CITOPLASMA

1. CITOPLASMA Organelas + endomembranas Citosol

3. Sistema de Endomembranas As células eucarióticas possuem compartimentos internos envoltos por membranas bilipídicas similares à Membrana Plasmática. Cada compartimento ou organela contém moléculas e enzimas especializadas, e um complexo sistema de transporte, de uma organela para outra. É constituído pelas seguintes organelas: • Retículo endoplasmático • Complexo de Golgi • Endossomos • Lisossomos • Vesículas transportadoras

4. Retículo Endoplasmático Liso e Rugoso • R.E.Rugoso • Apresenta polirribossomas que possibilitam sua função: síntese de proteínas. • Muito desenvolvido em células com intensa síntese protéica, destinada à exportação ou a organelas com membrana. • Também participa de modificações pós-traducionais protéicas: sulfatação, pregueamento e glicosilação. • R.E. Liso • Síntese de esteróides, colesterol e triglicérides, armazenam glicogênio ou possuem atividade de desintoxicação (ex.: hepatócito). • Contém enzimas necessárias ao metabolismo de lipídios e açúcares • Têm importante função no controle do Ca2+ intracelular. Rugoso Liso

5. Complexo de Golgi (CG) • É um sistema de cisternas achatadas e ligeiramente curvas, que se situam entre o RE e a Membrana Plasmática (MP). • O CG possui uma face cis (convexa), voltada para o núcleo, e uma face trans (côncava), voltada para a membrana plasmática. Entre elas estão as cisternas medianas. • As moléculas protéicas chegam ao CG  pela incorporação de vesículas de transporte, advindas do RER, na face cis. • Daí migram, também através de vesículas transportadoras, para as cisternas medianas e, finalmente para a cisterna trans, de onde serão endereçadas à MP, aos lisossomas, ao RE ou ao próprio Golgi. • Funções: modifica as proteínas produzidas pelo RER, além disso, enzimas associadas à membrana do CG concentram e endereçam - bioquimicamente - estas proteínas para os diferentes compartimentos membranares.

6. Endossomo • O Compartimento Endossômico é o conjunto de vesículas endocíticas mais ou menos próximas da membrana plasmática. • Os Endossomas são vesículas formadas pelos mecanismos de endocitose (micropinocitose, pinocitose e fagocitose).

7. Lisossomos • Formada por membrana simples • Contém enzimas capazes de realizar a digestão de proteínas, polissacarídios, ácidos nucléicos e lipídios • São sítios de reciclagem: quebram moléculas complexas trazidas pela endocitose celular e fragmentos de células vizinhas fagocitadas, além de degradarem organelas defeituosas da própria célula

8. Peroxissomos São estruturas em forma de vesículas, semelhantes aos lisossomos, contendo certas enzimas relacionadas a reações que envolvem oxigênio. São encontrados em todas as células eucarióticas e são especializados no processamento das reações oxidativas. Têm catalase, que facilita a decomposição da água oxigenada em água e oxigênio. Além disso, os grandes peroxissomos existentes nos rins e no fígado têm um importante papel na destruição de moléculas tóxicas

9. Vacúolo das céls Vegetais • Organelas de tamanho variável envoltas por uma membrana • Armazenam água com substâncias dissolvidas, como gases, pigmentos, açúcares, proteínas entre outras.

11. Mitocôndria

12. Mitocôndria • As mitocôndrias (do grego mito: filamento e chondrion: grânulo) estão presentes no citoplasma das células eucarióticas, sendo caracterizadas por uma série de propriedades morfológicas, bioquímicas e funcionais.

13. Organela citoplasmática formada por duas membranas lipoprotéicas, sendo a interna formada por pregas. O interior é preenchido por um líquido denso, denominado matriz mitocondrial. • Apresenta forma de bastonete ou esférica. Geralmente, são estruturas cilíndricas com aproximadamente 0,5micrômetros de diâmetro e vários micrômetros de comprimento. • Quanto maior atividade metabólica da célula, maior será quantidade de mitocôndrias em seu interior. Uma célula hepática normal pode conter de 1.000 a 1.600 mitocôndrias, enquanto alguns ovócitos podem conter até 300.000. • Possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, tendo assim capacidade de auto-duplicar-se.

14. Dentro delas se realiza o processo de extração de energia dos alimentos (respiração celular) que será armazenada em moléculas de ATP (adenosina trifosfato). É o ATP que fornece energia necessária para as reações químicas celulares. • Apresentam capacidade de movimentação, concentrando-se assim nas regiões da célula com maior necessidade energética.

15. A mitocôndria é organizada em: • Matriz: contêm uma mistura altamente concentrada de centenas de enzimas, incluindo aquelas necessárias à oxidação do piruvato e ácidos graxos e para o ciclo de Krebs. A matriz contêm também várias cópias do DNA mitocondrial, ribossomos mitocondriais essenciais, RNAt, e várias enzimas requeridas para expressão dos genes mitocondriais.

16. b. Membrana Interna: é desbobrada em numerosas cristas que aumentam grandemente a sua área superficial total. Ela contêm proteínas com três tipos de funções: • aquelas que conduzem as reações de oxidação da cadeia respiratória 2. um complexo enzimático chamado ATPsintetase, que produz ATP na matriz 3. proteínas transportadoras específicas, que regulam a passagem para dentro e fora da matriz.Uma vez que um gradiente eletroquímico é estabelecido, através dessa membrana pela cadeia respiratória, para direcionar a ATPsintetase, é importante que a membrana seja impermeável a maioria dos pequenos íons.

