Udesc 2010 assinale a alternativa incorreta quanto as glandulas

Instrução: Os exercícios 1, 2 e 3 referem-se à figura a seguir,

onde estão indicadas algumas glândulas do organismo humano.

1 2 3 4 5 6

01.

A) produz hormônio estimulante do metabolismo celular em todo o organismo.

B) controla o funcionamento das gônadas.

C) tem funcionamento deficiente nos indivíduos com

diabetes mellitus.

D) lança uma de suas secreções na cavidade do duodeno. E) produz hormônio que estimula a produção de leite

pelas glândulas mamárias.

F) libera hormônio que estimula contrações do útero por ocasião do parto.

G) apresenta agrupamentos celulares denominados ilhotas de Langerhans.

H) tem função gametogênica e função hormonal.

02.

dos seguintes hormônios: A) aldosterona B) glucagon C) calcitonina D) adrenalina E) ACTH F) STH G) tiroxina H) insulina

03.

com as seguintes anomalias:

A) exoftalmia B) acromegalia C) doença de Addison D) diabetes mellitus E) bócio F) cretinismo G) gigantismo H) doença de Cushing

04.

outras glândulas do organismo.

Todas as glândulas citadas são controladas diretamente pela hipófise, EXCETO

A) ovário.

B) pâncreas.

C) suprarrenal. D) testículo. E) tireoide.

05.

endócrino:

1. Controle do metabolismo de açúcar;

2. Preparação do corpo para situações de emergência; 3. Controle de outras glândulas endócrinas.

As glândulas que correspondem a essas funções são, respectivamente,

A) salivar, tireoide e hipófise. B) pâncreas, hipófise e tireoide. C) tireoide, salivar e adrenal. D) pâncreas, adrenal e hipófise.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

01.

surge em jovens e se caracteriza pela menor produção de insulina, e o tipo II, que aparece na idade adulta, em que os níveis de insulina estão normais, mas os receptores tornam-se resistentes à insulina. Nos últimos anos, tem aumentado o número de adolescentes obesos que desenvolvem diabetes tipo II.

BIOLOGIA

Sobre diabetes, insulina e controle da glicemia (nível de glicose no sangue), é CORRETO afirmar:

A) Em condições normais, a insulina é liberada pelo pâncreas para controlar o nível elevado de glicose sanguínea. B) Um indivíduo que passa horas sem se alimentar

apresenta aumento da produção de insulina. C) A ins ulina tem como principal ação a liberação de

glicose pelo pâncreas.

D) Entre as refeições, o fígado armazena glicose, mantendo-a na sua forma original para sua imediata liberação quando necessária.

E) A diabetes tipo II, precoce ou não, é consequência de uma hipofunção das células pancreáticas.

02.

Cachorro perigoso

A glândula responsável pela produção da substância que desencadeou o conjunto de reações apresentadas pelo indivíduo ao fugir do cachorro denomina-se

A) hipófise. D) suprarrenal.

B) pâncreas. E) tireoide.

C) paratireoide.

03.

quanto às glândulas endócrinas e aos seus hormônios. A) glândulas suprarrenais – adrenalina, glândula

paratireoide – hormônio paratormônio

B) hipófise – hormônio luteinizante, glândula paratireoide – hormônio paratormônio

C) tireoide – hormônio do crescimento, hipófise – hormônio calcitonina

D) glândulas suprarrenais – adrenalina, hipófise – hormônio do crescimento

E) tireoide – tiroxina e tri-iodotironina, glândula paratireoide – hormônio paratormônio

04.

beta das ilhotas pancreáticas exercem todos os efeitos fisiológicos citados, EXCETO

A) aumentar a utilização de glicose pelas células do organismo.

B) estimular a conversão de glicogênio hepático em glicose sanguínea.

C) diminuir a concentração de glicose no sangue. D) aumentar o armazenamento do glicogênio e o

metabolismo da glicose.

E) estimular a conversão de glicídios em proteínas sanguíneas.

05.

indivíduo pode ser de grande auxílio no diagnóstico de alguns distúrbios endócrinos. O metabolismo basal refere-se ao consumo mínimo de energia gasta quando o organismo está em repouso e pelo menos 12 horas depois de uma refeição leve. Sabendo-se que há hormônios ligados à ativação do metabolismo, o estudo do metabolismo seria, então, útil no esclarecimento dos distúrbios da glândula A) pineal. B) salivar. C) pâncreas. D) suprarrenal. E) tireoide.

06.

denominado nanismo hipofisário, deve-se pensar nos seguintes distúrbios:

1. De secreção de STH. 2. De secreção de LTH. 3. De secreção de calcitonina. 4. De secreção de aldosterona.

5. A nível do hipotálamo, inibindo a secreção do fator liberador de STH.

O número de distúrbios que se aplicam ao caso é de

A) 1.

B) 2.

C) 3. D) 4. E) 5.

07.

A) sódio. D) iodo.

B) cálcio. E) ferro.

C) potássio.

08.

responsável, em deficiência, pelo diabetes insípido, é liberada pela(o)

A) parte endócrina do pâncreas. B) medula da adrenal.

C) córtex da suprarrenal. D) adeno-hipófise. E) neuro-hipófise.

09.

situação de emergência ou perigo, ou num momento de susto, poderemos identificar o aumento do hormônio

A) tiroxina.

B) corticotrofina. C) gonadotrofina. D) ocitocina. E) adrenalina.

10.

porque estava com baixo peso, metabolismo basal muito alto, nervosismo e globo ocular saliente (exoftalmia). A disfunção hormonal que poderia ser responsável pelo quadro apresentado pelo paciente envolve

A) o pâncreas.

B) a paratireoide.

C) a adrenal. D) a tireoide. E) a suprarrenal.

11.

contração da musculatura lisa da parede uterina são duas funções realizadas, respectivamente, pelos hormônios A) aldosterona e vasopressina.

B) paratormônio e vasopressina. C) vasopressina e ocitocina. D) aldosterona e ocitocina. E) vasopressina e paratormônio.

12.

produzidas por uma célula, ou por um grupo de células, e liberados no sistema circulatório para exercer seu efeito fisiológico de controle sobre outras células do corpo. Muitos deles são produzidos em laboratórios e utilizados no tratamento de pacientes humanos. Por exemplo: o hormônio A estimula a contração da musculatura uterina e pode ser utilizado em partos induzidos; o hormônio B participa da regulação do metabolismo da glicose e pode ser utilizado como anti-inflamatório.

Podemos afirmar que os hormônios A e B são, respectivamente, A) ocitocina e insulina. B) cortisona e glucagon. C) adrenalina e tiroxina. D) ocitocina e cortisona. E) prolactina e adrenalina.

13.

as variações da secreção de insulina e glucagon em função da concentração de glicose, e as variações da concentração de glicose no sangue, após uma refeição rica em carboidratos: A 0 0 200 400 5 10 15 20 Secreção de insulin a Glicose mg/dL B 40 140 0 1 2 3 4

Secreção de glucagon Glicose mg/dL

C 0 5 0 50 100 150 Glicose no sangue mg/dL Tempo (hora)

Com base nos gráficos anteriores, pode-se afirmar que A) se os níveis de glicose no sangue estão altos, a

secreção de insulina aumenta para permitir que as moléculas de glicose sejam absorvidas pelas células, e os níveis de glucagon permanecem baixos, pois não há necessidade de o glicogênio ser transformado em glicose.

BIOLOGIA

Com base nessas informações, pode-se concluir que A) o papel realizado pelas enzimas pode ser diretamente

substituído pelo hormônio insulina.

B) a insulina produzida pelo pâncreas tem um papel enzimático sobre as moléculas de açúcar.

C) o acúmulo de glicose no sangue é provocado pelo aumento da ação da insulina, levando o indivíduo a um quadro clínico de hiperglicemia.

D) a diminuição da insulina circulante provoca acúmulo de glicose no sangue.

E) o principal papel da insulina é manter o nível de glicose suficientemente alto, evitando, assim, um quadro clínico de diabetes.

02.

fisiológicas do nosso corpo são periódicos, sendo assim, são classificados como ritmo biológico. Quando o ritmo biológico responde a um período aproximado de 24 horas, ele é denominado ritmo circadiano. Esse ritmo diário é mantido pelas pistas ambientais de claro-escuro e determina comportamentos como o ciclo do sono-vigília e o da alimentação. Uma pessoa, em condições normais, acorda às 8h e vai dormir às 21h, mantendo seu ciclo de sono dentro do ritmo dia e noite. Imagine que essa mesma pessoa tenha sido mantida numa sala totalmente escura por mais de quinze dias. Ao sair de lá, ela dormia às 18h e acordava às 3h da manhã. Além disso, dormia mais vezes durante o dia, por curtos períodos de tempo, e havia perdido a noção da contagem dos dias, pois quando saiu, achou que havia passado muito mais tempo no escuro.

BRANDÃO, M. L. Psicofisiologia. São Paulo: Atheneu, 2000 (Adaptação).

Em função das características observadas, conclui-se que a pessoa

A) apresentou aumento do seu período de sono contínuo e passou a dormir durante o dia, pois seu ritmo biológico foi alterado apenas no período noturno. B) apresentou pouca alteração do seu ritmo circadiano,

sendo que sua noção de tempo foi alterada somente pela sua falta de atenção à passagem do tempo. C) estava com seu ritmo já alterado antes de entrar na sala,

o que significa que apenas progrediu para um estado mais avançado de perda do ritmo biológico no escuro. D) teve seu ritmo biológico alterado devido à ausência

de luz e de contato com o mundo externo, no qual a noção de tempo em um dia é modulada pela presença ou ausência do Sol.

E) deveria não ter apresentado nenhuma mudança do seu período de sono porque, na realidade, continua com o seu ritmo normal, independentemente do ambiente em que seja colocada.

B) o aumento dos níveis de glicose no sangue causa um aumento da secreção de insulina e de glucagon por células do pâncreas, pois ambos os hormônios contribuem para que as moléculas de açúcar atravessem a membrana plasmática das células. C) a secreção de glucagon é alta em indivíduos que tenham

se alimentado de carboidrato duas horas antes, pois muitos desses carboidratos acabam se transformando em glicose; já com relação à insulina, ocorre um aumento porque os níveis de glicose estão elevados. D) as células secretoras do pâncreas estão sempre

produzindo grandes quantidades de insulina e de glucagon, pois esses dois hormônios são responsáveis pela captura de glicose do sangue para as células.

14.

a um hospital em estado de coma. O histórico da paciente revelou que ela recebera erroneamente injeção de uma dose excessiva de insulina.

A) Por que a injeção de insulina induziu o coma na jovem? B) A insulina é normalmente administrada a pacientes

com disfunção de que órgão? Qual é a doença causada pela deficiência de insulina?

15.

no sangue que controlam diversas atividades do organismo. A maior parte dessas substâncias é fabricada por agrupamentos de células epiteliais, as glândulas endócrinas. Cada hormônio age como um mensageiro químico, atuando em determinados tecidos do corpo, os tecidos-alvo.

Por que os hormônios, uma vez lançados no sangue, só atuam nos tecidos-alvo e não em todos os tecidos do corpo?

SEÇÃO ENEM

01.

fundamental para o ser humano, pois, a partir desses compostos orgânicos, obtém-se grande parte da energia para as funções vitais. Por outro lado, desequilíbrios nesse processo podem provocar hiperglicemia ou diabetes. O caminho do açúcar no organismo inicia-se com a ingestão de carboidratos que, chegando ao intestino, sofrem ação de enzimas, “quebrando-se” em moléculas menores (glicose, por exemplo) que serão absorvidas. A insulina, hormônio produzido no pâncreas, é responsável por facilitar a entrada da glicose nas células. Se uma pessoa produz pouca insulina, ou se sua ação está diminuída, dificilmente a glicose pode entrar na célula para ser consumida.

GABARITO

Fixação

Propostos

14. A) A jovem entrou em coma porque a dose excessiva de insulina causou uma rápida hipoglicemia, ou seja, a taxa de glicose no sangue baixou muito e rapidamente (hipoglicemia), chegando a um nível insuficiente para manter a atividade do Sistema Nervoso Central.

B) É uma disfunção do pâncreas endócrino. A doença é o diabete melito (diabetes mellitus). 15. As células dos tecidos-alvo apresentam proteínas

especiais na membrana plasmática: os receptores hormonais, aos quais se ligam as moléculas do hormônio. Cada tipo de hormônio liga-se apenas aos tipos de células cujos receptores têm afinidade para com eles. Assim, fica garantida a especificidade da ação hormonal.

Seção Enem

Page 2

(1)(2)

Sumário - Biologia

Frente A

07 3 Citoplasma

Autor: Marcos Lemos

08 15 Respiração celular e fermentação Autor: Marcos Lemos

Frente B

07 25 Sistema endócrino Autor: Marcos Lemos

08 37 Sistema digestório Autor: Marcos Lemos

Frente C

13 47 Equinodermos e protocordados Autor: Marcos Lemos

14 55 Vertebrados: peixes Autor: Marcos Lemos

15 65 Vertebrados: anfíbios Autor: Marcos Lemos

16 71 Vertebrados: répteis Autor: Marcos Lemos

Frente D

13 81 Evidências da evolução Autor: Marcos Lemos

14 89 Mecanismos de especiação Autor: Marcos Lemos

15 97 Evolução dos vertebrados Autor: Marcos Lemos

16 105 Evolução do homem

Autor: Marcos Lemos

FRENTE MÓDULO

BIOLOGIA

Nas células procariotas, o citoplasma (do grego Kytos, célula, e plasma, que dá forma, que modela) compreende toda a região interna da célula delimitada pela membrana plasmática; nas células eucariotas, é a região compreendida entre a membrana plasmática e a membrana nuclear.

Quando observado em microscopia óptica, o citoplasma apresenta um aspecto homogêneo. Entretanto, ao ser observado em microscopia eletrônica, revela a presença de diversas estruturas de aspectos diferentes.

COMPONENTES DO CITOPLASMA

Hialoplasma

Também conhecido por matriz citoplasmática, citoplasma fundamental ou citosol, o hialoplasma está presente em qualquer tipo de célula e se constitui numa mistura formada por água, proteínas, aminoácidos, açúcares, ácidos nucleicos e íons minerais. É, na realidade, um sistema coloidal (coloide), no qual a fase dispersante é a água, e a fase dispersa é constituída, principalmente, de proteínas.

Três tipos de filamentos proteicos podem ser encontrados imersos no hialoplasma das células eucariotas:

microfilamentos, microtúbulos e filamentos intermediários.

Microtúbulo

Microfilamento

Filamentos proteicos – Os microfilamentos são constituídos de uma proteína contrátil chamada actina, embora às vezes encontre-se também outra proteína, a miosina. Os microtúbulos são constituídos de uma proteína chamada tubulina. Tanto os microfilamentos como os microtúbulos resultam da associação de proteínas globulares, que podem se juntar (polimerizar) ou se separar (despolimerizar) rapidamente no interior da célula.

Os filamentos intermediários, formados por uma grande e heterogênea família de proteínas, estendem-se desde a região junto à membrana plasmática até o núcleo, aumentando a resistência da célula às tensões e ajudando na sustentação mecânica do núcleo e de organelas citoplasmáticas.

Os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários formam uma complexa rede de finíssimos filamentos e túbulos entrelaçados e interligados, constituindo o chamado citoesqueleto.

Membrana plasmática

Retículo endoplasmático rugoso

Membrana plasmática Mitocôndria

Trama

microtrabecular

Microfilamento

Microtúbulo Ribossomos Filamentos

intermediários

Citoesqueleto – O citoesqueleto é responsável pela manutenção da forma da célula eucariota e por determinados tipos de movimentos celulares, como a ciclose e os movimentos ameboides. As células procariotas não possuem citoesqueleto.

O hialoplasma da porção mais interna do citoplasma (endoplasma) encontra-se em contínuo movimento de circulação, impulsionado pela contração rítmica de microfilamentos proteicos. Esse movimento de circulação, observado notadamente em células vegetais, tem o nome de ciclose e ajuda a distribuir substâncias através do citoplasma.

