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.

Female And Male Gamete Cells: Called Sex Cells

by Daniel Nelson

Gamete cells, also known as sex cells, are the cells responsible for sexual reproduction. A male gamete is called sperm (spermatozoa) and is a haploid cell formed through Spermatogenesis. A female gamete is called an ova or egg cells (Oocytes), which are haploid cells carrying one copy of each chromosome.

Gametes are necessary for DNA to be passed from one organism down to the next generation. How exactly are gametes created, and how do they function? What differences are there between gametes and other types of cells in a body?
Gametes are divided into two different types, male and female. Though there are similarities between male and female gametes, both types of gametes also differ in key ways.

The Function of Gametes

Sperm cells penetrate into egg cells and form a zygote. Photo: Public domain, LadyofHats via Wikimedia Commons

Let’s take a look at the similarities between male and female gametes before moving on to the differences. Both types of gametes are sex cells, and both are involved in sexual reproduction. Both gametes are necessary to create a zygote, a clump of cells made out of the DNA from both gametes that will go on to become a fetus. Both male and female gametes contain a single set of chromosomes. The function of gametes is to combine with the other type of gamete and thus combine their single set of chromosomes to create a new complete double set of chromosomes.
Sperm cells have a layer called the “acrosome” which is made up of enzymes that let the sperm penetrate the membrane of an egg cell. Photo: Public domain

Male gametes are a type of haploid cell. Haploid cells are cells which only contain a single set of chromosomes. People’s cells contain 46 chromosomes normally, except for haploid cells which only contain 23. Male gametes, male sex cells, are called sperm cells. Sperm is created in the testes, and it is a tiny cell that can propel itself with a long flagellum. This gives it the ability to move towards a female sex cell. The “head” of a sperm cell is covered in a layer called “acrosome” which consists of a number of enzymes which enable the sperm and to penetrate the membrane of an egg cell. Since both male and female gametes are haploid cells, once the sperm cell does penetrate the egg cell the two cells fuse creating a diploid cell with 46 chromosomes.

Much like male gametes, gametes in females are haploid cells. In females, they are referred to as egg cells. In many species, including humans, male gametes are much smaller than female gametes. Female gametes also typically stationary, unlike the male gametes which can move with flagella. Egg cells are produced in the ovaries, and they are usually produced in small numbers, with a woman having all the egg cells she will have in her life by the time of puberty.

Eggs cells have a variier called zona pellucida, seen here as a thick clear girdle (the white space inbetween the egg and the cells of the corona radiata). Photo Public domain

Different types of life have different ways of combining sperm and egg cells. In mammals, sexual intercourse usually consists of the male ejaculating sperm into the female and the sperm then seeks out the female’s egg. Plants are stationary, and thus they use pollen to reproduce. Male gametes are produced within pollen sacs on the plant and are released into the environment. This pollen is frequently carried by the wind or by insects to the female gametes of another plant.

Meiosis

Most of the cells within the human body, as well as the bodies of other animals, reproduce through a system known as mitosis. Mitosis is what allows non-sex cells to reproduce, and create copies of themselves. In mitosis, one cell referred to as a mother cell divides itself to create two new cells, the daughter cells. Mitosis is typically divided into four different phases known as prophase, metaphase, anaphase, and telophase.

The job of mitosis is to ensure that the daughter cells receive a full set of 46 chromosomes as if something goes wrong and a cell has fewer chromosomes it frequently dies or causes cancer. While mitosis is responsible for creating the vast majority of cells within a person’s body, sex cells are created through a process known as meiosis.

Meiosis is similar to mitosis in some ways and different in others. Similar to mitosis, meiosis goes through different stages or phases which implement many of the same strategies that mitosis uses to replicate cells. Meiosis separates sister chromatids, which are the two different halves of the same chromosome, and it must also divide the pairs of nonidentical chromosomes that the cell received from its two parent cells. The chromosome pairs that a gamete received from its parent cells are referred to as homologous chromosomes.

While mitosis is divided into four categories, meiosis undergoes these four phases twice. The first instance of cell division separates homologous chromosomes and it is referred to as Meiosis I. The second round of cell division separates the sister chromatids, and it is referred to as Meiosis II. During Meiosis I, the diploid cell is converted into two haploid cells, and each haploid cells will have non-identical sister chromatids. This process is called chromosomal reduction, and it is important because if the chromosomes were not divided before reproduction, the offspring would have four identical sets of chromosomes instead of the desired one complete set with variation. Meiosis II is more like mitosis, and it produces four haploid daughter cells out of the two already existing mother haploid cells.

