárias e consistem de 41-45% celulose, 30% de hemiceluloses, 22-28%

lignina, a qual é um material altamente resistente a deformação e decomposição;

- Forma-se uma parede celular rígida;

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Parede celular secundária:

- Composta por três camadas (S1, S2, S3) com muita deposição de lignina, o que confere à célula grande resistência.

- Deposita-se nas células especializadas na sustentação e naquelas envolvidas no transporte de água. O protoplasto das células morre;

- As falhas na parede secundária formam as pontoações, que podem ser simples ou areoladas.

Composição da parede celular

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Comunicações Intercelulares

Parede primária (foto MEB) Parede secundária (foto MEB)

Plasmodesmos

Plasmodesmos na parede celulósica

Plasmodesmos:

- São canais, que formam um sistema de comunicação entre as células (entre seus protoplastos);

- Permitem o transporte de substâncias entre as células.

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PLASMODESMOS

• São estruturas de transporte de macromoléculas.

• Atuam como canais no transporte via simplasto e permitem a entrada de moléculas de diferentes tamanhos (Açúcares, aminoácidos, nucleotídeos).

• Uma célula pode ter entre 1.000 a 10.000 plasmodesmos.

• As paredes primarias tem áreas com pontuações, as quais tem uma alta densidade de plasmodesmos, que se formam ao finalizar a mitose, nos sítios da placa celular.

• Os plasmodesmos representam canais recobertos por extensões da membrana plasmática.

MEMBRANA PLASMÁTICA

• Regula o fluxo de sustâncias dissolvidas dentro e fora da célula;

• É uma bicamada lipídica com uma parte hidrofílica e outra lipofilica;

• Provem uma barreira com permeabilidade seletiva;

• Funções: intermediária no transporte de substâncias coordena síntese e montagem da celulose na parede celular, recebe e transmite sinais hormonais e do ambiente envolvidos no crescimento celular.

NÚCLEO

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NÚCLEO

• Tamanho varia, nas células meristemáticas pode ocupar até 2/3 do tamanho da célula;

• Constituição: membrana dupla (envelope nuclear);

cromatina; nucléolo; nucleoplasma;

• Função: controlar o desenvolvimento celular, armazenar a informação genética da célula;

• Presente em todas as células vivas, exceto nos tubos condutores de seiva elaborada do floema (os elementos de Tubo Crivado).

VACÚOLO

Vacúolo

• A membrana é mais delgada que o plasmalema;

• Tem uma membrana dupla (tonoplasto) que é uma unidade de membrana e o suco vacuolar;

• Quantidade: depende da idade da célula;

• Função: digestiva, estocar substâncias, remover metabólitos tóxicos, dar rigidez ao tecido, é o grande responsável pelo aumento do tamanho da célula;

• Transporta solutos dentro e fora do vacúolo, e controla o potencial hídrico da célula (turgor celular), o qual é muito importante nas células guarda dos estomatos.

SOLUÇÃO ISOTÓNICA SOLUÇÃO HIPOTÓNICA SOLUÇÃO HIPERTÓNICA

CÉLULA ANIMAL

Célula normal

Mantém-se o volume celular.

Célula túrgida ou com lise celular

Aumento do volume celular, podendo ocorrer

rebentamento.

Célula plasmolisada

Diminuição de volume celular por retracção da célula.

CÉLULA VEGETAL

Célula normal

Mantém-se o volume celular.

Célula túrgida

Aumento do tamanho dos vacúolos e do volume

citoplasmático.

A parede celular impede a lise celular.

Célula plasmolisada

Diminuição do tamanho dos vacúolos, sem alteração do volume celular. Retracção do citoplasma que apenas se liga à parede celular pelos

plasmodesmos.

OSMOSE EM CÉLULAS ANIMAIS E VEGETAIS

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Citoplasma: organelas e citosol

• Tem uma forma oval (reniforme) e uma estrutura interna complexa.

• Se originam por fusão (herança materna). Não forma parte do sistema de endomembranas da célula.

