Organelas citoplasmáticas

Imagine que você seja uma célula pancreática. Seu trabalho é secretar enzimas digestivas que são transportadas para o intestino delgado e ajudam a digerir os nutrientes do alimento.

Para realizar esse trabalho, você, de alguma forma, tem que conseguir que essas enzimas sejam enviadas de seu local de síntese para seu local de ação, ou seja, de dentro da célula para fora da célula.

Como você faria isto?

Num momento de desespero você poderia até pensar em despachar pelos Correios, mas pensando mais friamente você se lembraria: posso usar o sistema endomembranar!

Você já possui um sistema responsável pelo transporte celular, o sistema endomembranar.

Agora, lembrando que o seu corpo é feito de trilhões de células. Você pode se perguntar, como manter todos os mecanismos, como o sistema de transporte, por exemplo, de cada uma das células funcionando?

Você deve saber que para tudo funcionar é preciso de energia e nutrientes, ok! Então essa é uma das razões pela qual você precisa de comida, certo?

Você se alimenta para que, no nível macroscópico, você tenha energia para fazer suas atividades, como praticar esportes, estudar, andar e até mesmo respirar.

Mas o que acontece no nível celular de seu corpo para transformar a energia armazenada nos alimentos e disponibilizá-la de forma que você consiga usá-la?

Mais ainda, como a energia é armazenada nos alimentos?

As respostas para estas perguntas têm muito a ver com duas importantes organelas celulares que estudaremos aqui: as mitocôndrias e os cloroplastos.

O sistema endomembranar (endo = "dentro") é um grupo de membranas e organelas das células eucariontes que trabalham em conjunto para modificar, empacotar e transportar substâncias, principalmente lipídios e proteínas.

Ele inclui uma variedade de organelas, como a membrana nuclear e os lisossomos, o retículo endoplasmático e o complexo golgiense.

Embora não esteja tecnicamente dentro da célula, mas separando os meios interno e externo, a membrana plasmática também faz parte do sistema endomembranar.

Como veremos, a membrana plasmática interage com outras organelas endomembranares, e é por ela que as proteínas secretadas (como as enzimas pancreáticas da introdução) são exportadas.

Vamos conhecer as diferentes partes do sistema endomembranar e como elas funcionam no transporte de proteínas e lipídios.

O retículo endoplasmático (RE) tem um papel-chave na modificação de proteínas e na síntese de lipídios.

Ele consiste de uma rede de túbulos e bolsas achatadas.

Os discos e túbulos do RE são ocos, e o espaço em seu interior é chamado de lume ou luz.

O RE se divide em RE liso e RE rugoso. Vamos conhecer cada um deles.

O retículo endoplasmático rugoso (RER) recebe esse nome devido aos inúmeros ribossomos aderidos à sua superfície.

Esses ribossomos sintetizam as proteínas e as liberam no lume - o espaço interno do RE, lembra?

No interior do RER, as proteínas podem sofrer algumas modificações como, por exemplo, serem dobradas ou sofrerem a adição de novos compostos.

No final desse processo, essas proteínas modificadas são enviadas para "o setor" de organização, empacotamento e de destinação (o famoso delivery).

Esse transporte é feito através de vesículas, que são pequenas esferas usadas especificamente para esse fim.

O retículo endoplasmático liso (REL) é contínuo ao RER, mas possui poucos ou nenhum ribossomos em sua superfície citoplasmática, por isso o seu nome.

As funções do REL incluem a síntese de substâncias, a eliminação de substâncias tóxicas e o armazenamento de cálcio.

Mas como organizar e diferenciar o que deverá ser utilizado pela célula, armazenado ou eliminado?

Quem faz isso é o complexo golgiense.

Quando as vesículas saem do RER ou REL, para onde elas vão?

Antes de alcançar seu destino final, os lipídios e proteínas que estão dentro das vesículas de transporte precisam ser organizados, empacotados e etiquetados para que terminem em seus devidos lugares.

Essa organização, empacotamento e distribuição ocorrem no complexo golgiense, organela composta por discos achatados de membrana.

