3.3: Células eucarióticas
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Nesse ponto, deve ficar claro que as células eucarióticas têm uma estrutura mais complexa do que as células procarióticas. As organelas permitem que várias funções ocorram na célula ao mesmo tempo. Antes de discutir as funções das organelas dentro de uma célula eucariótica, vamos primeiro examinar dois componentes importantes da célula: a membrana plasmática e o citoplasma.
CONEXÃO ARTÍSTICA
Quais estruturas uma célula vegetal tem que uma célula animal não tem? Quais estruturas uma célula animal tem que uma célula vegetal não tem?
A membrana plasmática
Como os procariontes, as células eucarióticas têm uma membrana plasmática (Figura\(\PageIndex{2}\)) composta por uma bicamada fosfolipídica com proteínas incorporadas que separa o conteúdo interno da célula do ambiente circundante. Um fosfolipídio é uma molécula lipídica composta por duas cadeias de ácidos graxos, uma espinha dorsal de glicerol e um grupo fosfato. A membrana plasmática regula a passagem de algumas substâncias, como moléculas orgânicas, íons e água, impedindo a passagem de algumas para manter as condições internas, enquanto atrai ou remove ativamente outras. Outros compostos se movem passivamente pela membrana.
As membranas plasmáticas das células especializadas em absorção são dobradas em projeções semelhantes a dedos chamadas microvilosidades (singular = microvilo). Essa dobra aumenta a área da superfície da membrana plasmática. Essas células são normalmente encontradas revestindo o intestino delgado, o órgão que absorve nutrientes dos alimentos digeridos. Este é um excelente exemplo de forma que corresponde à função de uma estrutura.
Pessoas com doença celíaca têm uma resposta imune ao glúten, que é uma proteína encontrada no trigo, cevada e centeio. A resposta imune danifica as microvilosidades e, portanto, os indivíduos afetados não conseguem absorver nutrientes. Isso leva à desnutrição, cólicas e diarréia. Pacientes com doença celíaca devem seguir uma dieta sem glúten.
O citoplasma
O citoplasma compreende o conteúdo de uma célula entre a membrana plasmática e o envelope nuclear (uma estrutura a ser discutida em breve). É composto por organelas suspensas no citosol gelatinoso, no citoesqueleto e em vários produtos químicos (Figura\(\PageIndex{1}\)). Embora o citoplasma consista em 70 a 80 por cento de água, ele tem uma consistência semissólida, que vem das proteínas dentro dele. No entanto, as proteínas não são as únicas moléculas orgânicas encontradas no citoplasma. Glicose e outros açúcares simples, polissacarídeos, aminoácidos, ácidos nucléicos, ácidos graxos e derivados do glicerol também são encontrados lá. Íons de sódio, potássio, cálcio e muitos outros elementos também são dissolvidos no citoplasma. Muitas reações metabólicas, incluindo a síntese de proteínas, ocorrem no citoplasma.
O citoesqueleto
Se você removesse todas as organelas de uma célula, a membrana plasmática e o citoplasma seriam os únicos componentes restantes? Não. Dentro do citoplasma, ainda existiriam íons e moléculas orgânicas, além de uma rede de fibras proteicas que ajuda a manter a forma da célula, protege certas organelas em posições específicas, permite que o citoplasma e as vesículas se movam dentro da célula e permite que organismos unicelulares se movam de forma independente. Coletivamente, essa rede de fibras proteicas é conhecida como citoesqueleto. Existem três tipos de fibras dentro do citoesqueleto: microfilamentos, também conhecidos como filamentos de actina, filamentos intermediários e microtúbulos (Figura\(\PageIndex{3}\)).
Os microfilamentos são as fibras mais finas do citoesqueleto e funcionam na movimentação de componentes celulares, por exemplo, durante a divisão celular. Eles também mantêm a estrutura das microvilosidades, o extenso dobramento da membrana plasmática encontrada nas células dedicadas à absorção. Esses componentes também são comuns nas células musculares e são responsáveis pela contração das células musculares. Os filamentos intermediários são de diâmetro intermediário e têm funções estruturais, como manter a forma da célula e ancorar organelas. A queratina, o composto que fortalece cabelos e unhas, forma um tipo de filamento intermediário. Os microtúbulos são as fibras do citoesqueleto mais espessas. São tubos ocos que podem se dissolver e se reformar rapidamente. Os microtúbulos orientam o movimento das organelas e são as estruturas que puxam os cromossomos para seus pólos durante a divisão celular. Eles também são os componentes estruturais dos flagelos e dos cílios. Nos cílios e nos flagelos, os microtúbulos são organizados como um círculo de nove microtúbulos duplos na parte externa e dois microtúbulos no centro.
