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CITOPLASMA - COMPONENTES l l l Hialoplasma, citosol ou citoplasma fundamental Citoesqueleto Organelas citoplasmáticas Vacúolos Inclusões citoplasmáticas

HIALOPLASMA OU CITOSOL l l l Cinetossomo - região da celula compreendida entre a membrana e o citoplasma. Matriz amorfa gelatinosa na qual estão mergulhadas as organelas e inclusões citoplasmáticas. Sistema coloidal: fase dispersante: representada pela água fase dispersa: representada por moléculas de proteínas que formam partículas denominadas micelas

HIALOPLASMA OU CITOSOL l Estado sol: quando as micelas dispõem-se l Tixotropia: desordenadamente no meio líquido, dando aspecto mais fluido ao sistema. l Estado gel: quando as micelas apresentam estado mais organizado dentro do líquido, dando aspecto viscoso ao sistema. Sol Gel: gelação Gel Sol: solação l l l Mudanças de estado coloidal: Liofilo – grande afinidade entre as micelas e solvente. Liofobo – baixa afinidade entre as micelas e solvente. dependentes do citoesqueleto (principalmente) e de

Componentes citoplasmaticos l l Componentes vivos: orgânulos citoplasmáticos (protoplasma). Ex: ribossomos, mitocôndrias. Componentes inertes: inclusões citoplasmáticas (paraplasma) Ex: sais, cristais, restos de organóides.

CITOESQUELETO l Liga-se às proteínas do citosol e às organelas membranosas. l Responsável por alterações na viscosidade do citoplasma, pela organização integrada das organelas citoplasmáticas e pelo deslocamento de determinadas organelas citoplasmáticas (ex. : mitocôndrias e lisossomos). l Componentes: microfilamentos: proteína actina. microtúbulos: proteína tubulina. filamentos intermediários: proteínas fibrosas.

CITOESQUELETO- COMPONENTES

CITOESQUELETO- COMPONENTES l Microfilamentos: os filamentos de actina atuam no citoplasma na forma de redes ou feixes. Se distribuem logo abaixo da membrana plasmática, estão ligados entre si por várias proteínas, formando uma rede chamada córtex celular.

CITOESQUELETO- COMPONENTES l Microtúbulos: estão em constante reorganização crescendo em uma extremidade graças à polimerização local de tubulina, e diminuindo na outra extremidade graças à despolimerização local.

CITOESQUELETO

MICROTÚBULOS FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS MICROFILAMENTOS DE ACTINA

CITOESQUELETO- COMPONENTES l Filamentos intermediários: fibras protéicas duras e resistentes encontradas no citoplasma da maioria, mas não de todas as células animais. São assim denominados devido ao fato de, em micrografia eletrônica, possuírem diâmetro de tamanho intermediário entre os filamentos finos (actina) e microtúbulos, de calibre maior. São formados por um grupo de proteínas heterogêneas.

MOVIMENTOS CITOPLASMÁTICOS l Movimentos amebóides: a região do citoplasma mais externa da célula, que se localiza abaixo da membrana plasmática, é chamada ectoplasma, sendo um colóide no estado de gel. Já a maior parte do citoplasma, interna ao ectoplasma, é chamada endoplasma e é um colóide no estado sol. Células vivas, como amebas e leucócitos, têm a capacidade de transformar, em certas circunstâncias, partes do hialoplasma geleificadas em sol, e vice-versa. Essas transformações estão na base do famoso movimento amebóide, através do qual amebas e leucócitos "derramam" seu citoplasma para a frente, formando pseudópodes.

MOVIMENTOS CITOPLASMÁTICOS l Ciclose: corrente citoplasmática orientada em um certo sentido, sendo bem visível especialmente no endoplasma de muitas células vegetais. A velocidade da ciclose é aumentada pela elevação da luz e da temperatura.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula procariótica Ribossomos: síntese de proteínas