As vesículas de transporte se fundem a esse complexo, esvaziando seus conteúdos no lume do mesmo.

Conforme as proteínas e lipídios viajam dentro do complexo, eles passam pelas últimas modificações.

Finalmente, as proteínas modificadas são empacotadas em vesículas que saem desse complexo.

Algumas dessas vesículas despejam seus conteúdos em outras partes da célula, onde serão usados. Outras se fundem à membrana plasmática, despejando seu conteúdo no meio extracelular.

As células que secretam muitas proteínas — como células das glândulas salivares — possuem vários complexos golgienses.

O lisossomo é uma organela que contém enzimas digestivas e atua na célula animal como o setor de reciclagem.

Ele degrada as substâncias que não são mais necessárias, possibilitando a reutilização de seus constituintes.

Os lisossomos também podem digerir substâncias ou elementos externos que são trazidas para o interior da célula.

Por exemplo, vamos considerar um glóbulo branco do sangue que é parte do sistema imunológico humano. Em um processo conhecido como fagocitose, uma parte da membrana desse glóbulo branco dobra-se para dentro para "engolir" um patógeno, como mostrado na Figura 3.

A seção invaginada com o patógeno em seu interior tem origem na membrana plasmática e forma uma estrutura chamada fagossomo.

O fagossomo então se funde a um lisossomo, formando um compartimento combinado onde o patógeno é destruído.

As células vegetais não possuem lisossomos. Em vez disso, elas possuem outro tipo de organela: o vacúolo.

O vacúolo central armazena água e resíduos, isola materiais indesejados e possui enzimas que podem degradar substâncias e componentes celulares, como ocorre no lisossomo (MARTY, F., 1999).

As mitocôndrias ficam suspensas no citoplasma.

Elas são ovais e possuem duas membranas: uma externa, que a envolve completamente, e uma interna. A membrana interna possui muitas saliências chamadas cristas que aumentam a área de superfície (Figura 4).

As mitocôndrias são as usinas de energia ou fábricas de energia da célula, pois produzem o ATP ou adenosina trifosfato, a principal molécula de armazenamento de energia da célula.

O processo de produção do ATP é chamado de respiração celular, e muitos passos desse processo acontecem dentro da mitocôndria.

O espaço entre as membranas é chamado de espaço intermembranar, e o compartimento delimitado pela membrana interna é chamado de matriz mitocondrial.

A estrutura em múltiplos compartimentos da mitocôndria parece complicada para nós. Isso é verdade, mas acaba sendo muito útil para a respiração celular, permitindo que as reações do processo de respiração sejam mantidas separadas em diferentes "cômodos".

Embora as mitocôndrias sejam encontradas na maioria dos tipos celulares dos seres vivos, sua quantidade é variável, pois depende da função da célula e de sua necessidade de energia.

As células musculares, por exemplo, utilizam muita energia por isso possuem muitas mitocôndrias. Já as células vermelhas do sangue, que são altamente especializadas para transporte de oxigênio, não possuem mitocôndrias.

Os cloroplastos são encontrados somente nas plantas e algas fotossintetizantes, pois sua função é realizar a fotossíntese.

Relembrando, no processo de fotossíntese a energia luminosa é coletada e usada para construir açúcares a partir do gás dióxido de carbono.

Os açúcares produzidos na fotossíntese podem ser usados pela própria planta, ou podem ser consumidos pelos animais que comem as plantas, como os humanos, por exemplo.

Os cloroplastos são organelas em forma de disco encontradas no citoplasma da célula.

Eles possuem membranas externa e interna com um espaço entre elas. Se você atravessasse as duas camadas de membrana e alcançasse o espaço no centro, você descobriria que ele contém discos de membrana conhecidos como tilacoides, dispostos em pilhas chamadas de grana (granum no singular).

A membrana de um disco tilacoide contém clorofila, o pigmento que dá a cor verde às plantas.

MARTY, F. "Plant Vacuoles." Plant Physiology, 11 (1999): 587. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.11.4.587. Acesso em: 30/08/2018.

https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@9.87:ELU3gClJ@11/The-Endomembrane-System-and-Proteins. Acesso em: 30/08/2018.