O centrossoma é uma região próxima ao núcleo das células animais que funciona como um centro organizador de microtúbulos. Ele contém um par de centríolos, duas estruturas perpendiculares uma à outra. Cada centríolo é um cilindro de nove trigêmeos de microtúbulos.
O centrossoma se replica antes de uma célula se dividir, e os centríolos desempenham um papel em puxar os cromossomos duplicados para extremidades opostas da célula em divisão. No entanto, a função exata dos centríolos na divisão celular não está clara, pois as células que têm os centríolos removidos ainda podem se dividir, e as células vegetais, que não têm centríolos, são capazes de se dividir.
Flagella e Cilia
Os flagelos (singular = flagelo) são estruturas longas, semelhantes a pêlos, que se estendem da membrana plasmática e são usadas para mover uma célula inteira (por exemplo, espermatozóides, Euglena). Quando presente, a célula tem apenas um flagelo ou alguns flagelos. Quando os cílios (singular = cílio) estão presentes, no entanto, eles são muitos em número e se estendem por toda a superfície da membrana plasmática. São estruturas curtas, semelhantes a pêlos, usadas para mover células inteiras (como o paramécio) ou mover substâncias ao longo da superfície externa da célula (por exemplo, os cílios das células que revestem as trompas de Falópio que movem o óvulo em direção ao útero) ou os cílios que revestem as células do trato respiratório que se movem material particulado em direção à garganta que o muco aprisionou).
O Sistema Endomembranar
O sistema endomembranar (endo = within) é um grupo de membranas e organelas (Figura\(\PageIndex{3}\)) em células eucarióticas que trabalham juntas para modificar, empacotar e transportar lipídios e proteínas. Inclui o envelope nuclear, os lisossomos e as vesículas, o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi, que abordaremos em breve. Embora não esteja tecnicamente dentro da célula, a membrana plasmática está incluída no sistema endomembranoso porque, como você verá, ela interage com as outras organelas endomembranosas.
O Núcleo
Normalmente, o núcleo é a organela mais proeminente em uma célula (Figura\(\PageIndex{1}\)). O núcleo (plural = núcleos) abriga o DNA da célula na forma de cromatina e direciona a síntese de ribossomos e proteínas. Vamos ver isso com mais detalhes (Figura\(\PageIndex{4}\)).
O envelope nuclear é uma estrutura de membrana dupla que constitui a porção mais externa do núcleo (Figura\(\PageIndex{4}\)). Tanto a membrana interna quanto a externa do envelope nuclear são bicamadas de fosfolipídios.
O envelope nuclear é pontuado por poros que controlam a passagem de íons, moléculas e RNA entre o nucleoplasma e o citoplasma.
Para entender a cromatina, é útil primeiro considerar os cromossomos. Os cromossomos são estruturas dentro do núcleo que são compostas de DNA, material hereditário e proteínas. Essa combinação de DNA e proteínas é chamada de cromatina. Nos eucariotos, os cromossomos são estruturas lineares. Cada espécie tem um número específico de cromossomos no núcleo das células do corpo. Por exemplo, em humanos, o número cromossômico é 46, enquanto nas moscas-das-frutas, o número de cromossomos é oito.
Os cromossomos só são visíveis e distinguíveis uns dos outros quando a célula está se preparando para se dividir. Quando a célula está nas fases de crescimento e manutenção de seu ciclo de vida, os cromossomos se assemelham a um conjunto de fios não enrolados e confusos.
Já sabemos que o núcleo direciona a síntese dos ribossomos, mas como ele faz isso? Alguns cromossomos têm seções de DNA que codificam o RNA ribossômico. Uma área de coloração escura dentro do núcleo, chamada nucléolo (plural = nucléolos), agrega o RNA ribossômico às proteínas associadas para reunir as subunidades ribossômicas que são então transportadas pelos poros nucleares para o citoplasma.
O retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático (ER) (Figura\(\PageIndex{7}\)) é uma série de túbulos membranosos interconectados que modificam coletivamente proteínas e sintetizam lipídios. No entanto, essas duas funções são realizadas em áreas separadas do retículo endoplasmático: o retículo endoplasmático rugoso e o retículo endoplasmático liso, respectivamente.
A porção oca dos túbulos ER é chamada de lúmen ou espaço cisternal. A membrana do ER, que é uma bicamada fosfolipídica incorporada com proteínas, é contínua com o envelope nuclear.
O retículo endoplasmático rugoso (RER) tem esse nome porque os ribossomos ligados à sua superfície citoplasmática lhe conferem uma aparência cravejada quando vistos através de um microscópio eletrônico.
Os ribossomos sintetizam proteínas enquanto estão ligados ao ER, resultando na transferência de suas proteínas recém-sintetizadas para o lúmen do RER, onde sofrem modificações, como dobramento ou adição de açúcares. O RER também produz fosfolipídios para as membranas celulares.
Se os fosfolipídios ou proteínas modificadas não forem destinados a permanecer no RER, eles serão embalados dentro de vesículas e transportados do RER por brotamento da membrana (Figura\(\PageIndex{7}\)). Como o RER está envolvido na modificação de proteínas que serão secretadas pela célula, ele é abundante nas células que secretam proteínas, como o fígado.
O retículo endoplasmático liso (SER) é contínuo com o RER, mas tem poucos ou nenhum ribossomo em sua superfície citoplasmática (veja a Figura\(\PageIndex{1}\)). As funções do SER incluem síntese de carboidratos, lipídios (incluindo fosfolipídios) e hormônios esteróides; desintoxicação de medicamentos e venenos; metabolismo do álcool; e armazenamento de íons cálcio.
O Aparelho de Golgi
Já mencionamos que as vesículas podem brotar do pronto-socorro, mas para onde vão as vesículas? Antes de chegar ao destino final, os lipídios ou proteínas dentro das vesículas transportadoras precisam ser separados, embalados e etiquetados para que acabem no lugar certo. A classificação, marcação, embalagem e distribuição de lipídios e proteínas ocorrem no aparelho de Golgi (também chamado de corpo de Golgi), uma série de sacos membranosos achatados (Figura\(\PageIndex{5}\)).
O aparelho de Golgi tem uma face receptora próxima ao retículo endoplasmático e uma face de liberação no lado afastado do pronto-socorro, em direção à membrana celular. As vesículas de transporte que se formam do pronto-socorro viajam até a face receptora, se fundem com ela e esvaziam seu conteúdo no lúmen do aparelho de Golgi. À medida que as proteínas e os lipídios viajam pelo Golgi, eles passam por mais modificações. A modificação mais frequente é a adição de cadeias curtas de moléculas de açúcar. As proteínas e lipídios recém-modificados são então marcados com pequenos grupos moleculares para permitir que sejam encaminhados para seus destinos adequados.
Finalmente, as proteínas modificadas e marcadas são embaladas em vesículas que brotam da face oposta do Golgi. Enquanto algumas dessas vesículas transportam vesículas, depositam seu conteúdo em outras partes da célula onde serão usadas, outras, vesículas secretoras, se fundem com a membrana plasmática e liberam seu conteúdo para fora da célula.
A quantidade de Golgi em diferentes tipos de células ilustra novamente que a forma segue a função dentro das células. Células que realizam uma grande atividade secretora (como células das glândulas salivares que secretam enzimas digestivas ou células do sistema imunológico que secretam anticorpos) têm um número abundante de Golgi.
Nas células vegetais, o Golgi tem um papel adicional de sintetizar polissacarídeos, alguns dos quais são incorporados à parede celular e outros usados em outras partes da célula.
Lisossomos
Nas células animais, os lisossomos são o “depósito de lixo” da célula. As enzimas digestivas dos lisossomos ajudam na degradação de proteínas, polissacarídeos, lipídios, ácidos nucléicos e até mesmo organelas desgastadas. Em eucariotos unicelulares, os lisossomos são importantes para a digestão dos alimentos que ingerem e para a reciclagem das organelas. Essas enzimas são ativas em um pH muito mais baixo (mais ácido) do que aquelas localizadas no citoplasma. Muitas reações que ocorrem no citoplasma não podem ocorrer em um pH baixo, portanto, a vantagem de compartimentar a célula eucariótica em organelas é aparente.