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Ergastoplasma ou retículo endoplasmático rugoso (granular): síntese de proteínas; transporte de material dentro da célula. c Retículo endoplasmático liso (agranular): transporte de substâncias; síntese de lipídeos esteróides; inativação de certos hormônios; inativação de substâncias nocivas ao organismo; condução intracelular do impulso nervoso nas células do músculo estriado.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Complexo de golgiense: constituído por várias unidades menores, os dictiossomos. Cada dictiossomo é composto por uma pilha de cinco ou mais sacos achatados, feitos de membrana dupla lipoprotéica, e dispostos de forma regular. Nas bordas dos sacos podem ser observadas vesículas em processo de brotamento. Possui uma face cis (convexa), voltada para o núcleo, e uma face trans (côncava), voltada para a membrana plasmática. Entre elas estão as cisternas medianas. c. Funções: acúmulo e eliminação de secreções; síntese de glicídios. Grãos de zimogênio

Nature Cell Biology 5, 440 - 446 (2003) Published online: 22 April 2003; | doi: 10. 1038/ncb 980 Regulation of calcium signals in the nucleus by a nucleoplasmic reticulum Wihelma Echevarría 1, M. Fatima Leite 2, Mateus T. Guerra 3, Warren R. Zipfel 4 & Michael H. Nathanson 3 1 Department of Pediatrics, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520 -801, USA 2 Department of Physiology and Biophysics, Federal University of Minas Gerais, Belo Horizonte 31270 -901, Brazil 3 Departments of Medicine and Cell Biology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06520 -801, USA 4 Department of Applied and Engineering Physics, Cornell University, Ithaca, NY 14853 -2501, USA

ü Descrição da função de uma nova organela; ü Localizada no núcleo celular; ü Recém-batizada de retículo nucleoplasmático (RN); ü A estrutura havia sido visualizada em 1997; ü O RN, formado por uma rede de túbulos ramificados; ü É responsável por armazenar e liberar íons de cálcio dentro do núcleo; ü O Retículo endoplasmático, armazena e libera íons de cálcio no citoplasma.

ü O cálcio modula funções como proliferação e diferenciação celulares, ativação e transcrição de genes, apoptose (morte programada das células), síntese de proteínas, secreção hormonal e contração muscular. ü A nova organela era confundida com resíduos do fixador(ME). Células de fígado marcadas de forma a realçar os RN - túbulos brancos ü Para observar a estrutura, foi utilizado um 'microscópio de dois fótons', na Universidade de Yale. O aparelho tem alta resolução de imagem e permite a visualização de células vivas.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Mitocôndria: produção de energia pela respiração celular.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c. Ribossomos: síntese protéica.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l c Célula eucariótica animal Peroxissomos: processamento das reações oxidativas utilizando oxigênio molecular (detoxicação). Degradação da água oxigenada e do álcool. Contêm enzimas oxidativas, como catalase e urato oxidase. Usam oxigênio molecular para remover átomos de hidrogênio de substratos orgânicos (R) em reações oxidativas, que produzem peróxido de hidrogênio (H 2 O 2): RH 2 + O 2 R + H 2 O 2 A principal função das reações oxidativas nos peroxissomos é a quebra de moléculas de ácidos graxos, em um processo denominado -oxidação.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Lisossomos: digestão intracelular.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Origem e tipos de Lisossomos Cr: corpo residual; D: dictiossoma; E: endossoma; L. p: lisossoma primário; L. s : lisossoma secundário; V. s : vesícula de secreção.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Centríolos: formação do fuso na divisão celular; formação de cílios e flagelos. Compostos por 9 tríades de microtúbulos dispostos de maneira a formar um cilindro.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Cílios e flagelos: prolongamentos finíssimos que crescem a partir da superfície da célula. n Funções: locomoção celular (algas, protozoários, espermatozóides), captura de alimentos (esponjas), limpeza do organismo (epitélio traqueal nas vias respiratórias), etc. n Estrutura interna: axonema formado por 9 pares de microtúbulos dispostos de forma cilíndrica e um par central (haste). n Cílios são curtos e numerosos, flagelos são longos e pouco numerosos. n Cinetossomo ou corpo basal: na base de cada cílio e flagelo. No corpo basal, diferentemente da haste, há 9 túbulos triplos e não apresenta o par central (centríolo).

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica animal c Cílios: esquema e movimento ciliar

CÍLIOS E FLAGELOS TIPOS DE MOVIMENTOS

CÍLIOS E FLAGELOS TIPOS DE MOVIMENTOS

FLAGELOS ESPERMATOZÓIDE

CONDIÇÕES DE FECUNDAÇÃO Durante o período de ovulação, o colo do útero fica bem aberto com um muco alcalino abundante onde é mais fácil a deslocação dos espermatozóides

Só parte do espermatozóide é que entra na célula feminina.