• Possuem seu próprio DNA e sintetizam parte de suas proteínas, que por sua vez dependem de proteínas originadas baixo controle nuclear.

MITOCONDRIAS

- Possuem membrana dupla, a interna apresenta invaginações, que são as cristas mitocondriais;

- Contém seu próprio DNA, proteínas e ribossomos;

- Função: casas de força da célula, elas convertem moléculas orgânicas em energia, na forma de ATP;

- A quantidade de mitocôndrias por célula depende da demanda por ATP!

MITOCONDRIAS

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- A diferença entre eles está na enzima que sintetizam;

- Apresentam membrana simples e estão espalhados na célula;

- Os glioxissomos (sintetizam enzimas que transformam lipídios em sacarose) e os peroxissomos (sintetizam enzimas que atuam na fotossíntese).

Microcorpúsculos

- Possui um sistema de membranas duplas que delimitam espaços;

- Sua composição é lipoprotéica;

- Formam um sistema de comunicação dentro da célula, permitindo o transporte de substâncias (proteínas, lipídios).

Retículo Endoplasmático

Pode ser:

Liso:

- tem formato tubular;

- sem ribossomos;

- faz síntese e metabolismo de lipídeos;

Rugoso:

- apresenta ribossomos na superfície;

- faz síntese protéica;

Retículo Endoplasmático Retículo Endoplasmático

• A morfologia do RE permite o funcionamento como um sistema de transporte intercelular de açúcar, aminoácidos e ATP aos sítios de uso ou armazenamento.

• Sua extensa área superficial permite distribuir enzimas.

• Sua associação com ribossomos indica que está envolvido na síntese de proteínas.

• Outra função do RE é a construção da membrana

plasmática e da parede celular.

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Esquema tridimensional do retículo endoplasmático rugoso, mostrando a síntese de proteínas

RIBOSSOMOS

• São organelas onde ocorre a síntese de proteínas;

• Estão dispersos no citoplasma ou associados com o Retículo Endoplásmático;

• Podem existir individualmente, ou associados entre si (polirribossomos ou polissomos), as quais estão unidas por uma cadeia de RNA mensageiro.

• São partículas quase esféricas com igual quantidade de proteína e RNA;

• São formados por duas subunidades: uma grande e uma

pequena;

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•As subunidades são produzidas no nucléolo, de lá vão para o citoplasma, onde são reunidas e formam um ribossomo;

• Podem estar livres no citoplasma ou unidos ao retículo endoplasmático rugoso;

• Aparecem em grande quantidade nas células em grande atividade.

RIBOSSOMOS

Também existem dentro das mitocôndrias e cloroplastos, já que estes sintetizam suas próprias proteínas

RIBOSSOMOS

COMPLEXO DE GOLGI APARELHO DE GOLGI

• Formado por vários sáculos membranosos, discóides, chamados cisternas.

• Se subdivide em três compartimentos (cis, médio e trans) consistentes em um ou mais cisternas

• Função: receber produtos elaborados, armazená-los, modificados e transportados ao exterior da célula ou para outros lugares das membranas.

• Tipo de produtos que recebem ou transportam depende do tipo de célula.

• Ex. Em algumas células os produtos podem ser compostos da

parede celular, em outras podiam ser proteínas, etc.

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CITOESQUELETO

• é uma rede de filamentos protéicos:

• Formado por microtúbulos, microfilamentos de actina e filamentos intermediários.

• Intervem no movimento celular; mobilização das vesículas de transporte, organelas, processos de motilidade e morfogênese.

• O citoesqueleto produz a ciclose (movimento do citoplasma) e está vinculado com outros processos como divisão celular, crescimento e diferenciação

• Contribuem na forma da célula, e intervem no processo de divisão celular.

• Os filamentos intermediários, compostos por proteínas fibrosas; são elementos relativamente estáticos que suportam tensões, a diferencia dos microfilamentos e microtúbulos, podem organizar-se e desarmar-se rapidamente.

CITOESQUELETO

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Microtúbulos:

-Proteína: tubulina;

-São estruturas cilíndricas alongadas;

- Função: orientação da síntese da celulose e deposição orientada na parede celular. São responsáveis pela forma da célula.

