O papel do citoplasma em uma célula

O citoplasma consiste em todo o conteúdo fora do núcleo e encerrado na membrana celular de uma célula . Tem uma cor límpida e uma aparência gelatinosa. O citoplasma é composto principalmente de água, mas também contém enzimas, sais, organelas e várias moléculas orgânicas.

Funções do citoplasma

• O citoplasma funciona para apoiar e suspender organelas e moléculas celulares.
• Muitos processos celulares também ocorrem no citoplasma, como a síntese de proteínas , o primeiro estágio da respiração celular (conhecido como glicólise ), mitose e meiose .
• O citoplasma ajuda a mover materiais, como hormônios, ao redor da célula e também dissolve os resíduos celulares.

Divisões

O citoplasma pode ser dividido em duas partes principais: o endoplasma ( endo -, - plasm ) e o ectoplasma ( ecto -, - plasm). O endoplasma é a área central do citoplasma que contém as organelas. O ectoplasma é a porção periférica mais semelhante a um gel do citoplasma de uma célula.

Componentes

As células procarióticas , como bactérias e arqueanos , não têm um núcleo ligado à membrana. Nessas células, o citoplasma consiste em todo o conteúdo da célula dentro da membrana plasmática. Em células eucarióticas, como células vegetais e animais , o citoplasma consiste em três componentes principais. Eles são o citosol, organelas e várias partículas e grânulos chamados inclusões citoplasmáticas.

• Citosol: O citosol é o componente semifluido ou meio líquido do citoplasma de uma célula. Ele está localizado fora do núcleo e dentro da membrana celular.
• Organelas: Organelas são estruturas celulares minúsculas que desempenham funções específicas dentro de uma célula. Exemplos de organelas incluem mitocôndrias , ribossomos , núcleos, lisossomas , cloroplastos , retículo endoplasmático e aparelho de Golgi . Também localizado dentro do citoplasma está o citoesqueleto , uma rede de fibras que ajuda a célula a manter sua forma e fornece suporte para organelas.
• Inclusões citoplasmáticas: as inclusões citoplasmáticas são partículas temporariamente suspensas no citoplasma. As inclusões consistem em macromoléculas e grânulos. Três tipos de inclusões encontradas no citoplasma são inclusões secretoras, inclusões nutritivas e grânulos de pigmento. Exemplos de inclusões secretoras são proteínas , enzimas e ácidos. Glicogênio (molécula de armazenamento de glicose) e lipídios são exemplos de inclusões nutritivas. A melanina encontrada nas células da pele é um exemplo de inclusão de grânulos de pigmento.

Streaming Citoplasmático

O fluxo citoplasmático, ou ciclosis , é um processo pelo qual as substâncias circulam dentro de uma célula. O fluxo citoplasmático ocorre em vários tipos de células , incluindo células vegetais , amebas , protozoários e fungos . O movimento citoplasmático pode ser influenciado por vários fatores, incluindo a presença de certos produtos químicos, hormônios ou mudanças na luz ou temperatura.

As plantas empregam a ciclosis para transportar cloroplastos para áreas que recebem a maior quantidade de luz solar disponível. Os cloroplastos são as organelas vegetais responsáveis ​​pela fotossíntese e requerem luz para o processo. Em protistas , como amebas e fungos viscosos , o fluxo citoplasmático é usado para locomoção. São geradas extensões temporárias do citoplasma conhecidas como pseudópodes, valiosas para o movimento e captura de alimentos. O fluxo citoplasmático também é necessário para a divisão celular, pois o citoplasma deve ser distribuído entre as células-filhas formadas na mitose e meiose.

Membrana celular

A membrana celular ou membrana plasmática é a estrutura que impede o citoplasma de se espalhar para fora da célula. Essa membrana é composta por fosfolipídios , que formam uma bicamada lipídica que separa o conteúdo de uma célula do fluido extracelular. A bicamada lipídica é semipermeável, o que significa que apenas certas moléculas são capazes de se difundir através da membrana para entrar ou sair da célula. Líquido extracelular, proteínas, lipídios e outras moléculas podem ser adicionados ao citoplasma de uma célula por endocitose. Nesse processo, as moléculas e o líquido extracelular são internalizados à medida que a membrana se volta para dentro, formando uma vesícula. A vesícula envolve o fluido e as moléculas e brotos da membrana celular, formando um endossomo. O endossomo se move dentro da célula para entregar seu conteúdo aos destinos apropriados. As substâncias são removidas do citoplasma por exocitose . Nesse processo, as vesículas que brotam dos corpos de Golgi se fundem com a membrana celular, expelindo seu conteúdo da célula. A membrana celular também fornece suporte estrutural para uma célula, servindo como uma plataforma estável para a fixação do citoesqueleto e da parede celular (nas plantas).