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Célula eucariótica vegetal

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS Presentes apenas em célula eucariótica vegetal Plastos: armazenamento de amido, l c pigmentos e outros produtos celulares. c Cloroplastos: fotossíntese

ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS l Presentes apenas em célula eucariótica vegetal Glioxissomos: organela similar aos peroxissomos de células animais. Contém enzimas para conversão de lipídios em açúcares ( -oxidação de ácidos graxos), úteis no metabolismo celular.

Vacúolos l Célula eucariótica vegetal Participação no controle osmótico da célula e armazenamento de substâncias, excesso de água, pigmentos solúveis e diversos produtos a serem eliminados.

Vacúolo pulsátil (contrátil) l Protistas Participação no controle osmótico da célula elimina o excesso de água que entra por osmose.

INCLUSÕES CITOPLASMÁTICAS c Glicogênio - abundante em hepatócitos e células musculares. c Lipídios – adipócitos c Pigmentos - hemoglobina, melanina c Cristais - células de Sértoli, células instersticiais, macrófagos; células vegetais Figura: inclusões citoplasmáticas do hepatócito sob a forma de grânulos vermelho-púrpura, contendo glicogênio.

Quadro Comparativo entre células de organismos procariontes e eucariontes Organela Monera Protista Fungos Vegetais Animais Retículo endoplasmático Ausente Presente Ribossomo Presente Presente Complexo de Golgi Ausente Presente Lisossomo Ausente Presente Mitocôndria Ausente Presente Centríolo Ausente Presente Ausente nos vegetais superiores Presente Plastos Ausentes Presentes em algumas formas Ausentes Presente Ausentes Vacúolo Ausente Presente Ausente Peroxissomo Ausente Presente Glioxissomo Ausente Presente Ausente

NÚCLEO DE EUCARIONTES CONTÉM DNA Características • Controla a divisão celular • Atividades metabólicas das células

NÚCLEO EM INTÉRFASE • ENVOLTÓRIO NUCLEAR • NUCLÉOLO • NUCLEOPLASMA • CROMATINA NÚCLEO EM DIVISÃO • ENVOLTÓRIO NUCLEAR • NUCLÉOLO • NUCLEOPLASMA • CROMOSSOMOS Visíveis no início e final da divisão

Componentes do núcleo a) Envoltório nuclear (carioteca): Presença de poros –ANNULI b) Cariolinfa/nucleoplasma: solução de proteínas, metabólitos e íons (DNA-polimerase e as RNA-polimerases). Entre os metabólitos, encontram-se os intermediários da glicólise e da via das pentoses, coenzimas, íons e nucleosídeos. c) Nucléolo: Corpúsculos esféricos densos, sem membrana e formado por RNAr. d) Cromatina e Cromossomos: contém informação genética.

Núcleo Envoltório nuclear Citoplasma Dupla membrana lipoprotéica

POROS

PORO OU “ANNULI” ENVOLTÓRIO NUCLEAR NUCLEOPLASMA PORO OU “ANNULI”

NUCLÉOLO RNAr + Proteínas Armazena subunidades ribossômicas

Organização molecular da Cromatina - 70% fração protéica + 30% DNA (informação genética). - Formado por proteínas – Histonas (H 1, H 2 a, H 2 b, H 3 e H 4), presença de dois tipos de aminoácidos: ARGININA e LISINA. - Proteínas não-histônicas: contráteis, ribossomais e diversas enzimas (500 tipos).

Tipos de Cromatina a) Heterocromatina: - Apresenta replicação tardia do DNA. -Ficam permanentemente espiraladas. - Apresentam genes inativos. b) Eucromatina: - Apresentam porções desespiralizadas. - Intensa atividade (genes ativos). Heterocromatina: a) Constitutiva: - Pernanece condensada durante todo o ciclo celular. - Concentram-se em blocos no cromossomo.

b) Heterocromatina Facultativa: -Aparece em um dos cromossomos homólogos. - Envolve todo o cromossomo e não apenas blocos. - Apresenta características de heterocromatina e eucromatina. Ex: Corpusculo de Barr (células femininas).