Os lisossomos também usam suas enzimas hidrolíticas para destruir organismos causadores de doenças que podem entrar na célula. Um bom exemplo disso ocorre em um grupo de glóbulos brancos chamados macrófagos, que fazem parte do sistema imunológico do seu corpo. Em um processo conhecido como fagocitose, uma seção da membrana plasmática do macrófago invagina (se dobra) e engolfa um patógeno. A seção invaginada, com o patógeno interno, então se afasta da membrana plasmática e se torna uma vesícula. A vesícula se funde com um lisossomo. As enzimas hidrolíticas do lisossomo então destroem o patógeno (Figura\(\PageIndex{6}\)).
Vesículas e vacúolos
Vesículas e vacúolos são sacos vinculados à membrana que funcionam no armazenamento e transporte. Os vacúolos são um pouco maiores que as vesículas e a membrana de um vacúolo não se funde com as membranas de outros componentes celulares. As vesículas podem se fundir com outras membranas dentro do sistema celular. Além disso, as enzimas nos vacúolos vegetais podem decompor as macromoléculas.
CONEXÃO ARTÍSTICA
Por que a face cis do Golgi não está voltada para a membrana plasmática?
Ribossomos
Os ribossomos são as estruturas celulares responsáveis pela síntese protéica. Quando vistos através de um microscópio eletrônico, os ribossomos livres aparecem como aglomerados ou pequenos pontos flutuando livremente no citoplasma. Os ribossomos podem estar ligados ao lado citoplasmático da membrana plasmática ou ao lado citoplasmático do retículo endoplasmático (Figura\(\PageIndex{7}\)). A microscopia eletrônica mostrou que os ribossomos consistem em subunidades grandes e pequenas. Os ribossomos são complexos enzimáticos responsáveis pela síntese protéica.
Como a síntese de proteínas é essencial para todas as células, os ribossomos são encontrados em praticamente todas as células, embora sejam menores nas células procarióticas. Eles são particularmente abundantes nos glóbulos vermelhos imaturos para a síntese da hemoglobina, que funciona no transporte de oxigênio por todo o corpo.
Mitocôndrias
As mitocôndrias (singular = mitocôndrias) são frequentemente chamadas de “potências” ou “fábricas de energia” de uma célula porque são responsáveis por produzir o trifosfato de adenosina (ATP), a principal molécula transportadora de energia da célula. A formação de ATP a partir da quebra da glicose é conhecida como respiração celular. As mitocôndrias são organelas ovais de membrana dupla (Figura\(\PageIndex{8}\)) que têm seus próprios ribossomos e DNA. Cada membrana é uma bicamada fosfolipídica incorporada com proteínas. A camada interna tem dobras chamadas cristas, que aumentam a área superficial da membrana interna. A área cercada pelas dobras é chamada de matriz mitocondrial. As cristas e a matriz têm papéis diferentes na respiração celular.
De acordo com nosso tema de função de acompanhamento da forma, é importante ressaltar que as células musculares têm uma concentração muito alta de mitocôndrias porque as células musculares precisam de muita energia para se contrair.
Peroxissomas
Os peroxissomas são organelas pequenas e redondas cercadas por membranas simples. Eles realizam reações de oxidação que decompõem os ácidos graxos e aminoácidos. Eles também desintoxicam muitos venenos que podem entrar no corpo. O álcool é desintoxicado pelos peroxissomas nas células do fígado. Um subproduto dessas reações de oxidação é o peróxido de hidrogênio, H 2 O 2, que está contido nos peroxissomos para evitar que o produto químico cause danos aos componentes celulares fora da organela. O peróxido de hidrogênio é decomposto com segurança pelas enzimas peroxissomais em água e oxigênio.
Células animais versus células vegetais
Apesar de suas semelhanças fundamentais, existem algumas diferenças marcantes entre células animais e vegetais (veja a Tabela\(\PageIndex{1}\)). As células animais têm centríolos, centrossomas (discutidos sob o citoesqueleto) e lisossomos, enquanto as células vegetais não. As células vegetais têm uma parede celular, cloroplastos, plasmodesmas e plastídios usados para armazenamento e um grande vacúolo central, enquanto as células animais não.
A parede celular
Na Figura\(\PageIndex{1}\) b, o diagrama de uma célula vegetal, você vê uma estrutura externa à membrana plasmática chamada parede celular. A parede celular é uma cobertura rígida que protege a célula, fornece suporte estrutural e dá forma à célula. As células fúngicas e protistas também têm paredes celulares.