Fertilization

When both female and male gametes merge the process is referred to as fertilization. Fertilization occurs within the fallopian tubes, a region of the reproductive tract in females. During sexual intercourse, millions of sperm are released into the fallopian tubes and they will travel up to the egg. Typically only one sperm out of these millions will penetrate the egg, though rarely more than one sperm will manage to penetrate it. This happens because the egg is covered in a layer referred to as the “zona pellucida”. The zona pellucida transforms into a barrier once a sperm successfully penetrates the membrane and then begins to merge with the egg. If multiple sperm were to penetrate an egg, the condition is referred to as polyspermy and the result is that the zygote has extra chromosomes, in which case it is no longer viable.

Once fertilization happens the two haploid cells become one zygote, with a full 46 chromosomes. This zygote will continue to divide via the process of mitosis until it matures into a functioning baby. The sex of the individual is determined by which sex chromosomes the zygote inherits. A cell that inherits only one X chromosome will have a Y chromosome as well, and it will be a male. A zygote that inherited two X chromosomes will be a female.

After fertilization, the fertilized egg will remain in the fallopian tube for about 3 to 4 days where it rapidly divides into many different cells through mitosis. It will keep undergoing mitotic division as it moves through the fallopian tube and into the uterus, where it will attach to the uterine wall and continue to divide as it develops into a fetus.

Biologia: Ciclo de vida das células - divisão celular

Ciclo Celular

Intérfase: dividida em três períodos:

G1: antes da síntese de DNA; ocorre sintetização intensa de proteínas e RNA, resultando no aumento de tamanho da célula;

S: durante a síntese de DNA; a duplicação dos cromossomos é determinada pela síntese de DNA;

G2: depois da síntese de DNA; nessa etapa, os cromossomos já estão duplicados e há pouca síntese de RNA e proteínas.

Mitose: divisão celular em que uma célula-mãe produz duas células-filhas idênticas. Basicamente, é dividida em quatro fases: Prófase, Metáfase, Anáfase e Telófase.

Prófase: fase mais longa; os cromossomos começam a se condensar, o centríolo se duplica formando-se o fuso acromático (ou mitótico) e os ásteres; tanto a carioteca quanto o nucléolo desaparecem.

Metáfase: melhor fase para o estudo do cariótipo; os cromossomos, já condensados, aparecem dispostos no equador do fuso. Essa etapa termina com a duplicação dos centrômeros.

Anáfase: os cromossomos migram para polos opostos.

Telófase: cromossomos chegam aos polos e sofrem descondensação; desaparecem os ásteres e o fuso, e ressurgem a carioteca e o nucléolo; a etapa chega ao seu fim com a divisão do citoplasma (citocinese).

Meiose: uma célula diploide (2n) origina 4 células haploides (n); ocorre por meio de duas divisões sucessivas sem duplicação do material genético nas fases intermediárias. A meiose tem a função de manter constante o número de cromossomos das espécies e, ainda, permite a variabilidade genética. Isso porque a meiose reduz o número de cromossomos pela metade e faz com que os gametas se recombinem.

Biologia: Ciclo de vida das células: divisão celular - (meiose I)

Primeira fase da meiose

1. Prófase I: ocorre a condensação, organização e formam-se os pares de cromossomos denominados homólogos; então partes das cromátides-irmãs podem ser trocadas (uma de cada par – materno e paterno);

2. Metáfase I: cromossomos homólogos migram para o centro;

3. Anáfase I: os cromossomos homólogos, agora se separam em dois grupos, sendo que cada um apresenta uma parte do cromossomo da mãe e outra do pai;

4. Telófase I: duas células-filhas são formadas por novos núcleos haploides;

5. Intercinese: nessa fase, o DNA não se duplica, porque cada cromossomo mantém suas cromátides (mesmo que em algumas delas tenha havido troca de segmentos maternos e paternos).

 

 

Biologia: Ciclo de vida das células: divisão celular - (meiose II)

Segunda fase da meiose

1. Prófase II: há a condensação dos cromossomos;

2. Metáfase II: os cromossomos se agrupam na região equatorial da célula;

3. Anáfase II: ocorre a separação das cromátides de cada cromossomo;

4. Telófase II: nessa etapa, cada célula-filha, provinda da meiose I, forma duas células - resultando em quatro células.

EXERCÍCIOS

1. Para fazer o estudo de um cariótipo, qual a fase da mitose que seria mais adequada usar, tendo em vista a necessidade de se obter a maior nitidez dos cromossomos, em função do seu maior grau de espiralização?

a) Prófase.

b) Pró-metáfase.

c) Anáfase.

d) Telófase.

e) Metáfase.

2. Um cromossomo é formado por uma longa molécula de DNA associada às proteínas. Isso permite afirmar que o núcleo de uma célula somática humana em (A) possui (B) moléculas de DNA. Qual das alternativas indica os termos que substituem corretamente as letras A e B?

a) A: início de intérfase (G1); B: 46.
b) A: fim de intérfase (G2); B: 23.
c) A: início de mitose (prófase); B: 46.
d) A: fim de mitose (telófase); B: 23.
e) A: qualquer fase do ciclo celular; B: 92.