A velocidade da ciclose pode aumentar ou diminuir em função de determinados fatores, como a temperatura:

sua velocidade aumenta com a elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas.

Membrana plasmática Membrana

celulósica Cloroplasto

Hialoplasma

Ciclose

Vacúolo de suco celular Núcleo

Ciclose – Nas células vegetais, devido à presença do grande vacúolo de suco celular, o hialoplasma fica restrito a uma pequena faixa entre o vacúolo e a membrana plasmática, tornando a ciclose bastante evidente, deslocando núcleo e organelas, como mitocôndrias e cloroplastos. Graças à ciclose, as células vegetais são capazes de aproveitar melhor a quantidade de luz que recebem, espalhando os seus cloroplastos uniformemente no citoplasma, quando há pouca luz, e agrupando-os, quando há excesso de luz.

Citoplasma 07 A

Algumas células conseguem se deslocar através da formação de pseudópodes: é o chamado movimento ameboide, realizado pelas amebas, pelos macrófagos e pelos leucócitos. Os movimentos que levam à formação dos pseudópodes também são de responsabilidade dos microfilamentos.

Os microtúbulos, além de participarem da formação do citoesqueleto, também participam da formação dos centríolos, do fuso da divisão celular e da formação dos cílios e flagelos.

No hialoplasma, ocorrem importantes reações do metabolismo celular, como as reações da glicólise (1a etapa da respiração celular), nas quais a glicose é transformada em moléculas menores de ácido pirúvico. É também no hialoplasma que muitas substâncias de reserva, como as gorduras, o amido e o glicogênio, ficam armazenadas.

Retículo endoplasmático

Também chamado de retículo citoplasmático, é encontrado apenas em células eucariotas, sendo constituído de um sistema de túbulos (canalículos) e cisternas de paredes membranosas e intercomunicantes que percorre todo o citoplasma, estendendo-se muitas vezes desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear.

É subdividido em não granuloso (liso) e granuloso (rugoso).

Ribossomomo

Núcleo 2

1 Retículo endoplasmático – 1. O não granuloso (liso, agranular) não possui ribossomos aderidos às suas paredes; 2. O granuloso (rugoso, granular, ergastoplasma) possui ribossomos aderidos às suas paredes.

Entre as funções desempenhadas pelo retículo endoplasmático, destacamos:

• Transportar ou distribuir substâncias através do citoplasma, auxiliando a circulação intracelular de partículas pelo interior de seus túbulos ou canalículos.

• Facilitar o intercâmbio (troca) de substâncias entre a célula e o meio extracelular, uma vez que muitos dos canalículos que o constituem estendem-se desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear.

• Armazenar substâncias – Substâncias produzidas no interior da célula ou vindas do meio extracelular podem ser armazenadas no interior do retículo endoplasmático até serem utilizadas pela célula.

Isso acontece, por exemplo, nas células musculares, nas quais íons Ca++ ficam armazenados no interior do retículo até serem utilizados no mecanismo da contração muscular.

• Neutralizar toxinas – Nos hepatócitos (células do fígado), o retículo endoplasmático não granuloso absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas (hepatócitos) que permite, por exemplo, eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias nocivas que ingerimos. Nos hepatócitos, portanto, o retículo endoplasmático realiza uma função de desintoxicação.

• Sintetizar substâncias – O retículo não granuloso destaca-se na fabricação de lipídios, principalmente esterídeos. Já o retículo granuloso, devido à presença dos ribossomos, destaca-se na síntese de proteínas.

Complexo golgiense (complexo de Golgi, sistema golgiense, aparelho de Golgi)

Encontrada apenas em células eucariotas, essa organela é, na realidade, uma região modificada do retículo endoplasmático liso, constituída de unidades denominadas sáculos lameliformes (dictiossomos, golgissomos).

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Vesículas V

Vesículas V

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Sáculos

Sáculos

Dictiossomo – Cada dictiossomo é uma pilha de sáculos achatados de onde se desprendem pequenas vesículas.

Nas células dos animais vertebrados, os dictiossomos concentram-se numa mesma região do citoplasma, que é variável de um tipo celular para outro. Nos neurônios, por exemplo, eles se concentram ao redor do núcleo (posição perinuclear);

nas células glandulares, ficam entre o núcleo e o polo secretor (posição apical). Nas células dos vegetais, os dictiossomos estão separados e espalhados pelo citoplasma. Nesse caso, diz-se que o complexo golgiense é difuso (espalhado).

BIOLOGIA

Vesícula de secreção

Face trans

Face cis

Núcleo Complexo golgiense

Retículo granuloso

Complexo golgiense – Os sáculos lameliformes têm duas faces:

cis e trans. A face cis (formativa) está voltada para o retículo endoplasmático, contendo as proteínas nele sintetizadas. A face trans (de maturação) está voltada para a membrana plasmática.

Dela se desprendem as vesículas de secreções, contendo o material que foi processado no interior dos sáculos lameliformes.

Entre as funções realizadas pelo complexo golgiense, destacam-se:

• Armazenamento de secreções – Secreções são substâncias que as células produzem e “exportam”

para o meio extracelular. As secreções, portanto, exercem suas ações em um outro local, e não no interior das células em que foram produzidas.

As proteínas tipo “exportação”, por exemplo, são sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso e enviadas para o sistema golgiense, no qual são armazenadas para posterior eliminação, por clasmocitose, no meio extracelular.

• Síntese de mucopolissacarídeos (muco) – Mucopolissacarídeos são substâncias formadas pela associação de proteínas com polissacarídeos.

Tais substâncias possuem um aspecto viscoso e são encontradas, por exemplo, nas nossas vias respiratórias e digestivas, exercendo função de proteção e de lubrificação das mucosas.

Os mucopolissacarídeos são formados da seguinte maneira: no sistema golgiense, os monossacarídeos sofrem polimerização (ligam-se uns aos outros), formando polissacarídeos. Em seguida, esses polissacarídeos combinam-se com proteínas provenientes do retículo granuloso, formando-se, assim, as glicoproteínas que constituem os mucopolissacarídeos. Um bom exemplo de células produtoras de muco são as células caliciformes, encontradas, por exemplo, nas vias respiratórias.

Grãos de muco

Complexo de Golgi

Retículo endoplasmático rugoso Núcleo

Célula caliciforme – Como em toda célula secretora, nas células caliciformes, o retículo endoplasmático e o sistema golgiense são bastante desenvolvidos. Repare no sistema golgiense, localizado acima do núcleo. Dele saem vesículas de muco (grãos de muco) que, ao chegarem na superfície superior da célula, eliminam o muco no meio extracelular, por clasmocitose.

• Síntese de lipídios – Em determinadas células, como nas células foliculares dos ovários, nas células de Leydig dos testículos e nas células do córtex das glândulas suprarrenais, o sistema golgiense está relacionado com a produção de lipídios esterídeos. Os hormônios sexuais, como o estrógeno e a testosterona, assim como os corticosteroides (hormônios do córtex das suprarrenais) são esterídeos produzidos no sistema golgiense das células.

• Formação da lamela média nos vegetais – A união de células vegetais vizinhas é feita através de uma espécie de “cimento” intercelular: a lamela média.

Quimicamente, a lamela média é constituída de substâncias pécticas ou pectinas (pectatos de cálcio e magnésio), que são polissacarídeos associados a minerais. O sistema golgiense das células vegetais é a organela responsável pela secreção dessas substâncias.

• Formação do acrossomo no espermatozoide – O acrossomo é um corpúsculo encontrado na cabeça do espermatozoide contendo a enzima hialuronidase.

A enzima hialuronidase é liberada por ocasião da fecundação, pois é necessária para promover a perfuração da camada de ácido hialurônico que envolve e protege o gameta feminino, permitindo, assim, a penetração do espermatozoide.

Núcleo

I II

III IV

Vesícula acrossomal

Complexo de Golgi

Mitocôndrias

Filamento axial Centríolos

Acrossomo

Formação do acrossomo – I. Os sáculos lameliformes (dictiossomos) se agrupam ao redor do núcleo; II. Do complexo golgiense desprendem-se vesículas (grânulos) contendo a enzima hialuronidase; III. As vesículas originárias do complexo golgiense fundem-se, formando o acrossomo;

IV. Espermatozoide com acrossomo.

Mitocôndrias(os)

Estão presentes apenas no citoplasma de células eucariotas. São orgânulos esféricos, ovalados ou alongados, delimitados por duas membranas lipoproteicas: membrana externa e membrana interna.

Cristas mitocondriais

Membrana externa

Membrana interna

Mitocôndria – A membrana externa é lisa e contínua, a interna apresenta invaginações ou dobras denominadas c r i s t a s m i t o c o n d r i a i s . N a s c r i s t a s m i t o c o n d r i a i s , encontram-se as partículas elementares, enzimas que têm importante papel nas reações da cadeia respiratória. O espaço interno das mitocôndrias é preenchido por um material de consistência fluida, denominado matriz mitocondrial, constituído de água, carboidratos, íons minerais, moléculas de RNA e DNA.

Imersos nessa matriz também são encontrados ribossomos (mitorribossomos).

Apesar do seu tamanho reduzido, as mitocôndrias podem ser evidenciadas em microscopia óptica, uma vez que podem ser coradas em células vivas com o verde janus, corante específico para sua evidenciação.

O número de mitocôndrias numa célula é muito variável, oscilando entre algumas dezenas e várias centenas. Como as mitocôndrias relacionam-se com os processos energéticos (produção de ATP), quanto maior a atividade metabólica de uma célula, maior é o número de mitocôndrias. O conjunto de todas as mitocôndrias de uma célula tem o nome de condrioma.

As mitocôndrias, devido à presença de DNA em sua estrutura, são capazes de se autoduplicar. A autoduplicação ou duplicação das mitocôndrias recebe o nome de condriocinese.

Quanto à função, as mitocôndrias estão diretamente envolvidas no processo da respiração celular aeróbica, que tem por objetivo a obtenção de energia para as atividades celulares.

A respiração celular possui três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. A glicólise ocorre no hialoplasma, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, nas células eucariotas, realizam-se nas mitocôndrias.

O ciclo de Krebs realiza-se na matriz mitocondrial e a cadeia respiratória, nas cristas mitocondriais.

Plastos (plastídeos)

Encontrados apenas em células eucariotas vegetais, os plastos estão subdivididos em dois grandes grupos:

leucoplastos e cromoplastos.

A) Leucoplastos – São incolores, isto é, desprovidos de pigmentos (apigmentados) e relacionam-se com armazenamento de reservas nutritivas.

Para cada tipo de substância nele armazenada, há uma denominação especial: amiloplastos (armazenam amido), oleoplastos (armazenam óleos) e proteoplastos (armazenam proteínas).

B) Cromoplastos – São coloridos, isto é, possuem pigmentos (pigmentados). Relacionam-se com a absorção de luz e com a fotossíntese. De acordo com a sua coloração, recebem uma denominação especial: cloroplastos (verdes, devido à presença do pigmento verde clorofila), xantoplastos (amarelos, devido à presença do pigmento amarelo xantofila) e eritroplastos (vermelhos, devido à presença do pigmento vermelho licopeno, ficoeritrina ou eritrofila).

Numa célula vegetal, podem existir diferentes tipos de plastos e o conjunto de todos eles recebe o nome de plastidoma.

De todos os tipos de plastos, os cloroplastos são os mais importantes, uma vez que neles ocorre a reação de fotossíntese.

A fotossíntese tem por objetivo sintetizar glicose a partir de compostos inorgânicos, como água e gás carbônico, utilizando energia luminosa. Possui duas etapas básicas: fase clara e fase escura. Nas células eucariotas fotossintetizantes, essa reação ocorre nos cloroplastos.

A fase clara tem lugar nos grana, enquanto a fase escura realiza-se no estroma.

BIOLOGIA

Os cloroplastos podem apresentar morfologia variada:

em certas algas, podem ser espiralados ou estrelados;

nas células dos vegetais superiores, normalmente são esféricos ou ovoides.

Os plastos podem se transformar uns nos outros.

Assim, cloroplastos podem se transformar em xantoplastos, em eritroplastos (no processo de amadurecimento de certos frutos, por exemplo) e, pela ausência de luz, em leucoplastos.

Membrana

externa Membrana interna aa

Lamela

Estroma Granum

(Pilha de tilacoides)

Tilacoide

A B

Cloroplastos – Quanto à sua estrutura, os cloroplastos estão delimitados por duas membranas lipoproteicas:

membrana externa e membrana interna. A membrana interna forma invaginações (dobras) para o interior da organela.

Essas dobras se dispõem paralelamente e recebem o nome de lamelas. Sobre essas lamelas, encontramos pequenas estruturas discoides, constituídas de clorofila, denominadas tilacoides.

Os tilacoides se dispõem uns sobre os outros, formando pilhas.

Cada pilha de tilacoides recebe o nome de granum, cujo plural é grana. O espaço interno do cloroplasto é preenchido por uma mistura denominada estroma, constituída de água, proteínas, carboidratos, lipídios, RNA e DNA. No estroma, também existem ribossomos. A presença de DNA nessa organela justifica a sua capacidade de autoduplicação, e a presença de ribossomos permite a realização de síntese de proteínas em seu interior. A. Representação de um cloroplasto visto ao microscópio eletrônico (M/E). B. Ilustração indicando os grana formados pelos tilacoides. Observe que os tilacoides se intercomunicam.

Lisossomos(as)

São pequenas vesículas delimitadas por membrana lipoproteica, originárias do sistema golgiense, contendo enzimas digestivas (hidrolíticas) que têm atividade máxima em meio ácido. Por isso, também são genericamente denominadas de hidrolases ácidas. Essas enzimas são produzidas no retículo endoplasmático granuloso e daí vão para o sistema golgiense, do qual desprendem pequenas vesículas, os lisossomos, contendo as referidas enzimas.

As enzimas lisossômicas são ativas em meio ácido (pH entre 4,5 e 5,0). A acidez do interior do lisossomo é obtida através do bombeamento de íons H+ para o

interior dessas organelas. Na membrana do lisossomo, existe uma enzima que, utilizando energia liberada de ATP, bombeia íons H+ para dentro dos lisossomos.

Como o hialoplasma é um meio neutro (pH = 7,0), se a membrana de um lisossomo se rompe liberando suas enzimas, isso não acarretará grandes danos à célula, uma vez que as enzimas lisossômicas são pouco ativas em meio neutro. Entretanto, havendo ruptura simultânea de muitos lisossomos, haverá extravasamento excessivo de enzimas, podendo pôr em risco a integridade da célula, levando inclusive à sua morte.

Os lisossomos são organelas típicas de células eucariotas animais e têm como função realizar a digestão intracelular.

Essa digestão pode ser dos tipos: heterofagia e autofagia.

• Heterofagia (digestão heterofágica) – Consiste na digestão de material exógeno, isto é, material proveniente do meio extracelular e que penetra na célula por endocitose (fagocitose ou pinocitose).

Trata-se, portanto, da digestão do fagossomo ou do pinossomo.

Uma vez dentro da célula, o fagossomo (ou o pinossomo) junta-se a um lisossomo (lisossomo primário) e, dessa união, surge o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. No interior do vacúolo digestivo, o material englobado por fagocitose ou pinocitose é digerido pelas enzimas lisossômicas.

Os nutrientes resultantes dessa digestão são liberados no hialoplasma e aproveitados pela célula. O material que não foi digerido, isto é, as sobras ou resíduos dessa digestão, permanece dentro do vacúolo que passa então a ser chamado de vacúolo residual ou corpo residual. Uma vez formado, o vacúolo residual funde-se à membrana plasmática da célula e, por clasmocitose, libera os resíduos no meio extracelular.

Alguns autores chamam essa clasmocitose realizada pelo vacúolo residual de defecação celular.