Origens

• “ Inclusões citoplasmáticas .” O Dicionário Livre , Farlex,
• “ Ectoplasmo .” O Dicionário Livre , Farlex,
• “ Endoplasma .” O Dicionário Livre , Farlex,.
• Goldstein, Raymond E. e Jan-Willem van de Meent. “ Uma perspectiva física sobre o streaming citoplasmático .” Interface Focus 5.4 (2015): 20150030.

Descrição do mecanismo pode tornar mais eficiente a terapia fotodinâmica, usada no tratamento de câncer e de infecções bacterianas, além de permitir o desenvolvimento de protetores solares mais eficientes (imagem: divulgação)

Cientistas descobrem como a luz destrói membrana das células

04 de janeiro de 2019

André Julião  |  Agência FAPESP – A incidência de luz tem papel fundamental na alteração das células humanas. Um exemplo conhecido é a luz do Sol, que provoca desde o envelhecimento até o câncer de pele. Como isso ocorre, porém, ainda é algo pouco conhecido. 

Mas agora pesquisadores conseguiram descrever, de maneira inédita, o mecanismo pelo qual a luz destrói as membranas lipídicas – que pode levar à morte das células. As futuras aplicações para a descoberta podem ser versões mais eficientes da chamada terapia fotodinâmica, usada contra alguns tipos de câncer e infecções bacterianas. Além disso, o conhecimento do mecanismo abre caminho para o desenvolvimento de protetores solares mais eficientes.  

Por ora, os pesquisadores conseguiram definir parâmetros para criar moléculas que sejam mais eficientes em danificar membranas, tornando as células mais suscetíveis à terapia fotodinâmica – em que a luz é usada para matar células cancerosas ou bactérias. 

O trabalho, publicado no Journal of the American Chemical Society, é resultado do doutorado de Isabel Bacellar no Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), no âmbito do Centro de Pesquisa em Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.

Parte do estudo foi realizado com bolsa de pesquisa no exterior.

“Mostramos que na hora de escolher um fotossensibilizador [substância que possibilita a conversão da energia da luz em dano à membrana celular] não adianta apenas olhar para o quanto ele gera de oxigênio singlete [espécie reativa de oxigênio], como tem sido feito até hoje”, disse Bacellar, atualmente fazendo pós-doutorado na Universidade de Montreal, no Canadá.

“O oxigênio singlete é importante, mas no processo de dano em membrana descobrimos que o fundamental é o quanto o fotossensibilizador gera de aldeídos lipídicos [substâncias que abrem poros nas membranas e levam ao vazamento do conteúdo da célula ou de suas organelas]”, disse. 

“Quando se entende o mecanismo do dano na membrana, pode-se tanto desenvolver uma molécula mais eficiente para destruir a membrana de organelas, no caso de câncer ou de uma infecção bacteriana, quanto prevenir o dano que ocorre quando nos expomos à luz solar”, disse Mauricio da Silva Baptista, professor do IQ-USP e coordenador do estudo.

Da manteiga à pele

Todas as células são envolvidas por uma membrana formada por uma camada dupla de lipídios que separa o interior do exterior. Os chamados fosfolipídios formam a base estrutural dessa camada e tendem a sofrer oxidações, que podem tornar as membranas permeáveis e provocar a morte celular. A indução dessas oxidações por luz pode aumentar expressivamente a extensão do dano aos lipídios.

“A oxidação lipídica ocorre mesmo no escuro, mas é maior quando tem luz. Como acontece com a manteiga, que tem lipídios e fica rançosa se ficar fora da geladeira por muito tempo. Isso é uma oxidação lipídica também”, disse Baptista.

Para chegar aos resultados, os pesquisadores utilizaram um modelo experimental em que aplicavam dois fotossensibilizadores em uma membrana artificial feita com substâncias presentes na membrana das células. Os fotossensibilizadores foram o azul de metileno e o DO15.  