3. Um evento característico da subfase paquíteno, da prófase I da meiose, é a:

a) condensação dos cromossomos homólogos.
b) recombinação genética.
c) terminalização dos quiasmas.
d) formação das tétrades.
e) fragmentação da carioteca.

Gametogênese

É o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos

1. Introdução

Gametogênese é o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos dotados de reprodução sexuada. Nos animais, a gametogênese acontece nas gônadas, órgãos que também produzem os hormônios sexuais, que determinam as características que diferenciam os machos das fêmeas.


Por apresentar aspectos muito particulares, a gametogênese dos vegetais será abordada no curso de Botânica. Iremos, nessas aulas, tratar da gametogênese animal, com destaque para a gametogênese humana.


O evento fundamental da gametogênese é a meiose, que reduz à metade a quantidade de cromossomos das células, originando células haploides. Na fecundação, a fusão de dois gametas haploides reconstitui o número diploide característico de cada espécie.


Em alguns raros casos, não acontece meiose durante a formação dos gametas. Um exemplo bastante conhecido é o das abelhas: se um óvulo não for fecundado por nenhum espermatozoide, irá se desenvolver por mitoses consecutivas, originando um embrião em que todas as células são haploides. Esse embrião haploide formará um indivíduo do sexo masculino. O desenvolvimento de um gameta sem que haja fecundação chama-se partenogênese. Se o óvulo for fecundado, o embrião 2n irá originar uma fêmea.


Em linhas gerais, a gametogênese masculina (ou espermatogênese) e a gametogênese feminina (ovogênese ou ovulogênese) seguem as mesmas etapas.


2. A Espermatogênese

Processo que ocorre nos testículos, as gônadas masculinas. Secretam a testosterona, hormônio sexual responsável pelo aparecimento das características sexuais masculinas: aparecimento da barba e dos pelos corporais em maior quantidade, massa muscular mais desenvolvida, timbre grave da voz, etc.


As células dos testículos estão organizadas ao redor dos túbulos seminíferos, nos quais os espermatozoides são produzidos. A testosterona é secretada pelas células intersticiais. Ao redor dos túbulos seminíferos, estão as células de Sertoli, responsáveis pela nutrição e pela sustentação das células da linhagem germinativa, ou seja, as que irão gerar os espermatozoides.


Nos mamíferos, geralmente os testículos ficam fora da cavidade abdominal, em uma bolsa de pele chamada bolsa escrotal. Dessa forma, a temperatura dos testículos permanece aproximadamente 1° C inferior à temperatura corporal, o que é ideal para a espermatogênese.


A espermatogênese divide-se em quatro fases:


Fase de proliferação ou de multiplicação: Tem início durante a vida intrauterina, antes mesmo do nascimento do menino, e se prolonga praticamente por toda a vida. As células primordiais dos testículos, diploides, aumentam em quantidade por mitoses consecutivas e formam as espermatogônias.

Fase de crescimento: Um pequeno aumento no volume do citoplasma das espermatogônias as converte em espermatócitos de primeira ordem, também chamados espermatócitos primários ou espermatócitos I, também diploides.


Fase de maturação: Também é rápida, nos machos, e corresponde ao período de ocorrência da meiose. Depois da primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de segunda ordem (espermatócitos secundários ou espermatócitos II). Como resultam da primeira divisão da meiose, já são haploides, embora possuam cromossomos duplicados. Com a ocorrência da segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos de segunda ordem originam quatro espermátides haploides.


Espermiogênese: É o processo que converte as espermátides em espermatozoides, perdendo quase todo o citoplasma. As vesículas do complexo de Golgi fundem-se, formando o acrossomo, localizado na extremidade anterior dos espermatozoides. O acrossomo contém enzimas que perfuram as membranas do óvulo, na fecundação.


Os centríolos migram para a região imediatamente posterior ao núcleo da espermátide e participam da formação do flagelo, estrutura responsável pela movimentação dos espermatozoides. Grande quantidade de mitocôndrias, responsáveis pela respiração celular e pela produção de ATP, concentram-se na região entre a cabeça e o flagelo, conhecida como peça intermediária.



3. A Ovogênese

Nos ovários encontram-se agrupamentos celulares chamados folículos ovarianos de Graff, onde estão as células germinativas, que originam os gametas, e as células foliculares, responsáveis pela manutenção das células germinativas e pela produção dos hormônios sexuais femininos.


Nas mulheres, apenas um folículo ovariano entra em maturação a cada ciclo menstrual, período compreendido entre duas menstruações consecutivas e que dura, em média, 28 dias. Isso significa que, a cada ciclo, apenas um gameta torna-se maduro e é liberado no sistema reprodutor da mulher.