• Autofagia (digestão autofágica) – Consiste na digestão de material endógeno, isto é, material do próprio meio intracelular. Às vezes, certas organelas citoplasmáticas tornam-se inativas, deixando de realizar suas funções. Nesse caso, a organela inativa será digerida pelas enzimas lisossômicas. Na autofagia, o lisossomo primário junta-se à organela inativa, formando o vacúolo autofágico ou autofagossomo.

No vacúolo autofágico, a organela é digerida.

Os nutrientes provenientes dessa digestão são repassados para o hialoplasma e aproveitados pela célula, enquanto as “sobras” contidas no vacúolo residual são eliminadas, por clasmocitose, no meio extracelular.

1 2 3

4

6 7

5

1. Fagossomo ou pinossomo 2. Lisossomo primário 3. Organela inativa 4. Vacúolo digestivo 5. Vacúolo autofágico 6. Vacúolo residual 7. Clasmocitose

1 + 2 → 4 → 6 → 7 = Heterofagia 2 + 3 → 5 → 6 → 7 = Autofagia

Heterofagia e autofagia: os processos de digestão celular são compostos por várias etapas.

Os lisossomos também estão relacionados com o processo da autólise (citólise), fenômeno que consiste na destruição da célula por suas próprias enzimas, ou seja, é uma autodestruição celular. Para que isso ocorra, é preciso que haja uma ruptura da membrana de vários lisossomos com consequente extravasamento das suas enzimas para o hialoplasma. Em contato direto com o hialoplasma, as enzimas lisossômicas iniciam o processo de digestão de toda a célula.

A autólise é um processo que ocorre, normalmente, após a morte do organismo. Após a nossa morte, por exemplo, as células entram em processo de autólise (autodestruição), o que, aliás, justifica, em parte, a degeneração cadavérica. Sabe-se que, assim que a célula morre, os lisossomos se rompem aos poucos, liberando suas enzimas que, evidentemente, aceleram o processo de degradação do material celular, simultaneamente à ação dos micro-organismos decompositores.

A autólise também acontece em alguns processos patológicos (doenças), como na silicose. Na silicose, doença pulmonar causada pela inalação constante de pó de sílica, muito comum em trabalhadores de pedreiras e minas, as partículas de sílica perfuram a membrana lisossômica das células pulmonares e, assim, há o extravasamento das enzimas que, então, iniciam o processo de autólise que leva à destruição e à morte das células pulmonares.

Peroxissomos(as)

São pequenas vesículas membranosas encontradas em células eucariotas de animais e vegetais. Tais vesículas armazenam em seu interior determinadas enzimas, as oxidases, que catalisam reações que modificam substâncias tóxicas, tornando-as inofensivas para as células.

Nas células dos rins e do fígado, por exemplo, existem grandes peroxissomos que têm importante papel na destruição de moléculas tóxicas, como o etanol das bebidas alcoólicas ingeridas pelo organismo. Aproximadamente 25% do álcool ingerido pelo ser humano são degradados pelos peroxissomos. O restante é degradado pelo retículo endoplasmático não granuloso. Nas reações de degradação das moléculas tóxicas que ocorrem nos peroxissomos, átomos de hidrogênio presentes na molécula da substância tóxica são transferidos ao oxigênio, originando, como resíduo, a água oxigenada ou peróxido de hidrogênio (H2O2).

Entretanto, a água oxigenada formada como subproduto dessas reações também é uma substância tóxica para a célula, tendo, inclusive, ação mutagênica. No entanto, nos peroxissomos, também existe uma enzima, a catalase, que rapidamente promove o desdobramento da água oxigenada, transformando-a em água e em oxigênio.

Catalase

2H2O2 2H2O + O2

Desdobramento da água oxigenada pela catalase – A atividade da catalase é importante porque o peróxido de hidrogênio (H2O2) que se forma nos peroxissomos é um oxidante energético e prejudicaria a célula se não fosse rapidamente transformado.

Um tipo particular de peroxissomo, os glioxissomos, é encontrado em células vegetais de sementes oleaginosas (algodão, amendoim, girassol, etc.).

Os glioxissomos possuem oxidases que atuam em reações que transformam lipídios (armazenados como reservas de alimento) em açúcares, que são utilizados como fontes de energia para o metabolismo celular. A glicose produzida a partir dos lipídios de reserva nas sementes é distribuída para a plântula em formação e serve de fonte energética até que os cloroplastos se formem nas folhas jovens e iniciem a fotossíntese.

Vacúolos

São vesículas membranosas de diferentes tamanhos e relacionadas com diferentes funções. subdividem-se em:

A) Vacúolos relacionados com os processos de digestão intracelular – Nesse grupo, temos os vacúolos alimentares (fagossomos e pinossomos), os vacúolos digestivos, os vacúolos autofágicos e os vacúolos residuais.

B) Vacúolos contráteis ou pulsáteis – Aparecem em seres unicelulares dulcícolas desprovidos de parede celular e têm a finalidade de bombear, por transporte ativo, água para o meio extracelular, impedindo, assim, que a célula “estoure” devido ao excesso de água em seu interior.

BIOLOGIA

C) Vacúolos de suco celular ou vacúolos vegetais – São encontrados apenas em células eucariotas vegetais. Estão delimitados por uma membrana lipoproteica, denominada tonoplasto, e contêm em seu interior o suco vacuolar, solução aquosa na qual, muitas vezes, estão dissolvidos açúcares, sais minerais e pigmentos.

Hialoplasma

Vacúolo de suco celular

Núcleo Hialoplasma

Vacúolo de suco celular

Vacúolo de suco celular – Nas células vegetais jovens, os vacúolos de suco celular são pequenos e numerosos.

À medida que a célula vai se desenvolvendo, os vacúolos se fundem uns com os outros, formando vacúolos maiores.

Assim, na célula vegetal adulta, normalmente aparece um único e volumoso vacúolo de suco celular que ocupa uma grande área do citoplasma. Esse vacúolo na célula adulta é um reservatório de água, sais, pigmentos e açúcares. A concentração da solução existente dentro desse vacúolo exerce importante papel no mecanismo osmótico da célula vegetal.

Ribossomos(as)

Estruturas não membranosas, encontradas em células procariotas e eucariotas. Foram descobertos em 1953 por George Palade, razão pela qual foram inicialmente denominados grânulos de Palade. São pequenos grânulos de ribonucleoproteínas, uma vez que são constituídos de RNA-r e proteínas.

Ribossomo – Cada ribossomo é formado por duas subunidades, uma maior e outra menor.

Nas células procariotas, os ribossomos são encontrados dispersos pelo hialoplasma. Nas eucariotas, além de serem encontrados dispersos pelo hialoplasma, também estão presentes aderidos às paredes do retículo endoplasmático rugoso, na matriz mitocondrial e no estroma dos cloroplastos.

A função dos ribossomos é a síntese de proteínas. Para exercer essa função, precisam estar ligados a uma fita de RNA-m. Muitas vezes, vários ribossomos ligam-se a uma mesma molécula de RNA-m. O complexo formado

pela molécula de RNA-m e pelos diversos ribossomos a ela associados recebe o nome de polissomo ou polirribossomo. No polissomo, todos os ribossomos percorrem a mesma fita de RNA-m e, assim, os peptídeos por eles produzidos serão idênticos, uma vez que terão a mesma sequência de aminoácidos.

RNA-m

Ribossomo

Movimento dos ribossomos

Cadeias de proteína em crescimento Proteína completa

1 2 3 4 5 6

Polirribossomo – Observe que os diversos ribossomos, por estarem em diferentes pontos do RNA-m, estão com sua cadeia peptídica em fases diferentes de formação.

O ribossomo 1 percorreu um número menor de códons e, por isso, está com um peptídio menor. Ao contrário, o ribossomo 6 está com a cadeia peptídica já formada e se soltará em seguida do RNA-m.

Centríolos

Estruturas não membranosas encontradas em células eucariotas de animais e de vegetais (exceto angiospermas).

Em geral, a célula apresenta um par de centríolos dispostos perpendicularmente um ao outro, ocupando, normalmente, uma posição próxima ao núcleo celular em uma região denominada centro celular (centrossomo). Esse par de centríolos é denominado diplossomo.

Centríolo

Centro oco Diplossomo

Microtúbulo

Moléculas de tubulina

Centríolos – Cada centríolo é formado por 27 túbulos proteicos, organizados em nove grupos de três túbulos cada.

Esses túbulos proteicos são, na realidade, microtúbulos, constituídos de proteínas denominadas tubulinas. Tem sido descrita, também, a ocorrência de duas outras proteínas:

a nexina e a dineína, que fazem a ligação entre os dois centríolos constituintes do diplossomo, bem como a ligação entre os microtúbulos de cada centríolo.

Os centríolos podem se duplicar por montagem molecular, isto é, podem orientar a formação de novos microtúbulos a partir da associação de moléculas de tubulinas e, consequentemente, formar novos centríolos.

Nas células eucariotas, os centríolos são responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas filamentosas móveis que se projetam da superfície celular. Os cílios e os flagelos são centríolos modificados. A parte basal dos cílios e dos flagelos é denominada cinetossomo (corpúsculo basal) e tem a mesma estrutura do centríolo.

Túbulos centrais

9 grupos de 3 microtúbulos 9 grupos de 2 microtúbulos

Cinetossomo Cílio

Membrana plasmática

Corte transversal

Corte transversal

Cílios e flagelos – Um corte transversal no cinetossomo mostra uma estrutura idêntica à do centríolo, isto é, nove grupos de três túbulos proteicos cada. Do cinetossomo, dois túbulos de cada grupo de três alongam-se, empurrando a membrana plasmática, ocorrendo, ainda, a formação de um par de túbulos na região central. Assim, um corte transversal na parte do cílio ou flagelo que se exterioriza (que sai para o meio extracelular) mostra uma estrutura formada por nove grupos de dois túbulos proteicos cada e dois túbulos centrais.

Alguns autores costumam empregar o esquema numérico 9 + 2 para designar a estrutura dos cílios e flagelos, e o esquema 9 + 0 para representar a organização dos túbulos no centríolo.

Os cílios e flagelos das células eucariotas têm a mesma origem e a mesma estrutura interna. A diferença entre eles deve-se, basicamente, a três fatores: os cílios são mais curtos que os flagelos; os cílios são mais numerosos do que os flagelos; o movimento dos cílios é diferente do movimento flagelar, como mostra a figura a seguir:

1

2 1

2

3 4

5

Movimento ciliar Movimento flagelar Impulso

Impulso

O movimento dos cílios é diferente do movimento dos flagelos

LEITURA COMPLEMENTAR

Apoptose

A apoptose é um fenômeno que consiste na morte celular geneticamente programada como parte de um processo normal, ou seja, é uma autodestruição celular geneticamente programada. Muitas células, durante os diferentes processos de formação dos organismos pluricelulares, são programadas para morrer. Uma das razões da apoptose é o fato de a célula, em determinado momento, não ser mais necessária ao organismo. Por exemplo, antes do nascimento, o feto humano apresenta mãos com membrana interdigital (entre os dedos). Com a continuidade do desenvolvimento, as células que constituem essa membrana sofrem apoptose e desaparecem.

A apoptose também acontece nas alterações estruturais que se verificam na metamorfose de certos animais. É por apoptose, por exemplo, que ocorre o desaparecimento da cauda do girino (larva do sapo) quando ele começa a transformar-se num animal adulto. Na apoptose, a célula fragmenta-se em vesículas revestidas por membranas denominadas corpos apoptóticos. Por serem revestidos por membranas, esses fragmentos são reconhecidos e fagocitados por macrófagos ou por células vizinhas. Assim, as células que morrem por apoptose são removidas do tecido sem que haja extravasamento do conteúdo celular, o que evita a ocorrência de proceso inflamatório. Quando danificadas por substância tóxica, veneno ou então quando são privadas de nutrientes essenciais, as células morrem por necrose e se rompem, liberando seu conteúdo no meio extracelular, o que frequentemente resulta em inflamação. Na morte celular por apoptose, não ocorre esse extravasamento.

BIOLOGIA

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

01.

O quadro reúne algumas similaridades funcionais entre cidade e célula eucarionte.

Cidade Células eucariontes I. Ruas e avenidas 1. Mitocôndrias II. Silos e armazéns 2. Lisossomos

III. Central elétrica (energética) 3. Retículo endoplasmático IV. Casas com aquecimento solar 4. Complexo de Golgi V. Restaurantes e lanchonetes 5. Cloroplastos

Correlacione os locais da cidade com as principais funções correspondentes às organelas celulares e assinale a alternativa CORRETA.

A) I-3, II-4, III-1, IV-5 e V-2 B) I-4, II-3, III-2, IV-5 e V-1 C) I-3, II-4, III-5, IV-1 e V-2 D) I-1, II-2, III-3, IV-4 e V-2 E) I-5, II-4, III-1, IV-3 e V-2

02.

A) Respiração, fotossíntese, síntese proteica, armazenamento de secreção.

B) Síntese proteica, armazenamento de secreção, respiração, fotossíntese.

C) Armazenamento de secreção, síntese proteica, fotossíntese, respiração.

D) Síntese proteica, respiração, armazenamento de secreção, fotossíntese.

E) Fotossíntese, armazenamento de secreção, respiração, síntese proteica.

03.

A) cloroplastos. D) pseudópodes.

B) dictiossomos. E) vacúolos.

C) microfilamentos.

04.

1. Parede celular 4. Mitocôndria 2. Tonoplasto 5. Plastídeo 3. Retículo endoplasmático 6. Ribossomo A) 1 das estruturas acima – apenas 3 delas.

B) 1 das estruturas acima – apenas 5 delas.

C) 2 das estruturas acima – apenas 6 delas.

D) 3 das estruturas acima – apenas 6 delas.

E) nenhuma das estruturas acima – apenas 4 delas.

05.

2

3 1

Assinale a alternativa que, relativamente a cada uma dessas organelas, apresenta sua identificação seguida de uma de suas funções.

A) 1 – retículo endoplasmático liso – síntese de lipídios;

2 – retículo endoplasmático rugoso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – Complexo de Golgi – secreção celular.

B) 1 – Complexo de Golgi – síntese de proteínas;

2 – retículo endoplasmático rugoso – secreção celular; 3 – retículo endoplasmático liso – transporte de substâncias.

C) 1 – Complexo de Golgi – origem dos lisossomos;

2 – retículo endoplasmático liso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de proteínas.

D) 1 – Complexo de Golgi – secreção celular;

2 – retículo endoplasmático liso – síntese de proteínas; 3 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de lipídios.

E) 1 – retículo endoplasmático liso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 2 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de proteínas;

3 – Complexo de Golgi – secreção celular.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

01.

6 4

2 5

7 8 3

1

Com relação aos componentes indicados, a alternativa totalmente CORRETA é:

A) 1 caracteriza células vegetais e 2 é a membrana celular.

B) 3 é o retículo endoplasmático liso e 4 é um lisossomo.

C) 5 e 7 ocorrem em células procariotas e eucariotas.

D) 6 realiza a fotossíntese.

E) 8 é local de síntese de macromoléculas orgânicas.

02.

B) plastídeos e aparelho de Golgi.

C) ribossomos e retículo endoplasmático rugoso.

D) ribossomos e plastídeos.

E) matriz citoplasmática e aparelho de Golgi.

03.

Coluna 1 – Organelas Coluna 2 – Processos fisiológicos

1. Ribossomo 2. Mitocôndria 3. Lisossomo

4. Complexo golgiense 5. Retículo endoplasmático agranular

I. Respiração celular II. Eliminação de substâncias,

processo denominado secreção celular.

III. Síntese de proteínas IV. Autofagia

V. Destruição de diversas substâncias tóxicas, entre elas o álcool.

A sequência que correlaciona CORRETAMENTE as duas colunas, de cima para baixo, é a seguinte:

A) 1-III, 2-I, 3-IV, 4-II, 5-V B) 1-I, 2-II, 3-V, 4-III, 5-IV C) 1-III, 2-I, 3-V, 4-IV, 5-II D) 1-I, 5-IV, 3-V, 4-II, 2-III

04.

