Organelos de membrana da célula

Organelas celulares

Organelas (organelas) são microestruturas obrigatórias para todas as células, desempenhando determinadas funções vitais. É feita uma distinção entre organelas membranosas e não membranosas. As organelas membranosas, separadas do hialoplasma circundante por membranas, incluem o retículo endoplasmático, o aparelho reticular interno (complexo de Golgi), lisossomos, peroxissomos e mitocôndrias.

Organelas de membrana da célula

Todas as organelas de membrana são constituídas por membranas elementares, cujo princípio de organização é semelhante à estrutura dos citolemas. Os processos citofisiológicos estão associados à adesão, fusão e separação constantes das membranas, enquanto a adesão e a unificação de monocamadas de membrana topologicamente idênticas são possíveis apenas. Assim, a camada externa da membrana de qualquer organela voltada para o hialoplasma é idêntica à camada interna do citolema, e a camada interna voltada para a cavidade da organela é semelhante à camada externa do citolema.

O retículo endoplasmático (retículo endoplasmático) é uma estrutura única e contínua formada por um sistema de cisternas, túbulos e sacos achatados. As micrografias eletrônicas distinguem entre retículo endoplasmático granular (rugoso, granular) e não granular (liso, agranular). O lado externo do retículo granular é coberto por ribossomos, enquanto o lado não granular não possui ribossomos. O retículo endoplasmático granular sintetiza (sobre ribossomos) e transporta proteínas. O retículo não granular sintetiza lipídios e carboidratos e participa de seu metabolismo [por exemplo, hormônios esteroides no córtex adrenal e células de Leydig (sustenócitos) dos testículos; glicogênio nas células hepáticas]. Uma das funções mais importantes do retículo endoplasmático é a síntese de proteínas e lipídios de membrana para todas as organelas celulares.

O aparelho reticular interno, ou complexo de Golgi (apparatus reticularis internus), é um conjunto de sacos, vesículas, cisternas, tubos e placas delimitados por uma membrana biológica. Os elementos do complexo de Golgi estão conectados uns aos outros por canais estreitos. As estruturas do complexo de Golgi são onde os polissacarídeos, complexos proteína-carboidrato, são sintetizados e acumulados e são excretados das células. É assim que os grânulos secretores são formados. O complexo de Golgi está presente em todas as células humanas, exceto eritrócitos e escamas córneas da epiderme. Na maioria das células, o complexo de Golgi está localizado ao redor ou perto do núcleo, em células exócrinas - acima do núcleo, na parte apical da célula. A superfície convexa interna das estruturas do complexo de Golgi está voltada para o retículo endoplasmático, e a superfície côncava externa está voltada para o citoplasma.

As membranas do complexo de Golgi são formadas pelo retículo endoplasmático granular e transportadas por vesículas de transporte. Vesículas secretoras brotam constantemente da parte externa do complexo de Golgi, e as membranas de suas cisternas são constantemente renovadas. As vesículas secretoras fornecem material de membrana para a membrana celular e o glicocálice. Isso garante a renovação da membrana plasmática.

Os lisossomos (lisossomas) são vesículas com diâmetro de 0,2 a 0,5 μm, contendo cerca de 50 tipos de enzimas hidrolíticas diversas (proteases, lipases, fosfolipases, nucleases, glicosidases, fosfatases). As enzimas lisossomais são sintetizadas nos ribossomos do retículo endoplasmático granular, de onde são transferidas por vesículas de transporte para o complexo de Golgi. Os lisossomos primários brotam das vesículas do complexo de Golgi. Um ambiente ácido é mantido nos lisossomos, seu pH flutua de 3,5 a 5,0. As membranas dos lisossomos são resistentes às enzimas neles contidas e protegem o citoplasma de sua ação. A violação da permeabilidade da membrana lisossomal leva à ativação de enzimas e danos graves à célula, incluindo sua morte.

Nos lisossomos secundários (maduros) (fagolisossomos), os biopolímeros são digeridos em monômeros. Estes últimos são transportados através da membrana lisossomal para o hialoplasma da célula. As substâncias não digeridas permanecem no lisossomo, o que faz com que este se transforme em um chamado corpo residual de alta densidade eletrônica.

Peroxissomos (peroxissomos) são vesículas com diâmetro de 0,3 a 1,5 µm. Contêm enzimas oxidativas que destroem o peróxido de hidrogênio. Participam da quebra de aminoácidos, do metabolismo de lipídios, incluindo colesterol e purinas, e da desintoxicação de muitas substâncias tóxicas. Acredita-se que as membranas dos peroxissomos sejam formadas por brotamento a partir do retículo endoplasmático não granular, e as enzimas sejam sintetizadas por polirribossomos.

As mitocôndrias, que são as "estações de energia da célula", participam dos processos de respiração celular e da conversão de energia em formas disponíveis para uso pela célula. Suas principais funções são a oxidação de substâncias orgânicas e a síntese de trifosfato de adenosina (ATP). As mitocôndrias são estruturas arredondadas, alongadas ou em forma de bastonete, com 0,5 a 1,0 μm de comprimento e 0,2 a 1,0 μm de largura. O número, o tamanho e a localização das mitocôndrias dependem da função da célula e de suas necessidades energéticas. Existem muitas mitocôndrias grandes nos cardiomiócitos, fibras musculares do diafragma. Elas estão localizadas em grupos entre as miofibrilas, circundadas por grânulos de glicogênio e elementos do retículo endoplasmático não granular. As mitocôndrias são organelas com membranas duplas (cada uma com cerca de 7 nm de espessura). Entre as membranas mitocondriais externa e interna existe um espaço intermembranar de 10 a 20 nm de largura. A membrana interna forma numerosas dobras, ou cristas. Normalmente, as cristas estão orientadas transversalmente ao longo do eixo da mitocôndria e não alcançam o lado oposto da membrana mitocondrial. Graças às cristas, a área da membrana interna aumenta drasticamente. Assim, a superfície das cristas de uma mitocôndria de um hepatócito é de cerca de 16 μm. Dentro da mitocôndria, entre as cristas, existe uma matriz de granulação fina na qual são visíveis grânulos com um diâmetro de cerca de 15 nm (ribossomos mitocondriais) e filamentos finos representando moléculas de ácido desoxirribonucleico (DNA).

A síntese de ATP nas mitocôndrias é precedida por estágios iniciais que ocorrem no hialoplasma. Nele (na ausência de oxigênio), os açúcares são oxidados a piruvato (ácido pirúvico). Ao mesmo tempo, uma pequena quantidade de ATP é sintetizada. A principal síntese de ATP ocorre nas membranas das cristas nas mitocôndrias com a participação de oxigênio (oxidação aeróbica) e enzimas presentes na matriz. Durante essa oxidação, a energia é formada para as funções celulares, e dióxido de carbono (CO2 ₎ e água (H2O ₎ são liberados. Nas mitocôndrias, moléculas de informação, transporte e ácidos nucleicos ribossômicos (RNA) são sintetizadas em suas próprias moléculas de DNA.

A matriz mitocondrial também contém ribossomos de até 15 nm. No entanto, os ácidos nucleicos e ribossomos mitocondriais diferem de estruturas semelhantes desta célula. Assim, as mitocôndrias possuem seu próprio sistema, necessário para a síntese de proteínas e a autorreprodução. O aumento do número de mitocôndrias em uma célula ocorre por meio de sua divisão em partes menores que crescem, aumentam de tamanho e são capazes de se dividir novamente.

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