Aula 1 anatomia vegetal introd. 2 semestre

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Introdução à célula vegetal Izabella Scalabrini Saraiva PUC Minas – Campus BH Aula I

Células são as unidades estruturais e funcionais dos seres vivos 1 a 10µm

Envoltório nuclear ausente – célula procariota

5 a 100µm

Envoltório nuclear presente – célula eucariota

Desenho esquemático - Célula animal x Célula vegetal microfilamentos centríolo citoplasma cromatina nucléolo carioteca núcleo microtúbulos vacúolo

lisosossoma plasmalema

mitocôndrias retículo endoplasmático dictiossomo parede celular

TÍPICOS DA CÉLULA VEGETAL Parede celular, Vacúolo e cloroplasto

carioteca nucléolo cromatina núcleo cloroplasto microfilamentos microtúbulos citoplasma

Eletromicrografia de uma Célula Vegetal

Cloroplasto Núcleo

Mitocôndria

Vacúolo

Célula vegetal observada em ME 270X

Caracteres Citológicos e Bioquímicos da Célula Vegetal

parede celular (celulósica)

cloroplastos

vacúolos proeminentes

amido como reserva

tilacóides

Clorofila a

Detalhe do cloroplasto

Pigmentos: Clorofila a e carotenóides ( membranas dos tilacóides)

Constituição da Célula Vegetal parede celular membrana celular

Lamela média, parede primária, parede secundária, plasmodesmos

citoplasma organelas de membrana simples

vacúolo retículo endoplasmático dictiossomos microcorpos plastídios

organelas de membrana dupla ribossomos

mitocôndrias núcleo microtúbulos

citoesqueleto

microfilamentos filamentos intermediários

Protoplasma:

é a parte viva do protoplasto das células, usado para se referir aos conteúdos celulares

Protoplasto: conteúdo presente dentro da parede celular (citoplasma e núcleo)

Citoplasma: inclui as diferentes organelas

Citossol: “caldo celular” ou matriz citoplasmática

Parede Celular 

A parede celular é uma característica distintiva da célula vegetal.

Parede Celular 

Dá rigidez à celula, evitando sua ruptura por absorção excessiva de água.

O termo parede celular é empregado para designar uma estrutura celulósica que envolve o protoplasto das células vegetais.



Composição Química da Parede Celular

Polissacarídeos (90%) *Celulose * Hemicelulose * Substâncias pécticas

Proteínas estruturais (10%)



Celulose:  



mais abundante É um polissacarídeo resultante da união de moléculas de glicose Disposta em longas cadeias formando as fibrilas, o que a torna bem rígida.



Hemicelulose 



É tb um polissacarídeo derivado de açucares diferentes da glicose. Não forma fibrilas, mas sim um gel para alojar as fibras celulósicas na parede celular.



Substâncias pécticas 

 

São polissacarídeos que formam uma substância gelatinosa e hidrófila que cimenta uma célula na outra. Ex: ácidos pécticos e pectina. Dão plasticidade à parede celular.

Lignina 







Substância orgânica complexa derivada do fenilpropano. É impermeável à agua, muito resistente à pressão e pouco elástica. Confere às células vegetais grande resistência à pressão e à tração. Depositada a partir da lamela média.

Compostos graxos mais importantes  







Cutina, suberina e as ceras. Localização: periferia do corpo da planta. Funções: proteção contra transpiração, efeitos de chuva, parasitas e lesões mecânicas. Cutina: paredes das células epidérmicas Suberina: parede de células do súber

Estrutura da parede celular 

  

A parede celular apresenta: Lamela média Parede primária Parede secundária

Esquema hipotético de uma célula vegetal. Em A, mostrando apenas a parede 1ª e em B mostrando a parede 2ª, com redução do lúmen

Lamela média 



Camada intercelular situada entre as paredes primárias de células vizinhas. Composta por substâncias pécticas, como ácidos pécticos, pectina e pectatos de cálcio e magnésio.

Parede primária  

 



É a mais externa. É produzida primeiro durante o desenvolvimento da planta. Apresenta fibrilas de celulose. Matriz composta de substâncias pécticas e hemicelulose. Pode lignificar.