B) possuem enzimas oxidativas.

C) são de aspecto morfológico diferente dos eucariontes.

D) têm propriedades de síntese.

E) não são encontrados.

05.

A) heterofagia. D) fagocitose.

B) clasmocitose. E) autólise.

C) autofagia.

06.

B) divisão. E) osmose.

C) fagocitose.

07.

Os organoides responsáveis pela produção dessas enzimas e formação da vesícula citada são, respectivamente, A) retículo liso e retículo rugoso.

B) retículo rugoso e retículo liso.

C) complexo de Golgi e centríolos.

D) mitocôndria e complexo de Golgi.

E) retículo rugoso e complexo de Golgi.

08.

A) os cílios são responsáveis pela locomoção de procariotos e os flagelos, de eucariotos.

B) só se encontram os cílios em relação com o movimento vibrátil de células fixas e flagelos em relação com a locomoção de seres unicelulares.

C) ambos são estruturas de função idêntica, que se distinguem por diferenças quanto ao tamanho e ao número por célula.

D) os cílios determinam a movimentação de fluidos extracelulares, o que não pode ser realizado pelos flagelos.

E) o movimento flagelar é ativo e consome energia, em oposição ao movimento ciliar, que é passivo e provocado pelas correntes líquidas intracitoplasmáticas.

BIOLOGIA

09.

I. Síntese de polipeptídeos.

II. Combinação de açúcares com os polipeptídeos.

III. Formação dos grãos de secreção.

O complexo de Golgi é responsável apenas por A) I.

B) II.

C) III.

D) I e II.

E) II e III.

10.

II

I

III IV

V

A célula esquematizada na figura anterior é responsável pela síntese e secreção de uma glicoproteína. O local da síntese e da formação das vesículas de secreção são representados, respectivamente, pelas organelas de números

A) IV e II.

B) IV e III.

C) V e III.

D) V e IV.

11.

A organela anteriormente referida é o (a) A) lisossoma.

B) mitocôndria.

C) complexo de Golgi.

D) retículo endoplasmático.

12.

A) Na verdade, o movimento é do líquido citoplasmático, e os cloroplastos são apenas carregados por esse movimento.

B) Os cloroplastos, como partículas originadas dos protozoários, são dotados de pseudópodes.

C) O movimento é apenas aparente. Na célula vegetal, todas as estruturas são fixas.

D) A passagem de luz através da célula vegetal aumenta a fotossíntese. O movimento observado são bolhas de oxigênio liberado que simulam cloroplastos.

E) O movimento dos cloroplastos é real, chama-se ciclose e é causado pela presença da parede de celulose.

13.

A) são denominações diferentes para o mesmo fenômeno.

B) são fenômenos diferentes, sendo que, no primeiro, a célula capta partículas nutritivas do meio extracelular.

C) são fenômenos di ferentes, sendo que, no segundo, a célula é destruída pela ruptura dos lisossomos.

D) constituem o mesmo tipo de fenômeno, em que a célula busca alimento no meio extracelular.

E) constituem o mesmo tipo de fenômeno, sendo que o primeiro corresponde à fagocitose e o segundo, à pinocitose.

14.

A) EXPLIQUE que relação existe entre lisossomos e complexo de Golgi.

B) Qual a função dos lisossomos?

C) Por que todas as organelas dependem das mitocôndrias?

SEÇÃO ENEM

01.

Estrutura celular Célula procariota

Célula eucariota Animal Vegetal

Membrana plasmática + + +

Retículo endoplasmático – + +

Complexo golgiense – + +

Ribossomos – + +

Plastos – – +

Mitocôndrias – + –

O aluno, ao construir o quadro, cometeu quantos erros?

A) 1

B) 2

C) 3 D) 4 E) 5

02.

Com a evolução da tecnologia, novos aparelhos passaram a ser empregados no estudo da célula.

Hoje em dia, são utilizados microscópios informatizados e programas que permitem o processamento de imagens obtidas, como as representadas na figura a seguir:

O uso de novas técnicas vem aumentando cada vez mais e possibilitando a descoberta de novas estruturas, com ótimas perspectivas para uma melhor compreensão das doenças e um maior investimento na profilaxia e tratamento das mesmas.

Em relação à estrutura mostrada, podemos concluir que A) a célula em questão pode ser a de uma bactéria.

B) neurônios, células musculares e células da pele não apresentam a estrutura básica mostrada anteriormente.

C) o sistema de membranas da célula garante o bom funcionamento das reações químicas, assim como o ideal armazenamento de moléculas.

D) as células não possuem nenhuma relação com as doenças.

E) as proteínas e os lipídios não fazem parte da composição da célula em questão.

GABARITO Fixação

01. A 02. B 03. C 04. E 05. C

Propostos

01. E

02. D

03. A

04. E

05. C

06. E 07. E 08. C 09. E 10. C 11. A 12. A 13. C

14. A) Os lisossomos são produzidos como vesículas que se destacam das bolsas (cisternas, sáculos) do complexo de Golgi.

B) Digestão intracelular.

C) Porque as funções que gastam energia, realizadas pelas organelas celulares, usam energia na forma de ATP, que é produzido, em sua maioria, nas mitocôndrias.

Seção Enem

01. B 02. C

MÓDULO

Respiração celular e fermentação são processos de obtenção de energia a partir de compostos orgânicos.

Consistem numa série de reações químicas que visam à degradação (“quebra”) de moléculas orgânicas no interior da célula, com o objetivo de liberar a energia nelas contida.

Parte dessa energia irradia-se para o meio sob a forma de calor e parte é utilizada na síntese de moléculas de ATP, nas quais fica armazenada até ser utilizada numa atividade.

Assim, o objetivo da respiração celular e da fermentação é a síntese de moléculas de ATP.

Energia

Composto orgânico (Ex.: Glicose)

Calor ADP + Pi → ATP

Os compostos orgânicos utilizados no processo de obtenção de energia estão representados principalmente pelos carboidratos, notadamente a glicose. No entanto, na carência de carboidratos, as células passam a utilizar lipídios e, na falta destes, chegam a lançar mão das proteínas para obtenção de energia.

O O2 pode participar ou não como um dos reagentes dessas reações que visam à obtenção de energia. Quando o O2 participa, diz-se que o processo é aeróbio (aeróbico); quando não há participação do O2, o processo é dito anaeróbio (anaeróbico). A respiração pode ser aeróbia ou anaeróbia, já a fermentação é um processo anaeróbio.

Existem células que só realizam processo aeróbio; outras que só realizam o processo anaeróbio; e, ainda, existem aquelas que podem realizar as duas modalidades. Assim, podemos classificar as células em:

• Aeróbias estritas – Só realizam o processo aeróbio.

Na ausência de O2, morrem. A maioria das células do nosso corpo está incluída nessa categoria.

• Anaeróbias estritas ou obrigatórias – Só realizam o processo anaeróbio. A presença do O2, inclusive, lhes é prejudicial, chegando a matá-las.

Isso acontece, por exemplo, com células de alguns micro-organismos, como é o caso do Clostridium tetani, bactéria causadora do tétano.

• Anaeróbias facultativas – São capazes de realizar processo aeróbio e anaeróbio, conforme tenham ou não à sua disposição o O2. Na presença de O2, realizam o processo aeróbio; na ausência de O2, passam a obter energia por processo anaeróbio. Isso é feito, por exemplo, por nossas células musculares esqueléticas.

RESPIRAÇÃO AERÓBIA

No metabolismo celular, normalmente, a respiração aeróbia é feita a partir da glicose. Trata-se de uma reação exergônica que pode ser representada de forma simplificada através da seguinte equação química:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Energia

A glicose (C6H12O6), utilizada como reagente, pode ser obtida através da alimentação, no caso de organismo heterótrofo, ou, então, é produzida dentro da própria célula, através da fotossíntese ou da quimiossíntese, no caso de o organismo ser autótrofo.

O oxigênio (O2), que também é um reagente da respiração aeróbia, normalmente é proveniente do meio ambiente, podendo, dependendo da espécie, ser retirado da atmosfera, da água (O2 que se encontra dissolvido entre as moléculas de água dos rios, mares, lagos, etc.) e mesmo do solo.

O gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2) é um dos produtos finais da reação. Em altas concentrações no interior do organismo, torna-se uma substância prejudicial e tóxica para as células, uma vez que é um óxido ácido. Assim, quanto maior a sua concentração num meio, mais ácido esse meio se torna. Essa acidificação excessiva pode levar à morte das células. Por isso, o CO2 formado nas reações da respiração aeróbia, normalmente, é eliminado para o meio ambiente.

Na respiração aeróbia, portanto, há, normalmente, uma troca de gases (absorção de O2 e eliminação do CO2) entre o organismo e o meio ambiente.

BIOLOGIA FRENTE

Respiração celular

e fermentação 08 A

A água (H2O), outro produto da reação, pode ser utilizada no próprio metabolismo celular, como também pode ser eliminada por meio de diferentes processos (transpiração, por exemplo).

Quanto à energia liberada pela reação, parte dela é perdida para o meio sob a forma de calor, e parte é utilizada na fosforilação de moléculas de ADP para a fabricação de ATP, conforme mostra o esquema a seguir:

Energia

ADP + Pi ATP

A respiração aeróbia feita a partir da glicose pode ser subdividida em três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

Glicólise

Ocorre no hialoplasma das células e consiste numa sequência de reações que tem como finalidade “quebrar”

ou decompor a molécula de glicose (que possui 6 carbonos) em duas moléculas menores (cada uma com 3 carbonos) de uma substância denominada ácido pirúvico (piruvato).

De forma mais simples, podemos resumir a glicólise da seguinte maneira:

Ácido pirúvico Ácido pirúvico H2

H2

NAD NADH2 NAD

NADH2

Glicose 2ATP 4 ATP

4 ADP + 4Pi

2 ADP + 2Pi

Glicólise – O esquema mostra resumidamente que as reações da glicólise consomem 2 ATP, liberam hidrogênios com a consequente formação de 2NADH2 (2NADH + H+), liberam energia que é utilizada para a síntese de 4 ATP e formam duas moléculas de ácido pirúvico. O NAD ou NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) é um transportador de hidrogênios.

Ao receber hidrogênios, o NAD passa para a sua forma reduzida NADH + H+ que, por comodidade didática, muitos autores preferem representar por NADH2 ou NAD.2H). Embora a oxidação e a redução sejam definidas para perda e ganho de elétrons, podemos também usar esses termos quando são ganhos ou perdidos átomos de hidrogênio, porque as transferências de átomos de hidrogênio envolvem transferência de elétrons (H = H+ + e–). Os NADH2 formados na glicólise irão para a cadeia respiratória.

Após a glicólise, cada molécula de ácido pirúvico sofre descarboxilação (saída de CO2, devido à ação das enzimas descarboxilases), e desidrogenação (saída de H2), transformando-se em ácido acético (composto com apenas dois carbonos na molécula).

Glicólise

H2

Ácido pirúvico Ácido pirúvico

Ácido acetil CoA Ácido acetil CoA H2

Glicose

NAD NAD

NADH2 NADH2

CO2 CO2

As moléculas de CO2 liberadas dessas reações são eliminadas para o meio extracelular e, posteriormente, liberadas no meio ambiente. Os H2 liberados são captados por moléculas de NAD, formando NADH2 que, por sua vez, irão para a cadeia respiratória. Cada molécula de ácido acético liga-se à coenzima A, formando um composto conhecido por acetil CoA que irá para o ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

O radical acetil do ácido acético desliga-se da coenzima A e reage com o ácido oxalacético (um composto que tem 4 carbonos na molécula), formando o ácido cítrico (com 6 carbonos na molécula). Assim, o ácido cítrico é o primeiro composto formado nessa etapa e, por isso, o ciclo de Krebs é conhecido também por ciclo do ácido cítrico. No quadro a seguir, temos uma representação esquemática e resumida do ciclo de Krebs.

Acetil Ácido

oxalacético 4C

Ácido cítrico

5C 4C

Ciclo de Krebs Acetil CoA

NADH2

NADH2

NADH2

CO2

CO2 FADH2

ATP Coenzima A

Ciclo de Krebs – O esquema do ciclo de Krebs representado anteriormente mostra que, em cada volta do ciclo, ocorrem os seguintes fenômenos: o ácido cítrico é degradado sucessivamente em compostos com 5 e 4 carbonos, até reconstituir o ácido oxalacético; liberação de 2CO2 (descarboxilação) que, normalmente, serão eliminados para o meio extracelular e, posteriormente, para o meio ambiente; liberação de energia que permitirá diretamente a síntese de um ATP e liberação de 4H2 (desidrogenação). Destes, 3H2 são captados por moléculas de NAD, formando 3NADH2, e o outro H2 liga-se a uma molécula de FAD, formando um FADH2. O FAD (flavina adenina dinucleotídeo), assim como o NAD, é um aceptor e transportador de hidrogênios. Os NADH2 e o FADH2 formados durante as reações do ciclo de Krebs também irão para a cadeia respiratória.

BIOLOGIA

Cadeia respiratória

A cadeia respiratória, que nas células eucariotas é realizada na membrana interna da mitocôndria, tem início a partir dos NADH2 e dos FADH2 produzidos nas etapas anteriores da respiração celular. Nela, ocorre síntese de água, transporte de elétrons através de uma cadeia de substâncias (cadeia transportadora de elétrons) e bomba de prótons (H+) com consequente síntese de ATP. A cadeia transportadora de elétrons é um conjunto de reações de oxirredução que envolve a participação de quatro complexos proteicos (I, II, III e IV) e de duas moléculas conectoras móveis: a ubiquinona (coenzima Q) e o citocromo C.

A bomba de prótons é um mecanismo de transporte ativo que transfere íons H+ da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana (espaço existente entre a membrana externa e a membrana interna da mitocôndria). A ilustração a seguir mostra de forma simplificada os principais fenômenos da cadeia respiratória.

e– H+

H+ H+

H+ H+

H+

H+ H+ H+ H+

H+ H+

H+ H+

H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+

MATRIZ MITOCONDRIAL

NADH2 NAD

FAD

Espaço intermemb

rana Membrana interna

Complexo I

Complexo

II Complexo

III

Complexo IV

½O2 ATP H2O

Ubiquinona Citocromo C ATP-Sintase

CITOSOL

FADH2

ADP + Pi

e–

Membrana externa

A cadeia respiratória – A oxidação dos NADH2 (NADH2 → NAD + 2H+ + 2e–) e a dos FADH2 (FADH2 → FAD + 2H+ + 2e–) liberam elétrons e prótons. Os elétrons provenientes da oxidação dos NADH2 são recebidos pelo complexo I no começo da cadeia respiratória, enquanto aqueles provenientes dos FADH2 são recebidos pelo complexo II. Desses receptores (I e II), os elétrons são transferidos para a ubiquinona, de onde são repassados para o complexo III e daí para o citocromo C. Do citocromo C, eles são enviados para o complexo IV, que, então, os entrega ao O2, que se combina com íons H+, formando água (H2O). O oxigênio, portanto, é o receptor final dos elétrons na cadeia transportadora. Nesse processo de transferência de elétrons dos NADH2 e dos FADH2 até o O2, há, gradativamente, liberação de energia. Parte dessa energia é dissipada sob a forma de calor e parte é utilizada para bombear prótons (H+) da matriz mitocondrial para o espaço existente entre as membranas mitocondriais. Portanto, à medida que os elétrons passam pela cadeia transportadora, os prótons são bombeados para o espaço intermembrana. O acúmulo de íons H+ nesse espaço cria um gradiente de concentração de prótons:

concentração alta de H+ no espaço intermembrana e concentração baixa de H+ na matriz mitocondrial. Devido à carga positiva nos prótons (H+), estabelece-se também uma diferença na carga elétrica: a matriz mitocondrial torna-se mais negativa que o espaço intermembrana.

