14. células vegetais

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