EUCROMATINA HETEROCROMATINA CROMONEMAS CROMATINA = CONJUNTO DE CROMONEMAS CROMONEMA = 1 DNA + PROTEÍNAS HISTÔNICAS ESPIRALIZAÇÃO DESESPIRALIZAÇÃO CROMOSSOMO CROMONEMA DESESPIRALIZAÇÃO CROMOSSOMO

DESESPIRALIZAÇÃO Anáfase e Telófase (Divisão) CROMÁTIDES IRMÃS REGIÃO CENTROMÉRIC A DUPLICAÇÃO S (Intérfase) ESPIRALIZAÇÃO Prófase e Metáfase (Divisão) SEPARAÇÃO Anáfase (Divisão) CROMOSSOMO DUPLICADO CROMONEMA SIMPLES CROMONEMA DUPLICADO CROMOSSOMOS SIMPLES

Classificação dos cromossomos De acordo com a posição do centrômero, podemos classificar os cromossomos em quatro tipos: -Cromossomo Metacêntrico: Centrômero bem no centro, formando dois braços do mesmo tamanho. -Cromossomo Submetacêntrico: Centrômero deslocado da região central, podendo ser notados dois braços de comprimentos diferentes. -Cromossomo Acrocêntrico: Centrômero próximo a uma de umas extremidades, formando um braço bem longo e outro bem pequeno. - Cromossomo Telocêntrico: Centrômero terminal. Nesse caso, o cromossomo é formado por um só braço.

CONCEITOS IMPORTANTES LOCUS GÊNICO CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS GENES ALELOS CÉLULA DIPLÓIDE (2 n) Ex. : homem : 2 n = 46 CÉLULA HAPLÓIDE (n) Ex. : homem : n = 23

CROMOSSOMO REGIÃO TELÔMERO CENTROMÉRICA (Satélite) (constricção primária) Cromátides irmãs ACROCÊNTRICO SUBMETACÊNTRICO TELÔMERO CONSTRICÇÃO SECUNDÁRIA TELOCÊNTRICO METACÊNTRICO

Classificação dos cromossomos Modificado na Conferência de Paris (1971) - Classificação Internacional dos cromossomos. Grupos Tamanho Centrômero A: 1 -3 Grande Metacêntrico B: 4 -5 Grande Submetacêntrico C: 6 -12, X Médio Submetacêntrico D: 13 -15 Médio Telocêntrico E: 16 -18 Curto Metacêntrico F: 19 -20 Pequeno Metacêntrico G: 21 -22, Y Muito pequeno Telocêntrico

CARIÓTIPO = conjunto de dados sobre número, tamanho e forma dos cromossomos MULHER : 44 A XX HOMEM : 44 A XY GENOMA = lote haplóide de cromossomos ou conjunto de genes da espécie PROTEOMA = conjunto de proteínas da espécie

Alterações numéricas do cariótipo Denominações Frequência(aprox. ) Principais características fenotípicas Sindrome de Down (Trissomia do 21) 1/650 Hiperflexibilidade articular, tendência manter a boca aberta, braquicefalia, fendas palpebrais, pescoço curto, orelhas pequenas e displásicas, mãos curtas, prega palmar horizontal única. Sindrome de Edwards(Trissomia do 18) 1/4. 000 Atraso psicomotor grave, orelhas diplásicas com implantação baixa, esterno curto, anomalia cardíaca, hérnias inguinais e umbilical; pelve pequana, mãos fechadas.

Denominações Frequência(aprox. ) Principais características fenotípicas Síndrome de Patau (Trissomia do 13) 47; 44+13 1/6. 000 Anomalia cerebral grave, deficiência mental, microftalmia/anoftalmia, fissura labial e ou palatina, anomalia genital, polidactilia. Síndrome de Klinefelter (XXY) 1/600 Retardamento menatl moderado, estatura alta, com membros longos, pênis e testículos pequenos, infertilidade, ginecomastia, caracteres pouco desenvolvidos. Sindrome de Turner XO 1/3. 500 Baixa estatura, disgenesia ovariana, palato estreito, pescoço curto, alado, tórax largo, mamilos afastados, anomalia cardíaca, unhas estreitas.