Juntos, o gradiente de concentração de prótons e a diferença de carga constituem uma fonte de energia potencial denominada força motora de prótons. Essa força aciona o retorno de prótons para a matriz mitocondrial, através de um canal específico de prótons formado por um complexo proteico denominado ATP-sintase (ATP-sintetase). Ao passar por esse complexo proteico, ocorre liberação de energia, que é, então, utilizada para fosforilar o ADP, ou seja, acrescentar um fosfato ao ADP, transformando-o em ATP. O complexo ATP-sintase “extrai”

energia química dos íons H+ para sintetizar ATP. Essa fosforilação que ocorre na cadeia respiratória é conhecida por fosforilação oxidativa.

As reações da cadeia respiratória são de oxirredução, isto é, reações que envolvem perda e ganho de hidrogênios e de elétrons.

Para os químicos, uma substância que perde elétrons ou hidrogênios fica oxidada. Quando ganha elétrons ou hidrogênios, fica reduzida. A glicose e seus subprodutos, por exemplo, ao perderem hidrogênios para os NAD, estão sofrendo oxidação. Por isso, fala-se que durante a respiração ocorre oxidação da glicose. Por outro lado, os NAD, ao receberem hidrogênios transformando-se em NADH2, estão sofrendo redução. Todos os componentes da cadeia respiratória, ao receberem elétrons, reduzem-se e, ao cedê-los para a substância seguinte, tornam a se oxidar. Assim, na respiração celular, a todo momento ocorrem reações de oxidação e de redução.

O objetivo da respiração celular é a produção de ATP.

A produção líquida ou saldo energético (em moléculas de ATP) por glicose pode chegar a 32 ATP, dependendo do tipo de célula. Veja o quadro a seguir:

Saldo energético da respiração aeróbica / glicose

Glicólise São produzidos 4 ATP, mas, como são gastos 2 ATP, há saldo positivo de 2 ATP.

Ciclo de Krebs Cada ciclo produz 1 ATP. Como são 2 ciclos por glicose, o saldo é de 2 ATP.

Cadeia respiratória

Cada NADH2 proporciona a síntese de 2,5 ATP. Como são 10 NADH2 por glicose, a partir deles são produzidos 25 ATP.

Cada FADH2 proporciona a síntese de 1,5 ATP. Como são 2 FADH2 por glicose, a partir deles são produzidos 3 ATP.

Saldo total → 2 ATP + 2 ATP + 25 ATP + 3 ATP = 32 ATP

Existem células em que a membrana interna da mitocôndria é impermeável ao NADH2. Nessas células, a passagem para o interior da mitocôndria dos hidrogênios transportados pelos 2NADH2, produzidos no citosol durante a glicólise, requer gasto de energia, sendo gasto 1 ATP para cada um desses NADH2. Nessas células, portanto, o saldo energético / glicose é de 30 ATP (32 – 2 = 30 ATP).

Para realizar a respiração aeróbica, a glicose é o

“combustível” preferido pela célula. Mas não é o único.

Na falta de glicose, a célula lança mão dos lipídios e, caso haja necessidade, até das proteínas. Isso é possível porque a substância acetil CoA, formada na respiração aeróbica, também pode ser produzida a partir de outros compostos orgânicos, como ácidos graxos, glicerol e aminoácidos.

Portanto, tanto os carboidratos como os lipídios e as proteínas podem originar o acetil CoA através de diferentes vias metabólicas. O acetil CoA, independentemente de onde provém, seguirá o mesmo caminho, ou seja, entrará no ciclo de Krebs, conforme mostra o esquema a seguir:

Glicídeos Glicerídeos

Ácido pirúvico Acetil CoA

Ciclo Krebsde Glicerol

Ácidos graxos Aminoácidos

Proteínas

A respiração aeróbia, não importando se feita a partir de glicídio, lipídio ou proteína, necessita de O2 para sua realização, e, no decorrer das reações, há a produção de CO2. A relação existente entre a quantidade de moléculas de CO2 liberadas durante a reação e a quantidade de moléculas de O2 consumidas denomina-se quociente respiratório (Q.R.).

Veja os exemplos a seguir:

. . O c onsumido CO liberado Q R

2

= 2

• Q.R. da glicose (C6H12O6): C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O Q.R. = 6/6 = 1

• Q.R. do ácido esteárico (C18H36O2): C18H36O2 + 26 O2 → 18 CO2 + 18 H2O Q.R. = 18/26 = 0,69 Os exemplos anteriores mostram que o Q.R. é diferente para cada tipo de substância. O ácido esteárico, por exemplo, requer muito mais oxigênio para sua oxidação do que a glicose.

O consumo de O2 está diretamente relacionado às atividades metabólicas. Assim, uma das maneiras de se avaliar a taxa metabólica de um organismo aeróbio é através do consumo de O2 feito por esse organismo num determinado intervalo de tempo: quanto mais intensa a atividade metabólica, mais intensamente se faz a respiração celular e, consequentemente, maior será o consumo de O2.

Animais lentos e animais que vivem fixos a substratos têm, em geral, taxas metabólicas menores do que animais mais ativos. As taxas de consumo de O2 nos celenterados sésseis (fixos), por exemplo, são relativamente baixas, enquanto, nos mamíferos e nos insetos voadores, são mais elevadas.

As taxas metabólicas variam também num mesmo indivíduo, dependendo da idade, das atividades realizadas, do estado nutricional e da hora do dia. Por exemplo: quando o animal realiza um trabalho muscular intenso, consome muito mais O2 do que quando está em repouso. Um mamífero correndo usa entre 5 e 20 vezes mais O2 por minuto do que quando está parado. Insetos durante o voo consomem cerca de 100 vezes mais oxigênio do que quando estão no chão.

Há também uma diferença quando comparamos animais pecilotermos (poiquilotermos) com os homeotermos.

Os pecilotermos, também conhecidos por animais de

“sangue frio”, possuem metabolismo mais baixo do que os homeotermos. Contudo, nos homeotermos, a taxa metabólica varia na razão inversa ao tamanho ou à massa corporal.

Animais grandes têm menor taxa metabólica do que animais pequenos. Num animal pequeno, a superfície do corpo é grande em relação ao seu volume e, dessa forma, a perda de calor pela pele é relativamente maior. Por isso, os animais pequenos têm necessidade de maior consumo de alimento por grama de peso que animais maiores. Um elefante, por exemplo, tem menor taxa metabólica do que um rato.

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(1)(2)

Sumário - Biologia

Frente A

07 3 Citoplasma

Autor: Marcos Lemos

08 15 Respiração celular e fermentação Autor: Marcos Lemos

Frente B

07 25 Sistema endócrino Autor: Marcos Lemos

08 37 Sistema digestório Autor: Marcos Lemos

Frente C

13 47 Equinodermos e protocordados Autor: Marcos Lemos

14 55 Vertebrados: peixes Autor: Marcos Lemos

15 65 Vertebrados: anfíbios Autor: Marcos Lemos

16 71 Vertebrados: répteis Autor: Marcos Lemos

Frente D

13 81 Evidências da evolução Autor: Marcos Lemos

14 89 Mecanismos de especiação Autor: Marcos Lemos

15 97 Evolução dos vertebrados Autor: Marcos Lemos

16 105 Evolução do homem

Autor: Marcos Lemos

FRENTE MÓDULO

BIOLOGIA

Nas células procariotas, o citoplasma (do grego Kytos, célula, e plasma, que dá forma, que modela) compreende toda a região interna da célula delimitada pela membrana plasmática; nas células eucariotas, é a região compreendida entre a membrana plasmática e a membrana nuclear.

Quando observado em microscopia óptica, o citoplasma apresenta um aspecto homogêneo. Entretanto, ao ser observado em microscopia eletrônica, revela a presença de diversas estruturas de aspectos diferentes.

COMPONENTES DO CITOPLASMA

Hialoplasma

Também conhecido por matriz citoplasmática, citoplasma fundamental ou citosol, o hialoplasma está presente em qualquer tipo de célula e se constitui numa mistura formada por água, proteínas, aminoácidos, açúcares, ácidos nucleicos e íons minerais. É, na realidade, um sistema coloidal (coloide), no qual a fase dispersante é a água, e a fase dispersa é constituída, principalmente, de proteínas.

Três tipos de filamentos proteicos podem ser encontrados imersos no hialoplasma das células eucariotas:

microfilamentos, microtúbulos e filamentos intermediários.

Microtúbulo

Microfilamento

Filamentos proteicos – Os microfilamentos são constituídos de uma proteína contrátil chamada actina, embora às vezes encontre-se também outra proteína, a miosina. Os microtúbulos são constituídos de uma proteína chamada tubulina. Tanto os microfilamentos como os microtúbulos resultam da associação de proteínas globulares, que podem se juntar (polimerizar) ou se separar (despolimerizar) rapidamente no interior da célula.

Os filamentos intermediários, formados por uma grande e heterogênea família de proteínas, estendem-se desde a região junto à membrana plasmática até o núcleo, aumentando a resistência da célula às tensões e ajudando na sustentação mecânica do núcleo e de organelas citoplasmáticas.

Os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários formam uma complexa rede de finíssimos filamentos e túbulos entrelaçados e interligados, constituindo o chamado citoesqueleto.

Membrana plasmática

Retículo endoplasmático rugoso

Membrana plasmática Mitocôndria

Trama

microtrabecular

Microfilamento

Microtúbulo Ribossomos Filamentos

intermediários

Citoesqueleto – O citoesqueleto é responsável pela manutenção da forma da célula eucariota e por determinados tipos de movimentos celulares, como a ciclose e os movimentos ameboides. As células procariotas não possuem citoesqueleto.

O hialoplasma da porção mais interna do citoplasma (endoplasma) encontra-se em contínuo movimento de circulação, impulsionado pela contração rítmica de microfilamentos proteicos. Esse movimento de circulação, observado notadamente em células vegetais, tem o nome de ciclose e ajuda a distribuir substâncias através do citoplasma.

A velocidade da ciclose pode aumentar ou diminuir em função de determinados fatores, como a temperatura:

sua velocidade aumenta com a elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas.

Membrana plasmática Membrana

celulósica Cloroplasto

Hialoplasma

Ciclose

Vacúolo de suco celular Núcleo

Ciclose – Nas células vegetais, devido à presença do grande vacúolo de suco celular, o hialoplasma fica restrito a uma pequena faixa entre o vacúolo e a membrana plasmática, tornando a ciclose bastante evidente, deslocando núcleo e organelas, como mitocôndrias e cloroplastos. Graças à ciclose, as células vegetais são capazes de aproveitar melhor a quantidade de luz que recebem, espalhando os seus cloroplastos uniformemente no citoplasma, quando há pouca luz, e agrupando-os, quando há excesso de luz.

Citoplasma 07 A

Algumas células conseguem se deslocar através da formação de pseudópodes: é o chamado movimento ameboide, realizado pelas amebas, pelos macrófagos e pelos leucócitos. Os movimentos que levam à formação dos pseudópodes também são de responsabilidade dos microfilamentos.

Os microtúbulos, além de participarem da formação do citoesqueleto, também participam da formação dos centríolos, do fuso da divisão celular e da formação dos cílios e flagelos.

No hialoplasma, ocorrem importantes reações do metabolismo celular, como as reações da glicólise (1a etapa da respiração celular), nas quais a glicose é transformada em moléculas menores de ácido pirúvico. É também no hialoplasma que muitas substâncias de reserva, como as gorduras, o amido e o glicogênio, ficam armazenadas.

Retículo endoplasmático

Também chamado de retículo citoplasmático, é encontrado apenas em células eucariotas, sendo constituído de um sistema de túbulos (canalículos) e cisternas de paredes membranosas e intercomunicantes que percorre todo o citoplasma, estendendo-se muitas vezes desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear.

É subdividido em não granuloso (liso) e granuloso (rugoso).

Ribossomomo

Núcleo 2

1 Retículo endoplasmático – 1. O não granuloso (liso, agranular) não possui ribossomos aderidos às suas paredes; 2. O granuloso (rugoso, granular, ergastoplasma) possui ribossomos aderidos às suas paredes.

Entre as funções desempenhadas pelo retículo endoplasmático, destacamos:

• Transportar ou distribuir substâncias através do citoplasma, auxiliando a circulação intracelular de partículas pelo interior de seus túbulos ou canalículos.

• Facilitar o intercâmbio (troca) de substâncias entre a célula e o meio extracelular, uma vez que muitos dos canalículos que o constituem estendem-se desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear.

• Armazenar substâncias – Substâncias produzidas no interior da célula ou vindas do meio extracelular podem ser armazenadas no interior do retículo endoplasmático até serem utilizadas pela célula.

Isso acontece, por exemplo, nas células musculares, nas quais íons Ca++ ficam armazenados no interior do retículo até serem utilizados no mecanismo da contração muscular.

• Neutralizar toxinas – Nos hepatócitos (células do fígado), o retículo endoplasmático não granuloso absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas (hepatócitos) que permite, por exemplo, eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias nocivas que ingerimos. Nos hepatócitos, portanto, o retículo endoplasmático realiza uma função de desintoxicação.

• Sintetizar substâncias – O retículo não granuloso destaca-se na fabricação de lipídios, principalmente esterídeos. Já o retículo granuloso, devido à presença dos ribossomos, destaca-se na síntese de proteínas.

Complexo golgiense (complexo de Golgi, sistema golgiense, aparelho de Golgi)

Encontrada apenas em células eucariotas, essa organela é, na realidade, uma região modificada do retículo endoplasmático liso, constituída de unidades denominadas sáculos lameliformes (dictiossomos, golgissomos).

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Vesículas V

Vesículas V

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Sáculos

Sáculos

Dictiossomo – Cada dictiossomo é uma pilha de sáculos achatados de onde se desprendem pequenas vesículas.

Nas células dos animais vertebrados, os dictiossomos concentram-se numa mesma região do citoplasma, que é variável de um tipo celular para outro. Nos neurônios, por exemplo, eles se concentram ao redor do núcleo (posição perinuclear);

nas células glandulares, ficam entre o núcleo e o polo secretor (posição apical). Nas células dos vegetais, os dictiossomos estão separados e espalhados pelo citoplasma. Nesse caso, diz-se que o complexo golgiense é difuso (espalhado).

BIOLOGIA

Vesícula de secreção

Face trans

Face cis

Núcleo Complexo golgiense

Retículo granuloso

Complexo golgiense – Os sáculos lameliformes têm duas faces:

cis e trans. A face cis (formativa) está voltada para o retículo endoplasmático, contendo as proteínas nele sintetizadas. A face trans (de maturação) está voltada para a membrana plasmática.

Dela se desprendem as vesículas de secreções, contendo o material que foi processado no interior dos sáculos lameliformes.

Entre as funções realizadas pelo complexo golgiense, destacam-se:

• Armazenamento de secreções – Secreções são substâncias que as células produzem e “exportam”

para o meio extracelular. As secreções, portanto, exercem suas ações em um outro local, e não no interior das células em que foram produzidas.

As proteínas tipo “exportação”, por exemplo, são sintetizadas no retículo endoplasmático granuloso e enviadas para o sistema golgiense, no qual são armazenadas para posterior eliminação, por clasmocitose, no meio extracelular.

• Síntese de mucopolissacarídeos (muco) – Mucopolissacarídeos são substâncias formadas pela associação de proteínas com polissacarídeos.

Tais substâncias possuem um aspecto viscoso e são encontradas, por exemplo, nas nossas vias respiratórias e digestivas, exercendo função de proteção e de lubrificação das mucosas.

Os mucopolissacarídeos são formados da seguinte maneira: no sistema golgiense, os monossacarídeos sofrem polimerização (ligam-se uns aos outros), formando polissacarídeos. Em seguida, esses polissacarídeos combinam-se com proteínas provenientes do retículo granuloso, formando-se, assim, as glicoproteínas que constituem os mucopolissacarídeos. Um bom exemplo de células produtoras de muco são as células caliciformes, encontradas, por exemplo, nas vias respiratórias.