O DO15 mostrou um desempenho melhor, tornando as membranas mais permeáveis significativamente mais rápido do que o azul de metileno. Em seguida, os pesquisadores identificaram e quantificaram todos os produtos gerados da reação das membranas com os fotossensibilizadores, como hidroperóxidos, álcoois, cetonas e aldeídos fosfolipídicos.

O objetivo era entender o mecanismo pelo qual o DO15 foi mais eficiente em permeabilizar as membranas. O que se mostrou mais importante no processo foi um aumento significativo na produção de aldeídos.

“O oxigênio singlete, que era visto até então como o agente mais importante nesse processo, e o hidroperóxido têm sim uma importância. Mas o que mostramos nesse trabalho é que a produção de aldeído é o principal fator para destruir a membrana lipídica”, disse Bacellar. 

Agora, o grupo de Baptista e outros que colaboram com ele buscam desenvolver moléculas ainda mais eficientes que o DO15 para tornar a membrana das células mais suscetível à luz. Com isso, podem chegar a novos fotossensibilizadores para a terapia fotodinâmica. 

O artigo Photosensitized Membrane Permeabilization Requires Contact-Dependent Reactions between Photosensitizer and Lipids (doi: 10.1021/jacs.8b05014), de Isabel O. L. Bacellar, Maria Cecilia Oliveira, Lucas S. Dantas, Elierge B. Costa, Helena C. Junqueira, Waleska K. Martins, Andrés M. Durantini, Gonzalo Cosa, Paolo Di Mascio, Mark Wainwright, Ronei Miotto, Rodrigo M. Cordeiro, Sayuri Miyamoto e Mauricio S. Baptista, está disponível em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b05014. 

Planaria are master regenerators, thanks to a certain type of stem cell.

iStock.com/tonaquatic

This one, newly discovered cell can remake a whole animal

Esta, uma célula recém descoberta pode refazer um animal inteiro

By Elizabeth PennisiJun. 14, 2018 , 11:00 AM

Though often no bigger than an apple seed, planaria are the envy of the animal kingdom. Cut them into a dozen pieces, and each piece will regrow into a full new worm—a remarkable feat of regeneration beyond the ability of most other animals. Now, researchers have pinpointed the cell—and a key protein—that kick-starts this process.

The discovery “is a major breakthrough in the field,” says Ricardo Zayas, a developmental biologist at San Diego State University in California who was not involved with the work.
Researchers have known for decades that a group of unspecialized stem cells called neoblasts help planaria regenerate. But they’ve failed to figure out exactly which type of neoblast works this magic. So Alejandro Sánchez Alvarado, a developmental biologist at the Stowers Institute for Medical Research in Kansas City, Missouri, tapped new techniques for isolating single cells and characterizing their gene activity. That quest led him and his colleagues to 12 possible candidate cell types for a master regenerative cell, of which one had an unusual protein on its surface that resembles a class of cell surface molecules, called tetraspanin, that has been implicated in human cancer—these proteins help tumor cells spread throughout the body.

Embora muitas vezes não seja maior que uma semente de maçã, as planárias são a inveja do reino animal. Corte-os em uma dúzia de pedaços, e cada pedaço se transformará em um verme completamente novo - um feito notável de regeneração além da capacidade da maioria dos outros animais. Agora, os pesquisadores identificaram a célula - e uma proteína chave - que dá início a esse processo.

A descoberta "é um grande avanço no campo", diz Ricardo Zayas, biólogo de desenvolvimento da Universidade Estadual de San Diego, na Califórnia, que não esteve envolvido no trabalho.

Os pesquisadores sabem há décadas que um grupo de células-tronco não especializadas chamadas neoblastos ajuda a regenerar a planaria. Mas eles não conseguiram descobrir exatamente qual tipo de neoblasto funciona essa mágica. Assim, Alejandro Sánchez Alvarado, biólogo do desenvolvimento do Instituto Stowers de Pesquisa Médica, em Kansas City, Missouri, utilizou novas técnicas para isolar células individuais e caracterizar sua atividade gênica. 

Essa busca levou ele e seus colegas a 12 possíveis tipos de células candidatas para uma célula mestre regenerativa, da qual uma tinha uma proteína incomum em sua superfície que se assemelha a uma classe de moléculas da superfície celular, chamada tetraspanina, que foi implicada no câncer humano. As proteínas ajudam as células tumorais a se espalharem pelo corpo.