Embora o principal componente das paredes celulares procarióticas seja o peptidoglicano, a principal molécula orgânica na parede celular vegetal é a celulose, um polissacarídeo formado por cadeias longas e retas de unidades de glicose. Quando a informação nutricional se refere à fibra alimentar, está se referindo ao conteúdo de celulose dos alimentos.
Cloroplastos
Como as mitocôndrias, os cloroplastos também têm seu próprio DNA e ribossomos. Os cloroplastos funcionam na fotossíntese e podem ser encontrados em células eucarióticas, como plantas e algas. Na fotossíntese, dióxido de carbono, água e energia luminosa são usados para produzir glicose e oxigênio. Essa é a principal diferença entre plantas e animais: as plantas (autotróficas) são capazes de produzir seu próprio alimento, como a glicose, enquanto os animais (heterotróficos) precisam depender de outros organismos como seus compostos orgânicos ou fonte de alimento.
Como as mitocôndrias, os cloroplastos têm membranas externa e interna, mas dentro do espaço fechado pela membrana interna de um cloroplasto há um conjunto de sacos de membrana interconectados, empilhados e cheios de líquido chamados tilacóides (Figura\(\PageIndex{9}\)). Cada pilha de tilacóides é chamada de granum (plural = grana). O fluido envolto pela membrana interna e ao redor da grana é chamado de estroma.
Os cloroplastos contêm um pigmento verde chamado clorofila, que captura a energia da luz solar para a fotossíntese. Como as células vegetais, os protistas fotossintéticos também têm cloroplastos. Algumas bactérias também realizam fotossíntese, mas não têm cloroplastos. Seus pigmentos fotossintéticos estão localizados na membrana tilacóide dentro da própria célula.
EVOLUÇÃO EM AÇÃO: Endossimbiose
Mencionamos que tanto as mitocôndrias quanto os cloroplastos contêm DNA e ribossomos. Você já se perguntou por quê? Fortes evidências apontam para a endossimbiose como explicação.
A simbiose é uma relação na qual organismos de duas espécies distintas vivem em estreita associação e normalmente exibem adaptações específicas entre si. A endossimbiose (endo- = dentro) é uma relação na qual um organismo vive dentro do outro. As relações endossimbióticas abundam na natureza. Os micróbios que produzem vitamina K vivem dentro do intestino humano. Essa relação é benéfica para nós porque não conseguimos sintetizar a vitamina K. Também é benéfica para os micróbios porque eles são protegidos de outros organismos e recebem um habitat estável e alimentos abundantes por viverem no intestino grosso.
Os cientistas notaram há muito tempo que bactérias, mitocôndrias e cloroplastos são de tamanho semelhante. Também sabemos que as mitocôndrias e os cloroplastos têm DNA e ribossomos, assim como as bactérias. Os cientistas acreditam que as células hospedeiras e as bactérias formaram uma relação endossimbiótica mutuamente benéfica quando as células hospedeiras ingeriram bactérias aeróbicas e cianobactérias, mas não as destruíram. Com a evolução, essas bactérias ingeridas se tornaram mais especializadas em suas funções, com as bactérias aeróbicas se tornando mitocôndrias e as bactérias fotossintéticas se tornando cloroplastos.
O vacúolo central
Anteriormente, mencionamos os vacúolos como componentes essenciais das células vegetais. Se você observar a Figura\(\PageIndex{1}\), verá que cada célula vegetal tem um grande vacúolo central que ocupa a maior parte da célula. O vacúolo central desempenha um papel fundamental na regulação da concentração de água da célula em condições ambientais variáveis. Nas células vegetais, o líquido dentro do vacúolo central fornece pressão de turgor, que é a pressão externa causada pelo fluido dentro da célula. Você já percebeu que se você esquecer de regar uma planta por alguns dias, ela murcha? Isso porque, à medida que a concentração de água no solo se torna menor do que a concentração de água na planta, a água sai dos vacúolos centrais e do citoplasma para o solo. À medida que o vacúolo central encolhe, ele deixa a parede celular sem suporte. Essa perda de suporte nas paredes celulares de uma planta resulta na aparência murcha. Além disso, esse fluido tem um sabor muito amargo, o que desencoraja o consumo por insetos e animais. O vacúolo central também funciona para armazenar proteínas nas células de sementes em desenvolvimento.