Grãos de muco

Complexo de Golgi

Retículo endoplasmático rugoso Núcleo

Célula caliciforme – Como em toda célula secretora, nas células caliciformes, o retículo endoplasmático e o sistema golgiense são bastante desenvolvidos. Repare no sistema golgiense, localizado acima do núcleo. Dele saem vesículas de muco (grãos de muco) que, ao chegarem na superfície superior da célula, eliminam o muco no meio extracelular, por clasmocitose.

• Síntese de lipídios – Em determinadas células, como nas células foliculares dos ovários, nas células de Leydig dos testículos e nas células do córtex das glândulas suprarrenais, o sistema golgiense está relacionado com a produção de lipídios esterídeos. Os hormônios sexuais, como o estrógeno e a testosterona, assim como os corticosteroides (hormônios do córtex das suprarrenais) são esterídeos produzidos no sistema golgiense das células.

• Formação da lamela média nos vegetais – A união de células vegetais vizinhas é feita através de uma espécie de “cimento” intercelular: a lamela média.

Quimicamente, a lamela média é constituída de substâncias pécticas ou pectinas (pectatos de cálcio e magnésio), que são polissacarídeos associados a minerais. O sistema golgiense das células vegetais é a organela responsável pela secreção dessas substâncias.

• Formação do acrossomo no espermatozoide – O acrossomo é um corpúsculo encontrado na cabeça do espermatozoide contendo a enzima hialuronidase.

A enzima hialuronidase é liberada por ocasião da fecundação, pois é necessária para promover a perfuração da camada de ácido hialurônico que envolve e protege o gameta feminino, permitindo, assim, a penetração do espermatozoide.

Núcleo

I II

III IV

Vesícula acrossomal

Complexo de Golgi

Mitocôndrias

Filamento axial Centríolos

Acrossomo

Formação do acrossomo – I. Os sáculos lameliformes (dictiossomos) se agrupam ao redor do núcleo; II. Do complexo golgiense desprendem-se vesículas (grânulos) contendo a enzima hialuronidase; III. As vesículas originárias do complexo golgiense fundem-se, formando o acrossomo;

IV. Espermatozoide com acrossomo.

Mitocôndrias(os)

Estão presentes apenas no citoplasma de células eucariotas. São orgânulos esféricos, ovalados ou alongados, delimitados por duas membranas lipoproteicas: membrana externa e membrana interna.

Cristas mitocondriais

Membrana externa

Membrana interna

Mitocôndria – A membrana externa é lisa e contínua, a interna apresenta invaginações ou dobras denominadas c r i s t a s m i t o c o n d r i a i s . N a s c r i s t a s m i t o c o n d r i a i s , encontram-se as partículas elementares, enzimas que têm importante papel nas reações da cadeia respiratória. O espaço interno das mitocôndrias é preenchido por um material de consistência fluida, denominado matriz mitocondrial, constituído de água, carboidratos, íons minerais, moléculas de RNA e DNA.

Imersos nessa matriz também são encontrados ribossomos (mitorribossomos).

Apesar do seu tamanho reduzido, as mitocôndrias podem ser evidenciadas em microscopia óptica, uma vez que podem ser coradas em células vivas com o verde janus, corante específico para sua evidenciação.

O número de mitocôndrias numa célula é muito variável, oscilando entre algumas dezenas e várias centenas. Como as mitocôndrias relacionam-se com os processos energéticos (produção de ATP), quanto maior a atividade metabólica de uma célula, maior é o número de mitocôndrias. O conjunto de todas as mitocôndrias de uma célula tem o nome de condrioma.

As mitocôndrias, devido à presença de DNA em sua estrutura, são capazes de se autoduplicar. A autoduplicação ou duplicação das mitocôndrias recebe o nome de condriocinese.

Quanto à função, as mitocôndrias estão diretamente envolvidas no processo da respiração celular aeróbica, que tem por objetivo a obtenção de energia para as atividades celulares.

A respiração celular possui três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. A glicólise ocorre no hialoplasma, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória, nas células eucariotas, realizam-se nas mitocôndrias.

O ciclo de Krebs realiza-se na matriz mitocondrial e a cadeia respiratória, nas cristas mitocondriais.

Plastos (plastídeos)

Encontrados apenas em células eucariotas vegetais, os plastos estão subdivididos em dois grandes grupos:

leucoplastos e cromoplastos.

A) Leucoplastos – São incolores, isto é, desprovidos de pigmentos (apigmentados) e relacionam-se com armazenamento de reservas nutritivas.

Para cada tipo de substância nele armazenada, há uma denominação especial: amiloplastos (armazenam amido), oleoplastos (armazenam óleos) e proteoplastos (armazenam proteínas).

B) Cromoplastos – São coloridos, isto é, possuem pigmentos (pigmentados). Relacionam-se com a absorção de luz e com a fotossíntese. De acordo com a sua coloração, recebem uma denominação especial: cloroplastos (verdes, devido à presença do pigmento verde clorofila), xantoplastos (amarelos, devido à presença do pigmento amarelo xantofila) e eritroplastos (vermelhos, devido à presença do pigmento vermelho licopeno, ficoeritrina ou eritrofila).

Numa célula vegetal, podem existir diferentes tipos de plastos e o conjunto de todos eles recebe o nome de plastidoma.

De todos os tipos de plastos, os cloroplastos são os mais importantes, uma vez que neles ocorre a reação de fotossíntese.

A fotossíntese tem por objetivo sintetizar glicose a partir de compostos inorgânicos, como água e gás carbônico, utilizando energia luminosa. Possui duas etapas básicas: fase clara e fase escura. Nas células eucariotas fotossintetizantes, essa reação ocorre nos cloroplastos.

A fase clara tem lugar nos grana, enquanto a fase escura realiza-se no estroma.

BIOLOGIA

Os cloroplastos podem apresentar morfologia variada:

em certas algas, podem ser espiralados ou estrelados;

nas células dos vegetais superiores, normalmente são esféricos ou ovoides.

Os plastos podem se transformar uns nos outros.

Assim, cloroplastos podem se transformar em xantoplastos, em eritroplastos (no processo de amadurecimento de certos frutos, por exemplo) e, pela ausência de luz, em leucoplastos.

Membrana

externa Membrana interna aa

Lamela

Estroma Granum

(Pilha de tilacoides)

Tilacoide

A B

Cloroplastos – Quanto à sua estrutura, os cloroplastos estão delimitados por duas membranas lipoproteicas:

membrana externa e membrana interna. A membrana interna forma invaginações (dobras) para o interior da organela.

Essas dobras se dispõem paralelamente e recebem o nome de lamelas. Sobre essas lamelas, encontramos pequenas estruturas discoides, constituídas de clorofila, denominadas tilacoides.

Os tilacoides se dispõem uns sobre os outros, formando pilhas.

Cada pilha de tilacoides recebe o nome de granum, cujo plural é grana. O espaço interno do cloroplasto é preenchido por uma mistura denominada estroma, constituída de água, proteínas, carboidratos, lipídios, RNA e DNA. No estroma, também existem ribossomos. A presença de DNA nessa organela justifica a sua capacidade de autoduplicação, e a presença de ribossomos permite a realização de síntese de proteínas em seu interior. A. Representação de um cloroplasto visto ao microscópio eletrônico (M/E). B. Ilustração indicando os grana formados pelos tilacoides. Observe que os tilacoides se intercomunicam.

Lisossomos(as)

São pequenas vesículas delimitadas por membrana lipoproteica, originárias do sistema golgiense, contendo enzimas digestivas (hidrolíticas) que têm atividade máxima em meio ácido. Por isso, também são genericamente denominadas de hidrolases ácidas. Essas enzimas são produzidas no retículo endoplasmático granuloso e daí vão para o sistema golgiense, do qual desprendem pequenas vesículas, os lisossomos, contendo as referidas enzimas.

As enzimas lisossômicas são ativas em meio ácido (pH entre 4,5 e 5,0). A acidez do interior do lisossomo é obtida através do bombeamento de íons H+ para o

interior dessas organelas. Na membrana do lisossomo, existe uma enzima que, utilizando energia liberada de ATP, bombeia íons H+ para dentro dos lisossomos.

Como o hialoplasma é um meio neutro (pH = 7,0), se a membrana de um lisossomo se rompe liberando suas enzimas, isso não acarretará grandes danos à célula, uma vez que as enzimas lisossômicas são pouco ativas em meio neutro. Entretanto, havendo ruptura simultânea de muitos lisossomos, haverá extravasamento excessivo de enzimas, podendo pôr em risco a integridade da célula, levando inclusive à sua morte.

Os lisossomos são organelas típicas de células eucariotas animais e têm como função realizar a digestão intracelular.

Essa digestão pode ser dos tipos: heterofagia e autofagia.

• Heterofagia (digestão heterofágica) – Consiste na digestão de material exógeno, isto é, material proveniente do meio extracelular e que penetra na célula por endocitose (fagocitose ou pinocitose).

Trata-se, portanto, da digestão do fagossomo ou do pinossomo.

Uma vez dentro da célula, o fagossomo (ou o pinossomo) junta-se a um lisossomo (lisossomo primário) e, dessa união, surge o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. No interior do vacúolo digestivo, o material englobado por fagocitose ou pinocitose é digerido pelas enzimas lisossômicas.

Os nutrientes resultantes dessa digestão são liberados no hialoplasma e aproveitados pela célula. O material que não foi digerido, isto é, as sobras ou resíduos dessa digestão, permanece dentro do vacúolo que passa então a ser chamado de vacúolo residual ou corpo residual. Uma vez formado, o vacúolo residual funde-se à membrana plasmática da célula e, por clasmocitose, libera os resíduos no meio extracelular.

Alguns autores chamam essa clasmocitose realizada pelo vacúolo residual de defecação celular.

• Autofagia (digestão autofágica) – Consiste na digestão de material endógeno, isto é, material do próprio meio intracelular. Às vezes, certas organelas citoplasmáticas tornam-se inativas, deixando de realizar suas funções. Nesse caso, a organela inativa será digerida pelas enzimas lisossômicas. Na autofagia, o lisossomo primário junta-se à organela inativa, formando o vacúolo autofágico ou autofagossomo.

No vacúolo autofágico, a organela é digerida.

Os nutrientes provenientes dessa digestão são repassados para o hialoplasma e aproveitados pela célula, enquanto as “sobras” contidas no vacúolo residual são eliminadas, por clasmocitose, no meio extracelular.

1 2 3

4

6 7

5

1. Fagossomo ou pinossomo 2. Lisossomo primário 3. Organela inativa 4. Vacúolo digestivo 5. Vacúolo autofágico 6. Vacúolo residual 7. Clasmocitose

1 + 2 → 4 → 6 → 7 = Heterofagia 2 + 3 → 5 → 6 → 7 = Autofagia

Heterofagia e autofagia: os processos de digestão celular são compostos por várias etapas.

Os lisossomos também estão relacionados com o processo da autólise (citólise), fenômeno que consiste na destruição da célula por suas próprias enzimas, ou seja, é uma autodestruição celular. Para que isso ocorra, é preciso que haja uma ruptura da membrana de vários lisossomos com consequente extravasamento das suas enzimas para o hialoplasma. Em contato direto com o hialoplasma, as enzimas lisossômicas iniciam o processo de digestão de toda a célula.

A autólise é um processo que ocorre, normalmente, após a morte do organismo. Após a nossa morte, por exemplo, as células entram em processo de autólise (autodestruição), o que, aliás, justifica, em parte, a degeneração cadavérica. Sabe-se que, assim que a célula morre, os lisossomos se rompem aos poucos, liberando suas enzimas que, evidentemente, aceleram o processo de degradação do material celular, simultaneamente à ação dos micro-organismos decompositores.

A autólise também acontece em alguns processos patológicos (doenças), como na silicose. Na silicose, doença pulmonar causada pela inalação constante de pó de sílica, muito comum em trabalhadores de pedreiras e minas, as partículas de sílica perfuram a membrana lisossômica das células pulmonares e, assim, há o extravasamento das enzimas que, então, iniciam o processo de autólise que leva à destruição e à morte das células pulmonares.

Peroxissomos(as)

São pequenas vesículas membranosas encontradas em células eucariotas de animais e vegetais. Tais vesículas armazenam em seu interior determinadas enzimas, as oxidases, que catalisam reações que modificam substâncias tóxicas, tornando-as inofensivas para as células.

Nas células dos rins e do fígado, por exemplo, existem grandes peroxissomos que têm importante papel na destruição de moléculas tóxicas, como o etanol das bebidas alcoólicas ingeridas pelo organismo. Aproximadamente 25% do álcool ingerido pelo ser humano são degradados pelos peroxissomos. O restante é degradado pelo retículo endoplasmático não granuloso. Nas reações de degradação das moléculas tóxicas que ocorrem nos peroxissomos, átomos de hidrogênio presentes na molécula da substância tóxica são transferidos ao oxigênio, originando, como resíduo, a água oxigenada ou peróxido de hidrogênio (H2O2).

Entretanto, a água oxigenada formada como subproduto dessas reações também é uma substância tóxica para a célula, tendo, inclusive, ação mutagênica. No entanto, nos peroxissomos, também existe uma enzima, a catalase, que rapidamente promove o desdobramento da água oxigenada, transformando-a em água e em oxigênio.

Catalase

2H2O2 2H2O + O2

Desdobramento da água oxigenada pela catalase – A atividade da catalase é importante porque o peróxido de hidrogênio (H2O2) que se forma nos peroxissomos é um oxidante energético e prejudicaria a célula se não fosse rapidamente transformado.

Um tipo particular de peroxissomo, os glioxissomos, é encontrado em células vegetais de sementes oleaginosas (algodão, amendoim, girassol, etc.).

Os glioxissomos possuem oxidases que atuam em reações que transformam lipídios (armazenados como reservas de alimento) em açúcares, que são utilizados como fontes de energia para o metabolismo celular. A glicose produzida a partir dos lipídios de reserva nas sementes é distribuída para a plântula em formação e serve de fonte energética até que os cloroplastos se formem nas folhas jovens e iniciem a fotossíntese.

Vacúolos

São vesículas membranosas de diferentes tamanhos e relacionadas com diferentes funções. subdividem-se em:

A) Vacúolos relacionados com os processos de digestão intracelular – Nesse grupo, temos os vacúolos alimentares (fagossomos e pinossomos), os vacúolos digestivos, os vacúolos autofágicos e os vacúolos residuais.

B) Vacúolos contráteis ou pulsáteis – Aparecem em seres unicelulares dulcícolas desprovidos de parede celular e têm a finalidade de bombear, por transporte ativo, água para o meio extracelular, impedindo, assim, que a célula “estoure” devido ao excesso de água em seu interior.

BIOLOGIA

C) Vacúolos de suco celular ou vacúolos vegetais – São encontrados apenas em células eucariotas vegetais. Estão delimitados por uma membrana lipoproteica, denominada tonoplasto, e contêm em seu interior o suco vacuolar, solução aquosa na qual, muitas vezes, estão dissolvidos açúcares, sais minerais e pigmentos.

Hialoplasma

Vacúolo de suco celular

Núcleo Hialoplasma

Vacúolo de suco celular

Vacúolo de suco celular – Nas células vegetais jovens, os vacúolos de suco celular são pequenos e numerosos.

À medida que a célula vai se desenvolvendo, os vacúolos se fundem uns com os outros, formando vacúolos maiores.

Assim, na célula vegetal adulta, normalmente aparece um único e volumoso vacúolo de suco celular que ocupa uma grande área do citoplasma. Esse vacúolo na célula adulta é um reservatório de água, sais, pigmentos e açúcares. A concentração da solução existente dentro desse vacúolo exerce importante papel no mecanismo osmótico da célula vegetal.

Ribossomos(as)

Estruturas não membranosas, encontradas em células procariotas e eucariotas. Foram descobertos em 1953 por George Palade, razão pela qual foram inicialmente denominados grânulos de Palade. São pequenos grânulos de ribonucleoproteínas, uma vez que são constituídos de RNA-r e proteínas.

Ribossomo – Cada ribossomo é formado por duas subunidades, uma maior e outra menor.