Os ovários alternam-se na maturação dos seus folículos, ou seja, a cada ciclo menstrual, a liberação de um óvulo, ou ovulação, acontece em um dos dois ovários.


A ovogênese é dividida em três etapas:

Fase de multiplicação ou de proliferação: É uma fase de mitoses consecutivas, quando as células germinativas aumentam em quantidade e originam ovogônias. Nos fetos femininos humanos, a fase proliferativa termina por volta do final do primeiro trimestre da gestação. Portanto, quando uma menina nasce, já possui em seus ovários cerca de 400 000 folículos de Graff. É uma quantidade limitada, ao contrário dos homens, que produzem espermatogônias durante quase toda a vida.


Fase de crescimento: Logo que são formadas, as ovogônias iniciam a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I. Passam, então, por um notável crescimento, com aumento do citoplasma e grande acumulação de substâncias nutritivas. Esse depósito citoplasmático de nutrientes chama-se vitelo, e é responsável pela nutrição do embrião durante seu desenvolvimento.


Terminada a fase de crescimento, as ovogônias transformam-se em ovócitos primários (ovócitos de primeira ordem ou ovócitos I). Nas mulheres, essa fase perdura até a puberdade, quando a menina inicia a sua maturidade sexual.

Fase de maturação: Dos 400 000 ovócitos primários, apenas 350 ou 400 completarão sua transformação em gametas maduros, um a cada ciclo menstrual. A fase de maturação inicia-se quando a menina alcança a maturidade sexual, por volta de 11 a 15 anos de idade.


Quando o ovócito primário completa a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I, origina duas células. Uma delas não recebe citoplasma e desintegra-se a seguir, na maioria das vezes sem iniciar a segunda divisão da meiose. É o primeiro corpúsculo (ou glóbulo) polar.


A outra célula, grande e rica em vitelo, é o ovócito secundário (ovócito de segunda ordem ou ovócito II). Ao sofrer, a segunda divisão da meiose, origina o segundo corpúsculo polar, que também morre em pouco tempo, e o óvulo, gameta feminino, célula volumosa e cheia de vitelo.


Na gametogênese feminina, a divisão meiótica é desigual porque não reparte igualmente o citoplasma entre as células-filhas. Isso permite que o óvulo formado seja bastante rico em substâncias nutritivas.


Na maioria das fêmeas de mamíferos, a segunda divisão da meiose só acontece caso o gameta seja fecundado. Curiosamente, o verdadeiro gameta dessas fêmeas é o ovócito II, pois é ele que se funde com o espermatozoide.


4. A Fecundação

Para que surja um novo indivíduo, os gametas fundem-se aos pares, um masculino e outro feminino, que possuem papéis diferentes na formação do descendente. Essa fusão é a fecundação ou fertilização.


Ambos trazem a mesma quantidade haploide de cromossomos, mas apenas os gametas femininos possuem nutrientes, que alimentam o embrião durante o seu desenvolvimento. Por sua vez, apenas os gametas masculinos são móveis, responsáveis pelo encontro que pode acontecer no meio externo (fecundação externa) ou dentro do corpo da fêmea (fecundação interna). Excetuando-se muitos dos artrópodes, os répteis, as aves e os mamíferos, todos os outros animais possuem fecundação externa, que só acontece em meio aquático.


Quando a fecundação é externa, tanto os machos quanto as fêmeas produzem gametas em grande quantidade, para compensar a perda que esse ambiente ocasiona. Muitos gametas são levados pelas águas ou servem de alimentos para outros animais. Nos animais dotados de fecundação interna, as fêmeas produzem apenas um ou alguns gametas por vez, e eles encontram-se protegidos dentro do sistema reprodutor.


Além da membrana plasmática, o óvulo possui outro revestimento mais externo, a membrana vitelínica. Quando um espermatozoide faz contato com a membrana vitelínica, a membrana do acrossomo funde-se à membrana do espermatozoide (reação acrossômica), liberando as enzimas presentes no acrossomo.


As enzimas do acrossomo dissolvem a membrana vitelínica e abrem caminho para a penetração do espermatozoide. Com a fusão da membrana do espermatozoide com a membrana do óvulo, o núcleo do espermatozoide penetra no óvulo. Nesse instante, a membrana do óvulo sofre alterações químicas e elétricas, transformando-se na membrana de fertilização, que impede a penetração de outros espermatozoides.


No interior do óvulo, o núcleo do espermatozoide, agora chamado pró-núcleo masculino, funde-se com o núcleo do óvulo, o pró-núcleo feminino. Cada pró-núcleo traz um lote haploide de cromossomos, e a fusão resulta em um lote diploide, o zigoto. Nessa célula, metade dos cromossomos tem origem paterna e metade, origem materna.