Parede primária 



A parede primária não tem espessura uniforme e apresenta regiões mais delgadas que recebem o nome de campos primários de pontuação. Os campos primários de pontuação só aparecem quando a célula tem parede primária!

Plasmodesmos 

Estabelecem comunicação entre os protoplasmas de células adjacentes.

P – membrana plasmática E – retículo endoplasmático 1 e 2 – células vizinhas Setas – indicam os plasmodesmos que comunicam duas células vizinhas

Parede secundária 





Está presente depois que o crescimento celular já se completou. E aí a parede secundária é depositada na superfície interna da parede primária, diminuindo o lúmen da célula. Componente mais abundante: celulose, o que a torna mais rígida.

Aspecto tridimensional da organização da parede celular





Quando ocorre a deposição da parede 2ª, os campos primários de pontuação não são cobertos, resultando em depressões na parede, que recebem o nome de pontuações. As pontuações podem se formar tb aonde não existia campos primários de pontuação.

Pontuações

A – par de pontuações simples B – par de pontuações areoladas C – par de pontuações areoladas com toro (típico de coníferas)

O que é membrana de pontuação? É o conjunto formado pela lamela média mais as duas paredes primárias situadas entre o par de pontuações.  Obs: par pontuado é área composta pelas pontuações opostas e membrana de pontuação



Pontuações 



campo primário de pontuação (célula vegetal só tem parede 1ª) pontuação propriamente dita (célula vegetal tem parede 1ª e 2ª)

Funções Principais da Parede celular Estrutural: define e mantém a forma da célula. Em última instância a composição da parede aliada ao arranjo e tipos de celulares que confere resistência à planta. Reserva: pode funcionar como local de acúmulo de nutrientes na célula (celulose e hemiceluloses nas paredes de células endospérmicas).

Defesa mecânica contra a herbivoria: presença de lignina torna os tecidos duros (esclerificados), reduzindo a palatibilidade. Permeabilidade: altamente permeável à agua e a grande parte das substâncias nela dissolvidas. Plasticidade: se torna deformada, quando sujeita a mudanças de forma e tamanho. Elasticidade: propriedade de recuperação do tamanho e forma originais, após cessar a força que impõe a deformação.

Parede celular: Função de Reserva

Royena villosa (endosperma celular)

Diospyrus kaki (endosperma celular)

Parede celular: Função de Defesa contra Herbivoria célula pétrea

Polpa macerada e corada

Pyrus comunis (esclereídes)

Pyrus comunis (esclereídes)

MEMBRANA CELULAR fosfolipídios COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MEMBRANA CELULAR

lipídeos

esteróides

Proteínas (glicoproteínas, etc.)

periféricas integrantes proteínas de canal

Modelo Estrutural (Mosaico Fluído) Glicoproteína*

proteína de canal

proteína periférica

proteína Integrante*

bicamada lipídica

lipídeos

Funções Principais da Membrana Celular

Controle da entrada e saída de substâncias na célula: A membrana celular tem permeabilidade seletiva para solutos. Proteínas (carreadoras ou de canal e transportadoras) presentes na sua estrutura atuam nesse processo. Moléculas grandes e partículas sólidas podem ainda sair ou entrar da célula através da formação de vesículas (endocitose e exocitose).

Sinalização: A ativação de proteínas receptoras na membrana celular transmite sinais hormonais e/ou do ambiente que regulam o crescimento e o desenvolvimento celular. Além disso, fragmentos de lipídeos oriundos da membrana celular são reconhecidos por enzimas no citoplasma capazes de gerar respostas específicas. Coordenação da síntese de parede: Na membrana celular se localiza a enzima celulose sintase, responsável pela síntese da celulose. Essa enzima também atua na organização das microfibrilas celulósicas.