Nas células procariotas, os ribossomos são encontrados dispersos pelo hialoplasma. Nas eucariotas, além de serem encontrados dispersos pelo hialoplasma, também estão presentes aderidos às paredes do retículo endoplasmático rugoso, na matriz mitocondrial e no estroma dos cloroplastos.

A função dos ribossomos é a síntese de proteínas. Para exercer essa função, precisam estar ligados a uma fita de RNA-m. Muitas vezes, vários ribossomos ligam-se a uma mesma molécula de RNA-m. O complexo formado

pela molécula de RNA-m e pelos diversos ribossomos a ela associados recebe o nome de polissomo ou polirribossomo. No polissomo, todos os ribossomos percorrem a mesma fita de RNA-m e, assim, os peptídeos por eles produzidos serão idênticos, uma vez que terão a mesma sequência de aminoácidos.

RNA-m

Ribossomo

Movimento dos ribossomos

Cadeias de proteína em crescimento Proteína completa

1 2 3 4 5 6

Polirribossomo – Observe que os diversos ribossomos, por estarem em diferentes pontos do RNA-m, estão com sua cadeia peptídica em fases diferentes de formação.

O ribossomo 1 percorreu um número menor de códons e, por isso, está com um peptídio menor. Ao contrário, o ribossomo 6 está com a cadeia peptídica já formada e se soltará em seguida do RNA-m.

Centríolos

Estruturas não membranosas encontradas em células eucariotas de animais e de vegetais (exceto angiospermas).

Em geral, a célula apresenta um par de centríolos dispostos perpendicularmente um ao outro, ocupando, normalmente, uma posição próxima ao núcleo celular em uma região denominada centro celular (centrossomo). Esse par de centríolos é denominado diplossomo.

Centríolo

Centro oco Diplossomo

Microtúbulo

Moléculas de tubulina

Centríolos – Cada centríolo é formado por 27 túbulos proteicos, organizados em nove grupos de três túbulos cada.

Esses túbulos proteicos são, na realidade, microtúbulos, constituídos de proteínas denominadas tubulinas. Tem sido descrita, também, a ocorrência de duas outras proteínas:

a nexina e a dineína, que fazem a ligação entre os dois centríolos constituintes do diplossomo, bem como a ligação entre os microtúbulos de cada centríolo.

Os centríolos podem se duplicar por montagem molecular, isto é, podem orientar a formação de novos microtúbulos a partir da associação de moléculas de tubulinas e, consequentemente, formar novos centríolos.

Nas células eucariotas, os centríolos são responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas filamentosas móveis que se projetam da superfície celular. Os cílios e os flagelos são centríolos modificados. A parte basal dos cílios e dos flagelos é denominada cinetossomo (corpúsculo basal) e tem a mesma estrutura do centríolo.

Túbulos centrais

9 grupos de 3 microtúbulos 9 grupos de 2 microtúbulos

Cinetossomo Cílio

Membrana plasmática

Corte transversal

Corte transversal

Cílios e flagelos – Um corte transversal no cinetossomo mostra uma estrutura idêntica à do centríolo, isto é, nove grupos de três túbulos proteicos cada. Do cinetossomo, dois túbulos de cada grupo de três alongam-se, empurrando a membrana plasmática, ocorrendo, ainda, a formação de um par de túbulos na região central. Assim, um corte transversal na parte do cílio ou flagelo que se exterioriza (que sai para o meio extracelular) mostra uma estrutura formada por nove grupos de dois túbulos proteicos cada e dois túbulos centrais.

Alguns autores costumam empregar o esquema numérico 9 + 2 para designar a estrutura dos cílios e flagelos, e o esquema 9 + 0 para representar a organização dos túbulos no centríolo.

Os cílios e flagelos das células eucariotas têm a mesma origem e a mesma estrutura interna. A diferença entre eles deve-se, basicamente, a três fatores: os cílios são mais curtos que os flagelos; os cílios são mais numerosos do que os flagelos; o movimento dos cílios é diferente do movimento flagelar, como mostra a figura a seguir:

1

2 1

2

3 4

5

Movimento ciliar Movimento flagelar Impulso

Impulso

O movimento dos cílios é diferente do movimento dos flagelos

LEITURA COMPLEMENTAR

Apoptose

A apoptose é um fenômeno que consiste na morte celular geneticamente programada como parte de um processo normal, ou seja, é uma autodestruição celular geneticamente programada. Muitas células, durante os diferentes processos de formação dos organismos pluricelulares, são programadas para morrer. Uma das razões da apoptose é o fato de a célula, em determinado momento, não ser mais necessária ao organismo. Por exemplo, antes do nascimento, o feto humano apresenta mãos com membrana interdigital (entre os dedos). Com a continuidade do desenvolvimento, as células que constituem essa membrana sofrem apoptose e desaparecem.

A apoptose também acontece nas alterações estruturais que se verificam na metamorfose de certos animais. É por apoptose, por exemplo, que ocorre o desaparecimento da cauda do girino (larva do sapo) quando ele começa a transformar-se num animal adulto. Na apoptose, a célula fragmenta-se em vesículas revestidas por membranas denominadas corpos apoptóticos. Por serem revestidos por membranas, esses fragmentos são reconhecidos e fagocitados por macrófagos ou por células vizinhas. Assim, as células que morrem por apoptose são removidas do tecido sem que haja extravasamento do conteúdo celular, o que evita a ocorrência de proceso inflamatório. Quando danificadas por substância tóxica, veneno ou então quando são privadas de nutrientes essenciais, as células morrem por necrose e se rompem, liberando seu conteúdo no meio extracelular, o que frequentemente resulta em inflamação. Na morte celular por apoptose, não ocorre esse extravasamento.

BIOLOGIA

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

01.

O quadro reúne algumas similaridades funcionais entre cidade e célula eucarionte.

Cidade Células eucariontes I. Ruas e avenidas 1. Mitocôndrias II. Silos e armazéns 2. Lisossomos

III. Central elétrica (energética) 3. Retículo endoplasmático IV. Casas com aquecimento solar 4. Complexo de Golgi V. Restaurantes e lanchonetes 5. Cloroplastos

Correlacione os locais da cidade com as principais funções correspondentes às organelas celulares e assinale a alternativa CORRETA.

A) I-3, II-4, III-1, IV-5 e V-2 B) I-4, II-3, III-2, IV-5 e V-1 C) I-3, II-4, III-5, IV-1 e V-2 D) I-1, II-2, III-3, IV-4 e V-2 E) I-5, II-4, III-1, IV-3 e V-2

02.

A) Respiração, fotossíntese, síntese proteica, armazenamento de secreção.

B) Síntese proteica, armazenamento de secreção, respiração, fotossíntese.

C) Armazenamento de secreção, síntese proteica, fotossíntese, respiração.

D) Síntese proteica, respiração, armazenamento de secreção, fotossíntese.

E) Fotossíntese, armazenamento de secreção, respiração, síntese proteica.

03.

A) cloroplastos. D) pseudópodes.

B) dictiossomos. E) vacúolos.

C) microfilamentos.

04.

1. Parede celular 4. Mitocôndria 2. Tonoplasto 5. Plastídeo 3. Retículo endoplasmático 6. Ribossomo A) 1 das estruturas acima – apenas 3 delas.

B) 1 das estruturas acima – apenas 5 delas.

C) 2 das estruturas acima – apenas 6 delas.

D) 3 das estruturas acima – apenas 6 delas.

E) nenhuma das estruturas acima – apenas 4 delas.

05.

2

3 1

Assinale a alternativa que, relativamente a cada uma dessas organelas, apresenta sua identificação seguida de uma de suas funções.

A) 1 – retículo endoplasmático liso – síntese de lipídios;

2 – retículo endoplasmático rugoso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – Complexo de Golgi – secreção celular.

B) 1 – Complexo de Golgi – síntese de proteínas;

2 – retículo endoplasmático rugoso – secreção celular; 3 – retículo endoplasmático liso – transporte de substâncias.

C) 1 – Complexo de Golgi – origem dos lisossomos;

2 – retículo endoplasmático liso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 3 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de proteínas.

D) 1 – Complexo de Golgi – secreção celular;

2 – retículo endoplasmático liso – síntese de proteínas; 3 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de lipídios.

E) 1 – retículo endoplasmático liso – pode controlar a concentração de cálcio citoplasmático; 2 – retículo endoplasmático rugoso – síntese de proteínas;

3 – Complexo de Golgi – secreção celular.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

01.

6 4

2 5

7 8 3

1

Com relação aos componentes indicados, a alternativa totalmente CORRETA é:

A) 1 caracteriza células vegetais e 2 é a membrana celular.

B) 3 é o retículo endoplasmático liso e 4 é um lisossomo.

C) 5 e 7 ocorrem em células procariotas e eucariotas.

D) 6 realiza a fotossíntese.

E) 8 é local de síntese de macromoléculas orgânicas.

02.

B) plastídeos e aparelho de Golgi.

C) ribossomos e retículo endoplasmático rugoso.

D) ribossomos e plastídeos.

E) matriz citoplasmática e aparelho de Golgi.

03.

Coluna 1 – Organelas Coluna 2 – Processos fisiológicos

1. Ribossomo 2. Mitocôndria 3. Lisossomo

4. Complexo golgiense 5. Retículo endoplasmático agranular

I. Respiração celular II. Eliminação de substâncias,

processo denominado secreção celular.

III. Síntese de proteínas IV. Autofagia

V. Destruição de diversas substâncias tóxicas, entre elas o álcool.

A sequência que correlaciona CORRETAMENTE as duas colunas, de cima para baixo, é a seguinte:

A) 1-III, 2-I, 3-IV, 4-II, 5-V B) 1-I, 2-II, 3-V, 4-III, 5-IV C) 1-III, 2-I, 3-V, 4-IV, 5-II D) 1-I, 5-IV, 3-V, 4-II, 2-III

04.

B) possuem enzimas oxidativas.

C) são de aspecto morfológico diferente dos eucariontes.

D) têm propriedades de síntese.

E) não são encontrados.

05.

A) heterofagia. D) fagocitose.

B) clasmocitose. E) autólise.

C) autofagia.

06.

B) divisão. E) osmose.

C) fagocitose.

07.

Os organoides responsáveis pela produção dessas enzimas e formação da vesícula citada são, respectivamente, A) retículo liso e retículo rugoso.

B) retículo rugoso e retículo liso.

C) complexo de Golgi e centríolos.

D) mitocôndria e complexo de Golgi.

E) retículo rugoso e complexo de Golgi.

08.

A) os cílios são responsáveis pela locomoção de procariotos e os flagelos, de eucariotos.

B) só se encontram os cílios em relação com o movimento vibrátil de células fixas e flagelos em relação com a locomoção de seres unicelulares.

C) ambos são estruturas de função idêntica, que se distinguem por diferenças quanto ao tamanho e ao número por célula.

D) os cílios determinam a movimentação de fluidos extracelulares, o que não pode ser realizado pelos flagelos.

E) o movimento flagelar é ativo e consome energia, em oposição ao movimento ciliar, que é passivo e provocado pelas correntes líquidas intracitoplasmáticas.

BIOLOGIA

09.

I. Síntese de polipeptídeos.

II. Combinação de açúcares com os polipeptídeos.

III. Formação dos grãos de secreção.

O complexo de Golgi é responsável apenas por A) I.

B) II.

C) III.

D) I e II.

E) II e III.

10.

II

I

III IV

V

A célula esquematizada na figura anterior é responsável pela síntese e secreção de uma glicoproteína. O local da síntese e da formação das vesículas de secreção são representados, respectivamente, pelas organelas de números

A) IV e II.

B) IV e III.

C) V e III.

D) V e IV.

11.

A organela anteriormente referida é o (a) A) lisossoma.

B) mitocôndria.

C) complexo de Golgi.

D) retículo endoplasmático.

12.

A) Na verdade, o movimento é do líquido citoplasmático, e os cloroplastos são apenas carregados por esse movimento.

B) Os cloroplastos, como partículas originadas dos protozoários, são dotados de pseudópodes.

C) O movimento é apenas aparente. Na célula vegetal, todas as estruturas são fixas.

D) A passagem de luz através da célula vegetal aumenta a fotossíntese. O movimento observado são bolhas de oxigênio liberado que simulam cloroplastos.

E) O movimento dos cloroplastos é real, chama-se ciclose e é causado pela presença da parede de celulose.

13.

A) são denominações diferentes para o mesmo fenômeno.

B) são fenômenos diferentes, sendo que, no primeiro, a célula capta partículas nutritivas do meio extracelular.

C) são fenômenos di ferentes, sendo que, no segundo, a célula é destruída pela ruptura dos lisossomos.

D) constituem o mesmo tipo de fenômeno, em que a célula busca alimento no meio extracelular.

E) constituem o mesmo tipo de fenômeno, sendo que o primeiro corresponde à fagocitose e o segundo, à pinocitose.

14.

A) EXPLIQUE que relação existe entre lisossomos e complexo de Golgi.

B) Qual a função dos lisossomos?

C) Por que todas as organelas dependem das mitocôndrias?

SEÇÃO ENEM

01.

Estrutura celular Célula procariota

Célula eucariota Animal Vegetal

Membrana plasmática + + +

Retículo endoplasmático – + +

Complexo golgiense – + +

Ribossomos – + +

Plastos – – +

Mitocôndrias – + –

O aluno, ao construir o quadro, cometeu quantos erros?

A) 1

B) 2

C) 3 D) 4 E) 5

02.

Com a evolução da tecnologia, novos aparelhos passaram a ser empregados no estudo da célula.

Hoje em dia, são utilizados microscópios informatizados e programas que permitem o processamento de imagens obtidas, como as representadas na figura a seguir:

O uso de novas técnicas vem aumentando cada vez mais e possibilitando a descoberta de novas estruturas, com ótimas perspectivas para uma melhor compreensão das doenças e um maior investimento na profilaxia e tratamento das mesmas.

Em relação à estrutura mostrada, podemos concluir que A) a célula em questão pode ser a de uma bactéria.

B) neurônios, células musculares e células da pele não apresentam a estrutura básica mostrada anteriormente.

C) o sistema de membranas da célula garante o bom funcionamento das reações químicas, assim como o ideal armazenamento de moléculas.

D) as células não possuem nenhuma relação com as doenças.

E) as proteínas e os lipídios não fazem parte da composição da célula em questão.

GABARITO Fixação

01. A 02. B 03. C 04. E 05. C

Propostos

01. E

02. D

03. A

04. E

05. C

06. E 07. E 08. C 09. E 10. C 11. A 12. A 13. C

14. A) Os lisossomos são produzidos como vesículas que se destacam das bolsas (cisternas, sáculos) do complexo de Golgi.

B) Digestão intracelular.

C) Porque as funções que gastam energia, realizadas pelas organelas celulares, usam energia na forma de ATP, que é produzido, em sua maioria, nas mitocôndrias.

Seção Enem

01. B 02. C

MÓDULO

Respiração celular e fermentação são processos de obtenção de energia a partir de compostos orgânicos.

Consistem numa série de reações químicas que visam à degradação (“quebra”) de moléculas orgânicas no interior da célula, com o objetivo de liberar a energia nelas contida.

Parte dessa energia irradia-se para o meio sob a forma de calor e parte é utilizada na síntese de moléculas de ATP, nas quais fica armazenada até ser utilizada numa atividade.

Assim, o objetivo da respiração celular e da fermentação é a síntese de moléculas de ATP.

Energia

Composto orgânico (Ex.: Glicose)

Calor ADP + Pi → ATP

Os compostos orgânicos utilizados no processo de obtenção de energia estão representados principalmente pelos carboidratos, notadamente a glicose. No entanto, na carência de carboidratos, as células passam a utilizar lipídios e, na falta destes, chegam a lançar mão das proteínas para obtenção de energia.

O O2 pode participar ou não como um dos reagentes dessas reações que visam à obtenção de energia. Quando o O2 participa, diz-se que o processo é aeróbio (aeróbico); quando não há participação do O2, o processo é dito anaeróbio (anaeróbico). A respiração pode ser aeróbia ou anaeróbia, já a fermentação é um processo anaeróbio.