Matriz extracelular de células animais
A maioria das células animais libera materiais no espaço extracelular. Os principais componentes desses materiais são as glicoproteínas e a proteína colágeno. Coletivamente, esses materiais são chamados de matriz extracelular (Figura\(\PageIndex{10}\)). A matriz extracelular não apenas mantém as células unidas para formar um tecido, mas também permite que as células dentro do tecido se comuniquem umas com as outras.
A coagulação sanguínea fornece um exemplo do papel da matriz extracelular na comunicação celular. Quando as células que revestem um vaso sanguíneo são danificadas, elas exibem um receptor de proteína chamado fator tecidual. Quando o fator tecidual se liga a outro fator na matriz extracelular, ele faz com que as plaquetas adiram à parede do vaso sanguíneo danificado, estimula a contração das células musculares lisas adjacentes do vaso sanguíneo (contraindo assim o vaso sanguíneo) e inicia uma série de etapas que estimulam a plaquetas para produzir fatores de coagulação.
Junções intercelulares
As células também podem se comunicar umas com as outras por contato direto, chamadas de junções intercelulares. Existem algumas diferenças na forma como as células vegetais e animais fazem isso. Os plasmodesmas (singular = plasmodesma) são junções entre células vegetais, enquanto os contatos com células animais incluem junções estreitas e espaçadas e desmossomos.
Em geral, longos trechos das membranas plasmáticas das células vegetais vizinhas não podem se tocar porque estão separados pelas paredes celulares ao redor de cada célula. Os plasmodesmatas são numerosos canais que passam entre as paredes celulares das células vegetais adjacentes, conectando seu citoplasma e permitindo que moléculas de sinal e nutrientes sejam transportados de célula para célula (Figura\(\PageIndex{11}\) a).
Uma junção estreita é uma vedação estanque entre duas células animais adjacentes (Figura\(\PageIndex{11}\) b). As proteínas mantêm as células firmemente umas contra as outras. Essa adesão firme evita que os materiais vazem entre as células. Junções estreitas são normalmente encontradas no tecido epitelial que reveste os órgãos e cavidades internas e compõe a maior parte da pele. Por exemplo, as junções estreitas das células epiteliais que revestem a bexiga urinária evitam que a urina vaze para o espaço extracelular.
Também são encontrados apenas em células animais os desmossomos, que agem como soldas pontuais entre células epiteliais adjacentes (Figura\(\PageIndex{11}\) c). Eles mantêm as células unidas em uma formação semelhante a uma folha em órgãos e tecidos que se estendem, como pele, coração e músculos.
As junções lacunas em células animais são como plasmodesmas em células vegetais, pois são canais entre células adjacentes que permitem o transporte de íons, nutrientes e outras substâncias que permitem a comunicação das células (Figura\(\PageIndex{11}\) d). Estruturalmente, entretanto, as junções gap e os plasmodesmas diferem.
| Componente celular | Função | Presente em procariontes? | Presente em células animais? | Presente nas células vegetais? |
|---|---|---|---|---|
| Membrana de | Separa a célula do ambiente externo; controla a passagem de moléculas orgânicas, íons, água, oxigênio e resíduos para dentro e para fora da célula | sim | sim | sim |
| Citoplasma | Fornece estrutura à célula; local de muitas reações metabólicas; meio no qual as organelas são encontradas | sim | sim | sim |
| Nucleóide | Localização do DNA | sim | Não | Não |
| Núcleo | Organela celular que abriga DNA e direciona a síntese de ribossomos e proteínas | Não | sim | sim |
| Ribossomos | síntese protéica | sim | sim | sim |
| Mitocôndrias | Produção de ATP/respiração celular | Não | sim | sim |
| Peroxissomas | Oxida e decompõe ácidos graxos e aminoácidos e desintoxica venenos | Não | sim | sim |
| Vesículas e vacúolos | Armazenamento e transporte; função digestiva em células vegetais | Não | sim | sim |
| Centrossoma | Papel não especificado na divisão celular em células animais; centro organizador de microtúbulos em células animais | Não | sim | Não |