Controle da Entrada e Saída de Substâncias na Célula A) Substâncias de baixo peso molecular

difusão simples

difusão facilitada proteína carreadora

difusão facilitada proteína de canal

TRASPORTE PASSIVO

A) Substâncias de alto peso molecular e partículas sólidas

1-3: endocitose / 3-5: exocitose

TRASPORTE ATIVO

NÚCLEO cloroplastos

carioteca mitocôndrias

membrana externa

poro

membrana interna

RER

cromatina nucléolo

núcleo nucléolo

ribossomos Estrutura e função: Organela envolvida por duas membranas lipoprotéicas (envoltório nuclear ou carioteca), cuja a mais externa possui um sistema complexo de poros e é contínua com o RER. A matriz nuclear é rica em DNA (cromatina), RNA e proteínas. O núcleo é responsável pela formação dos ribossomos (exceto os presentes nos plastídios e mitocôndrias) e controla a atividade metabólica da célula. Contém a maior parte da informação genética celular.

RIBOSSOMOS Estrutura e composição: organelas sem membrana, formada por duas subunidades produzidas no núcleo e que se unem no citoplasma. É composto por RNA ribossômico e proteínas. Células com alta atividade metabólica podem apresentar agrupamentos de ribossomos, denominados polissomos ou polirribossomos. subunidade maior

Síntese Protéica (Tradução)

subunidade menor

Função: Possui sítios de conexão para o RNA transportador (subunidade maior) e para o RNA mensageiro (subunidade menor). síntese protéica.

VACÚOLOS Organelas características célula vegetal.

Pode ocupar até 90% do volume da célula.

vacúolo

Uma célula vegetal diferenciada apresenta, via de regra, apenas um vacúolo central. tonoplasto

suco vacuolar Parede celular cloroplasto

da

Os vacúolos tem uma composição química variada. O seu principal componente é a água, onde se encontram vários substâncias hidrossolúveis (diversas enzimas, proteínas de reserva, açúcares, pigmentos, ácidos orgânicos, íons, etc.). Os vacúolos podem conter inclusões cristalinas prismáticas (ex. carbonato ou oxalato de cálcio) Funções Principais: controle osmótico, reserva de substâncias (ex. aleurona).

Vacúolos com reserva. Célula do endosperma da semente de mamona (Ricinus communis, Euphorbiaceae), contendo reserva protéica (grãos de aleurona). Foto M. Arduin

- Idioblasto contendo ráfides no pecíolo de uma folha de banana-demacaco (Monstera deliciosa Araceae). B – Idioblasto ejetando as ráfides. Foto M. Arduin.

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Estrutura e composição: Formado por uma membrana simples lipoprotéica que se dobra formando cisternas ou túbulos. Quando associado aos ribossomos denomina-se retículo endoplasmático rugoso (RER), quando não é chamado retículo endoplasmático liso (REL).

RER carioteca RER ribossomos

RER

REL membranas

REL

núcleo

Função: Forma uma rede contínua de comunicação intracelular e intercelular (desmotúbulos). Também desempenha papel na pré-secreção de substâncias, síntese e modificação de metabólitos celulares. O RER atua na síntese protéica de exportação e o REL na síntese lipídica.

Contínuo Retículo Endoplasmático—Carioteca Carioteca

ribossomos

RER REL

núcleo

DICTIOSSOMO OU CORPO DE GOLGI Estrutura e composição: Formado por um conjunto de sacos discóides achatados com membrana simples lipoprotéica. ESTRUTURA DO DICTIOSSOMO

cisternas

Face cis

Vesícula transportadora (do RE)

Vesícula em Formação Face trans Vesícula transportadora (para a parede celular)

Função dos dictiossomos: Atuam na pré-secreção de substâncias (constituintes do néctar, mucilagens) e na síntese de polissacarídeos não celulósicos da parede celular (pectinas e hemiceluloses). Participam também da reciclagem da membrana plasmática, do tonoplasto e do próprio complexo de Golgi. São organelas numerosas em tubos polínicos e nas células da coifa.