Existem células que só realizam processo aeróbio; outras que só realizam o processo anaeróbio; e, ainda, existem aquelas que podem realizar as duas modalidades. Assim, podemos classificar as células em:

• Aeróbias estritas – Só realizam o processo aeróbio.

Na ausência de O2, morrem. A maioria das células do nosso corpo está incluída nessa categoria.

• Anaeróbias estritas ou obrigatórias – Só realizam o processo anaeróbio. A presença do O2, inclusive, lhes é prejudicial, chegando a matá-las.

Isso acontece, por exemplo, com células de alguns micro-organismos, como é o caso do Clostridium tetani, bactéria causadora do tétano.

• Anaeróbias facultativas – São capazes de realizar processo aeróbio e anaeróbio, conforme tenham ou não à sua disposição o O2. Na presença de O2, realizam o processo aeróbio; na ausência de O2, passam a obter energia por processo anaeróbio. Isso é feito, por exemplo, por nossas células musculares esqueléticas.

RESPIRAÇÃO AERÓBIA

No metabolismo celular, normalmente, a respiração aeróbia é feita a partir da glicose. Trata-se de uma reação exergônica que pode ser representada de forma simplificada através da seguinte equação química:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O Energia

A glicose (C6H12O6), utilizada como reagente, pode ser obtida através da alimentação, no caso de organismo heterótrofo, ou, então, é produzida dentro da própria célula, através da fotossíntese ou da quimiossíntese, no caso de o organismo ser autótrofo.

O oxigênio (O2), que também é um reagente da respiração aeróbia, normalmente é proveniente do meio ambiente, podendo, dependendo da espécie, ser retirado da atmosfera, da água (O2 que se encontra dissolvido entre as moléculas de água dos rios, mares, lagos, etc.) e mesmo do solo.

O gás carbônico ou dióxido de carbono (CO2) é um dos produtos finais da reação. Em altas concentrações no interior do organismo, torna-se uma substância prejudicial e tóxica para as células, uma vez que é um óxido ácido. Assim, quanto maior a sua concentração num meio, mais ácido esse meio se torna. Essa acidificação excessiva pode levar à morte das células. Por isso, o CO2 formado nas reações da respiração aeróbia, normalmente, é eliminado para o meio ambiente.

Na respiração aeróbia, portanto, há, normalmente, uma troca de gases (absorção de O2 e eliminação do CO2) entre o organismo e o meio ambiente.

BIOLOGIA FRENTE

Respiração celular

e fermentação 08 A

A água (H2O), outro produto da reação, pode ser utilizada no próprio metabolismo celular, como também pode ser eliminada por meio de diferentes processos (transpiração, por exemplo).

Quanto à energia liberada pela reação, parte dela é perdida para o meio sob a forma de calor, e parte é utilizada na fosforilação de moléculas de ADP para a fabricação de ATP, conforme mostra o esquema a seguir:

Energia

ADP + Pi ATP

A respiração aeróbia feita a partir da glicose pode ser subdividida em três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória.

Glicólise

Ocorre no hialoplasma das células e consiste numa sequência de reações que tem como finalidade “quebrar”

ou decompor a molécula de glicose (que possui 6 carbonos) em duas moléculas menores (cada uma com 3 carbonos) de uma substância denominada ácido pirúvico (piruvato).

De forma mais simples, podemos resumir a glicólise da seguinte maneira:

Ácido pirúvico Ácido pirúvico H2

H2

NAD NADH2 NAD

NADH2

Glicose 2ATP 4 ATP

4 ADP + 4Pi

2 ADP + 2Pi

Glicólise – O esquema mostra resumidamente que as reações da glicólise consomem 2 ATP, liberam hidrogênios com a consequente formação de 2NADH2 (2NADH + H+), liberam energia que é utilizada para a síntese de 4 ATP e formam duas moléculas de ácido pirúvico. O NAD ou NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídeo) é um transportador de hidrogênios.

Ao receber hidrogênios, o NAD passa para a sua forma reduzida NADH + H+ que, por comodidade didática, muitos autores preferem representar por NADH2 ou NAD.2H). Embora a oxidação e a redução sejam definidas para perda e ganho de elétrons, podemos também usar esses termos quando são ganhos ou perdidos átomos de hidrogênio, porque as transferências de átomos de hidrogênio envolvem transferência de elétrons (H = H+ + e–). Os NADH2 formados na glicólise irão para a cadeia respiratória.

Após a glicólise, cada molécula de ácido pirúvico sofre descarboxilação (saída de CO2, devido à ação das enzimas descarboxilases), e desidrogenação (saída de H2), transformando-se em ácido acético (composto com apenas dois carbonos na molécula).

Glicólise

H2

Ácido pirúvico Ácido pirúvico

Ácido acetil CoA Ácido acetil CoA H2

Glicose

NAD NAD

NADH2 NADH2

CO2 CO2

As moléculas de CO2 liberadas dessas reações são eliminadas para o meio extracelular e, posteriormente, liberadas no meio ambiente. Os H2 liberados são captados por moléculas de NAD, formando NADH2 que, por sua vez, irão para a cadeia respiratória. Cada molécula de ácido acético liga-se à coenzima A, formando um composto conhecido por acetil CoA que irá para o ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

O radical acetil do ácido acético desliga-se da coenzima A e reage com o ácido oxalacético (um composto que tem 4 carbonos na molécula), formando o ácido cítrico (com 6 carbonos na molécula). Assim, o ácido cítrico é o primeiro composto formado nessa etapa e, por isso, o ciclo de Krebs é conhecido também por ciclo do ácido cítrico. No quadro a seguir, temos uma representação esquemática e resumida do ciclo de Krebs.

Acetil Ácido

oxalacético 4C

Ácido cítrico

5C 4C

Ciclo de Krebs Acetil CoA

NADH2

NADH2

NADH2

CO2

CO2 FADH2

ATP Coenzima A

Ciclo de Krebs – O esquema do ciclo de Krebs representado anteriormente mostra que, em cada volta do ciclo, ocorrem os seguintes fenômenos: o ácido cítrico é degradado sucessivamente em compostos com 5 e 4 carbonos, até reconstituir o ácido oxalacético; liberação de 2CO2 (descarboxilação) que, normalmente, serão eliminados para o meio extracelular e, posteriormente, para o meio ambiente; liberação de energia que permitirá diretamente a síntese de um ATP e liberação de 4H2 (desidrogenação). Destes, 3H2 são captados por moléculas de NAD, formando 3NADH2, e o outro H2 liga-se a uma molécula de FAD, formando um FADH2. O FAD (flavina adenina dinucleotídeo), assim como o NAD, é um aceptor e transportador de hidrogênios. Os NADH2 e o FADH2 formados durante as reações do ciclo de Krebs também irão para a cadeia respiratória.

BIOLOGIA

Cadeia respiratória

A cadeia respiratória, que nas células eucariotas é realizada na membrana interna da mitocôndria, tem início a partir dos NADH2 e dos FADH2 produzidos nas etapas anteriores da respiração celular. Nela, ocorre síntese de água, transporte de elétrons através de uma cadeia de substâncias (cadeia transportadora de elétrons) e bomba de prótons (H+) com consequente síntese de ATP. A cadeia transportadora de elétrons é um conjunto de reações de oxirredução que envolve a participação de quatro complexos proteicos (I, II, III e IV) e de duas moléculas conectoras móveis: a ubiquinona (coenzima Q) e o citocromo C.

A bomba de prótons é um mecanismo de transporte ativo que transfere íons H+ da matriz mitocondrial para o espaço intermembrana (espaço existente entre a membrana externa e a membrana interna da mitocôndria). A ilustração a seguir mostra de forma simplificada os principais fenômenos da cadeia respiratória.

e– H+

H+ H+

H+ H+

H+

H+ H+ H+ H+

H+ H+

H+ H+

H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+

MATRIZ MITOCONDRIAL

NADH2 NAD

FAD

Espaço intermemb

rana Membrana interna

Complexo I

Complexo

II Complexo

III

Complexo IV

½O2 ATP H2O

Ubiquinona Citocromo C ATP-Sintase

CITOSOL

FADH2

ADP + Pi

e–

Membrana externa

A cadeia respiratória – A oxidação dos NADH2 (NADH2 → NAD + 2H+ + 2e–) e a dos FADH2 (FADH2 → FAD + 2H+ + 2e–) liberam elétrons e prótons. Os elétrons provenientes da oxidação dos NADH2 são recebidos pelo complexo I no começo da cadeia respiratória, enquanto aqueles provenientes dos FADH2 são recebidos pelo complexo II. Desses receptores (I e II), os elétrons são transferidos para a ubiquinona, de onde são repassados para o complexo III e daí para o citocromo C. Do citocromo C, eles são enviados para o complexo IV, que, então, os entrega ao O2, que se combina com íons H+, formando água (H2O). O oxigênio, portanto, é o receptor final dos elétrons na cadeia transportadora. Nesse processo de transferência de elétrons dos NADH2 e dos FADH2 até o O2, há, gradativamente, liberação de energia. Parte dessa energia é dissipada sob a forma de calor e parte é utilizada para bombear prótons (H+) da matriz mitocondrial para o espaço existente entre as membranas mitocondriais. Portanto, à medida que os elétrons passam pela cadeia transportadora, os prótons são bombeados para o espaço intermembrana. O acúmulo de íons H+ nesse espaço cria um gradiente de concentração de prótons:

concentração alta de H+ no espaço intermembrana e concentração baixa de H+ na matriz mitocondrial. Devido à carga positiva nos prótons (H+), estabelece-se também uma diferença na carga elétrica: a matriz mitocondrial torna-se mais negativa que o espaço intermembrana.

Juntos, o gradiente de concentração de prótons e a diferença de carga constituem uma fonte de energia potencial denominada força motora de prótons. Essa força aciona o retorno de prótons para a matriz mitocondrial, através de um canal específico de prótons formado por um complexo proteico denominado ATP-sintase (ATP-sintetase). Ao passar por esse complexo proteico, ocorre liberação de energia, que é, então, utilizada para fosforilar o ADP, ou seja, acrescentar um fosfato ao ADP, transformando-o em ATP. O complexo ATP-sintase “extrai”

energia química dos íons H+ para sintetizar ATP. Essa fosforilação que ocorre na cadeia respiratória é conhecida por fosforilação oxidativa.

As reações da cadeia respiratória são de oxirredução, isto é, reações que envolvem perda e ganho de hidrogênios e de elétrons.

Para os químicos, uma substância que perde elétrons ou hidrogênios fica oxidada. Quando ganha elétrons ou hidrogênios, fica reduzida. A glicose e seus subprodutos, por exemplo, ao perderem hidrogênios para os NAD, estão sofrendo oxidação. Por isso, fala-se que durante a respiração ocorre oxidação da glicose. Por outro lado, os NAD, ao receberem hidrogênios transformando-se em NADH2, estão sofrendo redução. Todos os componentes da cadeia respiratória, ao receberem elétrons, reduzem-se e, ao cedê-los para a substância seguinte, tornam a se oxidar. Assim, na respiração celular, a todo momento ocorrem reações de oxidação e de redução.

O objetivo da respiração celular é a produção de ATP.

A produção líquida ou saldo energético (em moléculas de ATP) por glicose pode chegar a 32 ATP, dependendo do tipo de célula. Veja o quadro a seguir:

Saldo energético da respiração aeróbica / glicose

Glicólise São produzidos 4 ATP, mas, como são gastos 2 ATP, há saldo positivo de 2 ATP.

Ciclo de Krebs Cada ciclo produz 1 ATP. Como são 2 ciclos por glicose, o saldo é de 2 ATP.

Cadeia respiratória

Cada NADH2 proporciona a síntese de 2,5 ATP. Como são 10 NADH2 por glicose, a partir deles são produzidos 25 ATP.

Cada FADH2 proporciona a síntese de 1,5 ATP. Como são 2 FADH2 por glicose, a partir deles são produzidos 3 ATP.

Saldo total → 2 ATP + 2 ATP + 25 ATP + 3 ATP = 32 ATP

Existem células em que a membrana interna da mitocôndria é impermeável ao NADH2. Nessas células, a passagem para o interior da mitocôndria dos hidrogênios transportados pelos 2NADH2, produzidos no citosol durante a glicólise, requer gasto de energia, sendo gasto 1 ATP para cada um desses NADH2. Nessas células, portanto, o saldo energético / glicose é de 30 ATP (32 – 2 = 30 ATP).

Para realizar a respiração aeróbica, a glicose é o

“combustível” preferido pela célula. Mas não é o único.

Na falta de glicose, a célula lança mão dos lipídios e, caso haja necessidade, até das proteínas. Isso é possível porque a substância acetil CoA, formada na respiração aeróbica, também pode ser produzida a partir de outros compostos orgânicos, como ácidos graxos, glicerol e aminoácidos.

Portanto, tanto os carboidratos como os lipídios e as proteínas podem originar o acetil CoA através de diferentes vias metabólicas. O acetil CoA, independentemente de onde provém, seguirá o mesmo caminho, ou seja, entrará no ciclo de Krebs, conforme mostra o esquema a seguir:

Glicídeos Glicerídeos

Ácido pirúvico Acetil CoA

Ciclo Krebsde Glicerol

Ácidos graxos Aminoácidos

Proteínas

A respiração aeróbia, não importando se feita a partir de glicídio, lipídio ou proteína, necessita de O2 para sua realização, e, no decorrer das reações, há a produção de CO2. A relação existente entre a quantidade de moléculas de CO2 liberadas durante a reação e a quantidade de moléculas de O2 consumidas denomina-se quociente respiratório (Q.R.).

Veja os exemplos a seguir:

. . O c onsumido CO liberado Q R

2

= 2

• Q.R. da glicose (C6H12O6): C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O Q.R. = 6/6 = 1

• Q.R. do ácido esteárico (C18H36O2): C18H36O2 + 26 O2 → 18 CO2 + 18 H2O Q.R. = 18/26 = 0,69 Os exemplos anteriores mostram que o Q.R. é diferente para cada tipo de substância. O ácido esteárico, por exemplo, requer muito mais oxigênio para sua oxidação do que a glicose.

O consumo de O2 está diretamente relacionado às atividades metabólicas. Assim, uma das maneiras de se avaliar a taxa metabólica de um organismo aeróbio é através do consumo de O2 feito por esse organismo num determinado intervalo de tempo: quanto mais intensa a atividade metabólica, mais intensamente se faz a respiração celular e, consequentemente, maior será o consumo de O2.

Animais lentos e animais que vivem fixos a substratos têm, em geral, taxas metabólicas menores do que animais mais ativos. As taxas de consumo de O2 nos celenterados sésseis (fixos), por exemplo, são relativamente baixas, enquanto, nos mamíferos e nos insetos voadores, são mais elevadas.

As taxas metabólicas variam também num mesmo indivíduo, dependendo da idade, das atividades realizadas, do estado nutricional e da hora do dia. Por exemplo: quando o animal realiza um trabalho muscular intenso, consome muito mais O2 do que quando está em repouso. Um mamífero correndo usa entre 5 e 20 vezes mais O2 por minuto do que quando está parado. Insetos durante o voo consomem cerca de 100 vezes mais oxigênio do que quando estão no chão.

Há também uma diferença quando comparamos animais pecilotermos (poiquilotermos) com os homeotermos.

Os pecilotermos, também conhecidos por animais de

“sangue frio”, possuem metabolismo mais baixo do que os homeotermos. Contudo, nos homeotermos, a taxa metabólica varia na razão inversa ao tamanho ou à massa corporal.

Animais grandes têm menor taxa metabólica do que animais pequenos. Num animal pequeno, a superfície do corpo é grande em relação ao seu volume e, dessa forma, a perda de calor pela pele é relativamente maior. Por isso, os animais pequenos têm necessidade de maior consumo de alimento por grama de peso que animais maiores. Um elefante, por exemplo, tem menor taxa metabólica do que um rato.