| Lisossomos | Digestão de macromoléculas; reciclagem de organelas desgastadas | Não | sim | Não |
| Parede celular | Proteção, suporte estrutural e manutenção da forma celular | Sim, principalmente peptidoglicano em bactérias, mas não em Archaea | Não | Sim, principalmente celulose |
| Cloroplastos | Fotossíntese | Não | Não | sim |
| Retículo endoplasmático | Modifica proteínas e sintetiza lipídios | Não | sim | sim |
| Aparelho de Golgi | Modifica, classifica, marca, empacota e distribui lipídios e proteínas | Não | sim | sim |
| Citoesqueleto | Mantém a forma da célula, protege as organelas em posições específicas, permite que o citoplasma e as vesículas se movam dentro da célula e permite que organismos unicelulares se movam de forma independente | sim | sim | sim |
| Flagelos | Locomoção celular | Alguns | Alguns | Não, exceto alguns espermatozóides vegetais |
| Cília | Locomoção celular, movimento de partículas ao longo da superfície extracelular da membrana plasmática e filtração | Não | Alguns | Não |
Resumo
Como uma célula procariótica, uma célula eucariótica tem uma membrana plasmática, citoplasma e ribossomos, mas uma célula eucariótica é tipicamente maior que uma célula procariótica, tem um núcleo verdadeiro (o que significa que seu DNA é cercado por uma membrana) e tem outras organelas ligadas à membrana que permitem a compartimentalização das funções. A membrana plasmática é uma bicamada fosfolipídica incorporada com proteínas. O nucléolo dentro do núcleo é o local de montagem do ribossomo. Os ribossomos são encontrados no citoplasma ou estão ligados ao lado citoplasmático da membrana plasmática ou do retículo endoplasmático. Eles realizam a síntese de proteínas. As mitocôndrias realizam a respiração celular e produzem ATP. Os peroxissomos decompõem ácidos graxos, aminoácidos e algumas toxinas. Vesículas e vacúolos são compartimentos de armazenamento e transporte. Nas células vegetais, os vacúolos também ajudam a decompor as macromoléculas.
As células animais também têm um centrossoma e lisossomos. O centrossoma tem dois corpos, os centríolos, com um papel desconhecido na divisão celular. Os lisossomos são as organelas digestivas das células animais.
As células vegetais têm uma parede celular, cloroplastos e um vacúolo central. A parede celular vegetal, cujo principal componente é a celulose, protege a célula, fornece suporte estrutural e dá forma à célula. A fotossíntese ocorre nos cloroplastos. O vacúolo central se expande, ampliando a célula sem a necessidade de produzir mais citoplasma.
O sistema endomembranar inclui o envelope nuclear, o retículo endoplasmático, o aparelho de Golgi, os lisossomos, as vesículas e a membrana plasmática. Esses componentes celulares trabalham juntos para modificar, empacotar, identificar e transportar lipídios e proteínas da membrana.
O citoesqueleto tem três tipos diferentes de elementos proteicos. Os microfilamentos fornecem rigidez e forma à célula e facilitam os movimentos celulares. Filamentos intermediários suportam tensão e ancoram o núcleo e outras organelas no lugar. Os microtúbulos ajudam a célula a resistir à compressão, servem como trilhos para as proteínas motoras que movem as vesículas pela célula e puxam os cromossomos replicados para as extremidades opostas de uma célula em divisão. Eles também são os elementos estruturais dos centríolos, flagelos e cílios.
As células animais se comunicam por meio de suas matrizes extracelulares e são conectadas umas às outras por junções estreitas, desmossomos e junções lacunas. As células vegetais são conectadas e se comunicam entre si por plasmodesmas.
Conexões artísticas
Figura\(\PageIndex{1}\): Quais estruturas uma célula vegetal tem que uma célula animal não tem? Quais estruturas uma célula animal tem que uma célula vegetal não tem?
- Responda
-
As células vegetais têm plasmodesmas, uma parede celular, um grande vacúolo central, cloroplastos e plastídios. As células animais têm lisossomos e centrossomas.
Figura\(\PageIndex{7}\): Por que a face cis do Golgi não está voltada para a membrana plasmática?
- Responda
-
Porque essa face recebe substâncias químicas do pronto-socorro, que está em direção ao centro da célula.