PLASTÍDEOS ou PLASTOS membrana dupla ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS PLASTÍDEOS

tilacóides

Composição e estrutura semelhantes a da membrana celular (presença de clorofilas e/ou carotenóides) DNA circular

matriz ou estroma

ribossomos enzimas de transcrição e tradução protéica metabólitos diversos

TIPOS PRINCIPAIS DE PLASTÍDEOS (de acordo com os pigmentos que contém)

Leucoplastos (sem pigmentos)

RESERVA

Cloroplastos (pigmento clorofila)

FOTOSSÍNTESE

Cromoplastos (pigmentos xantofila, carotenóide, licopeno, etc)

ATRAÇÃO

Tipos de plastídeos Cloroplastos Em plantas vasculares medem 4-8 micrômetros, Observados no MO em forma de grânulos Estão bem desenvolvidos nas folhas Função: fotossíntese 









Estrutura do cloroplasto

Uma célula do mesofilo foliar apresenta de 40 a 50 cloroplastos Um milímetro quadrado de folha tem 500.000

Estrutura do Cloroplasto (tem dupla membrana semipermeável) membrana interna

Lamela = tilacóide

membrana externa

tilacóide

grânulo (granum)

Grânulo = vários tilacóides

estroma

Lamelas do estroma

O conjunto de grânum constitui a grana.

No estroma do cloroplasto encontra-se DNA, RNA e ribossomos. Local onde ocorre a Síntese protéica.

Ocorrência e função dos plastídeos PLASTÍDEOS

OCORRÊNCIA

FUNÇÕES

Proplastídio

Células meristemáticas

Originar outros plastídios.

Amiloplastídio

Células próximas ao ápice Seus grãos de amido radicular e caulinar, e como estatólitos em órgãos que gravipercepção. reservam amido.

Cloroplastídio

Órgãos verdes da planta

Cromoplastídio

Em geral em pétalas e Atração de frutos polinizadores.

Estioplastídio

Folhas crescidas escuro.

no

funcionam para a

Fotossíntese, síntese de lipídios, aminoácidos, hormônios, etc.

predadores

e

Se são pouco diferenciados, podem ser convertidos em cloroplastídios por ação da luz.

MORFOLOGIA DO GRÃO DE AMIDO IDENTIFICAÇÃO MICROSCÓPICA

batata

trigo

tapioca

arroz

milho

Sagu (Cycas)

A glicose produzida nos cloroplastos pela fotossíntese e não utilizada é levada até os tecidos de reserva, onde penetra no leucoplasto e é polimerizada como amido. A medida que mais amido vai se formando, novas camadas vão surgindo, aumentando o seu tamanho. O leucoplasto cheio de amido recebe o nome de amiloplasto.

O amido 



Se apresenta em forma de grãos de tamanho e aspecto variáveis. Geralmente, pode-se notar num grão de amido um ponto bem nítido, o hilo, em torno do qual se alternam camadas concêntricas claras e escuras, que são as estratificações.

MITOCÔNDRIA

membrana dupla ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MITOCÔNDRIA

cristas

Composição e estrutura semelhantes a da membrana celular DNA circular

matriz ou estroma

ribossomos enzimas do ciclo de Krebs metabólitos diversos

Funções Principais das mitocôndrias: respiração aeróbica celular, fotorrespiração (em conjunto com os cloroplastos e peroxissomos), atuam no ciclo do glioxalato envolvendo reações que permitem a obtenção de energia a partir de lipídeos, culminando com a formação de carboidratos no citoplasma (gluconeogênese).

Estrutura da Mitocôndria membrana externa membrana interna

cristas

matriz

Substâncias Ergásticas  

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 



Do grego “ ergon” = trabalho. São o produto do metabolismo celular, de reserva ou armazenamento. Celulose, amido, taninos, proteínas, gorduras e cristais. Podem se acumular: Parede celular Vacúolos Plastídios

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





As proteínas são os principais componentes do protoplasto vivo, mas podem surgir como substância ergástica em estado cristalino ou amorfo (são inativas). Os taninos aparecem como massas granulares amarelas, vermelhas ou castanhas. Os cristais são compostos por oxalato de cálcio, carbonato de cálcio, anídrico silícico. Aparecem em forma de agulhas, cubos, prismáticos ou bipiramidais. Encontramos frequentemente, como material de reserva nas sementes, embriões e células meristemáticas: gorduras e óleos em abundância no organismo vegetal.

Exemplos de Substâncias Ergásticas

Drusa de Myriophyllum

Rafídeos em Eichhornia

Cistólito de Ficus

Cristal prismático de Tumera

Estiloide en Eichhornia