Microfilamentos:

-Proteína: actina;

- Função: controlar a corrente citoplasmática (os movimentos de ciclose).

CITOESQUELETO CITOESQUELETO

Citoesqueleto observado com microscopio de fluorescencia (Raven et al.

1992)

PLASTIDIOS ou PLASTOS

Os diferentes tipos possuem forma, tamanho e função distintos.

Têm membrana dupla. Internamente tem o estroma (matriz) e um sistema de membranas, os tilacóides.

O grau de desenvolvimento dos tilacóides varia entre os plastídios.

Dividem-se por fissão, tem seu próprio DNA e proteínas.

Função: fotossíntese, armazenamento de substâncias

PLASTIDIOS

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PLASTIDIOS

• Existem dois tipos de plastídios com pigmentos: os cloroplastos e os cromoplastos.

• Os cloroplastos tem um sistema de membranas chamado tilacóide os quais estão associados formando grana no interior do estroma, o líquido interno o cloroplasto.

Cromoplastos

- fazem a síntese e acumulam pigmentos, os carotenóides.

- localização: flores, frutos, algumas raízes.

- função: atrair insetos; são corantes naturais.

- surgem de proplastídios (cenoura) ou de cloroplastos (amadurecimento de frutos, folhas no inverno).

• pigmentados cloroplastos (clorofila e caroteno) cromoplastos (caroteno)

• não pigmentados (leucoplastos)

amiloplastos (amido) elaioplastos (óleos) proteoplastos (proteínas)

Classificação

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Proplastídio:

- É o precursor dos plastídios;

- Localização: nas células meristemáticas de raízes e folhas;

- Características: são organelas muito pequenas, sem cor ou verde claro, têm pouca membrana interna e não têm enzimas para fotossíntese.

- Na presença de luz transformam-se em cloroplastos.

Plastos

Protoplastos Etioplastos

Cloroplastos Cromoplastos

Proteinoplastos Elaioplastos

Amiloplastos

Leucoplastos

Sem pigmento (leucoplastos) - são os plastídios menos diferenciados.

- geralmente aparecem em órgãos de armazenamento.

Amiloplastos contém amido (batatinha)

Elaioplastos contém óleos (semente de girassol, soja) Proteoplastos contém proteínas (mamona, soja)

amiloplastos

Substância ergásticas : Do grego “ergon” = trabalho

Produto do metabolismo celular, de reserva ou armazenamento;

Acumulam na parede celular Vacúolos ou

Plastídios.

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SUBSTÂNCIAS ERGÁSTICAS

- são produtos de reserva ou metabólitos resultantes das atividades celulares.

- são armazenadas no interior das células ou nos espaços intercelulares.

- funcionam como atrativos para os seres humanos, animais e insetos, daí são importantes na dispersão de sementes e na polinização.

- protegem a planta contra raios UV, insetos, fungos, vírus e bactérias. Têm ação alelopática.

Idioblasto: é toda célula diferente das demais, seja na forma, no conteúdo, no tamanho ou na função.

Por exemplo, uma célula que contêm substâncias ergásticas é um idioblasto.

SUBSTÂNCIAS ERGÁSTICAS

Tipos de substâncias ergásticas:

• celulose: polímero mais abundante no reino vegetal, encontrada na parede celular;

• amido: formado por amilose e amilopectina que se depositam em torno do hilo. É a maior reserva dos vegetais;

• cristais: são reserva de oxalato ou carbonato de cálcio;

localizam-se no vacúolo; funcionam como

mecanismo de defesa contra predadores; aparecem na forma de drusas, ráfides, monocristais, cistólitos.

• proteínas: presentes no vacúolo; amorfas ou cristalinas ou formando grãos de aleurona;

• gorduras / óleos: nos plastídios ou dispersos no citoplasma; são a reserva de muitas sementes; aparecem na forma de corpos sólidos (ceras, cutina ou suberina) ou gotículas;

• antocianinas: pigmentos depositados no vacúolo; funcionam como defesa contra predadores;