Glossário
- parede celular
- uma cobertura celular rígida feita de celulose em plantas, peptidoglicano em bactérias, compostos não peptidoglicanos em Archaea e quitina em fungos que protege a célula, fornece suporte estrutural e dá forma à célula
- vacúolo central
- uma grande organela de células vegetais que atua como compartimento de armazenamento, reservatório de água e local de degradação da macromolécula
- cloroplasto
- uma organela de células vegetais que realiza a fotossíntese
- cílio
- (plural: cílios) uma estrutura curta, semelhante a um cabelo, que se estende da membrana plasmática em grande número e é usada para mover uma célula inteira ou mover substâncias ao longo da superfície externa da célula
- citoplasma
- toda a região entre a membrana plasmática e o envelope nuclear, consistindo de organelas suspensas no citosol gelatinoso, no citoesqueleto e em vários produtos químicos
- citoesqueleto
- a rede de fibras proteicas que mantém coletivamente a forma da célula, protege algumas organelas em posições específicas, permite que o citoplasma e as vesículas se movam dentro da célula e permite que organismos unicelulares se movam
- citosol
- o material gelatinoso do citoplasma no qual as estruturas celulares estão suspensas
- desmossoma
- uma ligação entre células epiteliais adjacentes que se forma quando caderinas na membrana plasmática se ligam a filamentos intermediários
- sistema endomembranar
- o grupo de organelas e membranas em células eucarióticas que trabalham juntas para modificar, empacotar e transportar lipídios e proteínas
- retículo endoplasmático (ER)
- uma série de estruturas membranosas interconectadas dentro de células eucarióticas que modificam coletivamente proteínas e sintetizam lipídios
- matriz extracelular
- o material, principalmente colágeno, glicoproteínas e proteoglicanos, secretado por células animais que mantém as células unidas como um tecido, permite que as células se comuniquem umas com as outras e fornece proteção mecânica e ancoragem para as células no tecido
- flagelo
- (plural: flagelos) a estrutura longa, semelhante a um cabelo, que se estende da membrana plasmática e é usada para mover a célula
- junção lacuna
- um canal entre duas células animais adjacentes que permite que íons, nutrientes e outras substâncias de baixo peso molecular passem entre as células, permitindo que as células se comuniquem
- Aparelho de Golgi
- uma organela eucariótica composta por uma série de membranas empilhadas que classifica, identifica e empacota lipídios e proteínas para distribuição
- lisossoma
- uma organela em uma célula animal que funciona como componente digestivo da célula; ela decompõe proteínas, polissacarídeos, lipídios, ácidos nucléicos e até organelas desgastadas
- mitocôndria
- (singular: mitocôndria) as organelas celulares responsáveis pela realização da respiração celular, resultando na produção de ATP, a principal molécula transportadora de energia da célula
- envelope nuclear
- a estrutura de membrana dupla que constitui a porção mais externa do núcleo
- nucléolo
- o corpo com coloração escura dentro do núcleo que é responsável pela montagem de subunidades ribossômicas
- núcleo
- a organela celular que abriga o DNA da célula e direciona a síntese de ribossomos e proteínas
- peroxissoma
- uma organela pequena e redonda que contém peróxido de hidrogênio, oxida ácidos graxos e aminoácidos e desintoxica muitos venenos
- membrana plasmática
- uma bicamada fosfolipídica com proteínas incorporadas (integrais) ou conectadas (periféricas) que separa o conteúdo interno da célula do ambiente circundante
- plasmodesma
- (plural: plasmodesmata) um canal que passa entre as paredes celulares das células vegetais adjacentes, conecta seu citoplasma e permite que os materiais sejam transportados de célula para célula
- ribossomo
- uma estrutura celular que realiza a síntese protéica
- retículo endoplasmático rugoso (RER)
- a região do retículo endoplasmático que está repleta de ribossomos e se envolve na modificação de proteínas
- retículo endoplasmático liso (SER)
- a região do retículo endoplasmático que tem poucos ou nenhum ribossomo em sua superfície citoplasmática e sintetiza carboidratos, lipídios e hormônios esteróides; desintoxica produtos químicos como pesticidas, conservantes, medicamentos e poluentes ambientais e armazena íons de cálcio
- junção apertada
- uma vedação firme entre duas células animais adjacentes criada pela aderência proteica
- vacúolo
- um saco ligado à membrana, um pouco maior que uma vesícula, que funciona no armazenamento e transporte celular
- vesícula
- um pequeno saco ligado à membrana que funciona no armazenamento e transporte celular; sua membrana é capaz de se fundir com a membrana plasmática e as membranas do retículo endoplasmático e do aparelho de Golgi