By making a fluorescent tag that homed in on the worm’s tetraspanin, the researchers were able to isolate just this one cell type, dubbed neoblast subtype No. 2 (Nb2), for further testing. When the team cut planaria and followed wound recovery, the Nb2 cells increased rapidly in number, the team reports today in Cell. This army of cells healed the wound caused by the cut. In another experiment, a single injected Nb2 cell was able to multiply and diversify to rescue planaria that had been given a lethal dose of radiation.

Nb2 cells are a special type of stem cell. In other organisms, only the very first cells of the developing embryo (known as totipotent cells) are able to form all the body’s tissues. Later in life, humans’ and other animals’ stem cells can only make a limited selection of cell types (known as pluripotency) or a single type. “Somehow planaria have retained cells” that can become any type they want, Sánchez Alvarado explains.

He and his colleagues discovered that Nb2 cells are always present throughout the planaria body. But they increase gene activity to make tetraspanin only in wounded individuals. And the protein seems key: When the researchers put neoblasts that didn’t make tetraspanin in dying planaria, the planaria did not recover.

It’s not yet clear why this protein is so important, but it seems to be involved in cell-to-cell communication. Its role in spreading cancer cells suggests it may also help cells get to parts of the planaria that need fixing.

With the antibody that can tag and isolate Nb2 cells, Sánchez Alvarado and others can now look in more detail at how the tetraspanin works and what turns on its production in these cells. Others, too, are making progress in getting at the molecular details of regeneration. Last month, Peter Reddien, a developmental biologist at the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge reported in Science that his team had tracked gene activity in every cell as the planaria regenerated. Another group did a similar study.

Reddien is eager to go back to his study to see whether his group’s comprehensive look at all cells also identifies an Nb2 cell type. “It’s too early to say how those findings will translate into therapies,” to restore body parts in humans, Reddien says. “But discovering the mechanisms that allow natural regeneration to occur is a good start.”

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• Biology

doi:10.1126/science.aau4794

Antony van Leeuwenhoek - inventor do microscópio

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Relacionado entre as grandes invenções da Medicina, o microscópio, criado no início do século XVII, possibilitou o avanço do estudo da Biologia e uma nova percepção da ciência médica.
A invenção do microscópio, atribuída a Galileu, foi na verdade fruto do aperfeiçoamento realizado pelo naturalista holandês Antony van Leeuwenhoek, que o utilizou na observação de seres vivos. Dotado de apenas uma lente de vidro, o microscópio primitivo inventado pelo pesquisador permitia aumento de percepção visual de até 300 vezes e com razoável nitidez. E tudo aquilo que se encontrava invisível aos olhos tornou-se visível o suficiente para que fosse pesquisado. Este primitivo microscópio foi construído em 1674 e com ele conseguiu-se observar bactérias de 1 a 2 micra (medida equivalente a um milésimo de milímetro).

Com este simples instrumento, o naturalista estudou os glóbulos vermelhos do sangue, constatou a existência dos espermatozoides e desvendou também o mundo dos microrganismos.
Anos mais tarde o microscópio primitivo de Leeuwenhoek foi aprimorado por Robert Hooke, ganhando mais uma lente e a possibilidade de ampliação de imagem ainda maior. As primeiras observações de Hooke e os estudos de Antony van Leeuwenhoek levaram à descoberta das células. Porém so mente em 1839, com o botânico Matthias Jacob Schleiden (1804 1841) e o zoólogo e fisiologista Theodor Schwann (1810 1882), ambos da Alemanha, a célula foi reconhecida como unidade fundamental da vida.

Curiosidade: A Célula Humana

Curiosidade: A Célula Humana

Baseado nas últimas descobertas em fisiologia celular, você verá pela primeira vez o incrível interior de uma célula humana. Trabalhando com especialistas mundiais em visualização celular, biólogos moleculares e animadores especializados em computação gráfica, este programa de grande precisão científica é tão emocionante como um bom filme de aventura.

• Qualidade: TVRip
• Audio: Brasil
• Tamanho: 380 MB - MP4
• Our Secret Universe - The Hidden Life Of The Cell
• Ripper:  Rynaldo BNG
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