17. c. Membrana Externa: devido ao fato de conter uma grande proteína formadora de canais (chamada de porina), a membrana externa é permeável a todas as moléculas de 5.000daltons ou menos. - Outras proteínas existentes nesta membrana incluem as enzimas envolvidas na síntese de lipídeos mitocondriais e enzimas que convertem substratos lipídicos em formas que possam ser subseqüentemente metabolizados na matriz.

18. d. Espaço Intermembrana: esse espaço contêm várias enzimas que utilizam o ATP proveniente da matriz para fosforilar outros nucleotídeos.

19. Eletromicrografia de uma mitocôndria de uma célula pancreática mostrando a membrana externa lisa e as numerosas invaginações da membrana interna chamadas de cristas. Notar também grânulos escuros de alta densidade no seio da matriz com diâmetro de 30 a 50 nm provavelmente constituído por um arcabouço protéico ou lipoprotéico ao qual se prendem íons de metais (cálcio e magnésio). Além desse componemtes distingue-se com certa dificuldade no interior da matriz regiões filamentosas constituídas por filamento de DNA e ribossomos medindo 15nm de diâmetro

20. Função da mitocôndria: - Produção de Energia- as substancias nutritivas penetram nas mitocôndrias, onde reagem com o gás oxigênio, em um processo comparável à queima de um combustível. Essa reação recebe o nome de respiração celular. A partir daí é produzido energia em forma de ATP (adenosina trifosfato).  - Respiração Celular através do Ciclo de Krebs e da Cadeia respiratória. • A mitocôndria realiza a maior parte das oxidações celulares e produz a massa de ATP ( energia celular) das células animais. • Na mitocôndria o piruvato e os ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA que são oxidados em CO2, através do ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico). • Grandes quantidades de NADH e FADH2 são produzidas por essas reações de oxidação. A energia disonível, pela combinação do oxigênio com os elétrons reativos levados pelo NADH e pelo FADH2, é regulada por uma cadeia transportadora de elétrons na membrana mitocondrial interna denominada de cadeia respiratória.

21. A cadeia respiratória bombeia prótons ( H+) para fora da matriz para criar um gradiente eletroquímico de hidrogênio transmembrana. O gradiente transmembrana, por sua vez, é utilizada para sintetizar ATP e para dirigir o transporte ativo de metabólitos específicos através da membrana mitocondrial interna. A combinação dessas reações é responsável por uma eficiente troca ATP-ADP entre a mitocôndria e o citosol de tal forma que o ATP pode ser usado para prover muitas das reações celulares dependentes de energia.

22. Plastos ou Plastídeos

23. Plastos Ou Plastídeos • Organelas típicas de células vegetais.. Apresentam RNA, DNA, proteínas e dupla membrana lipoprotéica. • São classificados em leucoplastos e cromoplastos.

24. Leucoplastos: acumulam substância de reserva, não apresentam pigmentos.     a) amiloplastos - acumulam amido, comuns em órgãos subterrâneos     b) oleoplastos - acumulam lipídios      c) proteoplastos - acumulam proteínas

25. São plastídeos que ocorrem em muitos tecidos epidermais e internos que não se tornam verdes e fotossintetizantes. Eles são um pouco mais alargados do que os proplastídeos. • Uma forma comum de leucoplasto é o amiloplasto , o qual acumula amido em tecidos de reserva. Em algumas plantas, tal como batatas, os amiloplastos podem crescer tanto que chegam ao tamanho médio das células animal. • Os plastídeos não são somente sítios para a fotossíntese e para o depósito de materiais de reserva. • Os vegetais exploraram os seus plastídeos na compartimentalização celular do metabolismo intermediário. Os plastídeos produzem mais energia e força redutora (como ATP e NADPH) do que a planta pode utilizar em suas reações biossintéticas. • As sínteses de purinas e pirimidinas, da maioria dos aminoácidos e de todos os ácidos graxos dos vegetais ocorrem nos plastideos, enquanto em células animais estes compostos são produzidos no citosol.

26. 3- Substâncias ergásticas: Produtos do metabolismo celular. Podem ser material de reserva ou produtos descartados pelo metabolismo da célula. Encontradas na parede celular e nos vacúolos, além de outros componentes protoplasmáticos. As mais conhecidas são: amido, celulose, corpos de proteína, lipídios, cristais de oxalato de cálcio (drusas, ráfides, etc.), cristais de carbonato de cálcio (cistólitos) e de sílica (estruturas retangulares, cônicas, etc.). Também são esgásticas as substâncias fenólicas, resinas, gomas, borracha e alcalóides. Muitas vezes as células que contêm essas substâncias são diferentes morfo e fisiologicamente das demais, sendo denominadas idioblastos.

27. Cromoplastos: Portam pigmentos carotenóides são encontrados em estruturas coloridas, como pétalas, frutos e algumas raízes. Surgem a partir dos cloroplastos a) Eritroplastos - plastos vermelhos, predominância de licopenos b) Xantoplastos - plastos amarelos, predominância de carotenos e xantofilas c) Cloroplastos - plastos verdes, com predominância de clorofilas

28. Cloroplasto: • Esta organela fotossintetizante contém três membranas distintas: a membrana externa, altamente permeável a membrana interna e na qual proteinas carreadoras especiais estão embebidas a membrana tilacóide. que definem três compartimentos internos separados: o espaço intermembranas, o estroma, o qual é análogo à matriz mitocondrial e contém várias enzimas, ribossomos, RNA e DNA • ocorrem as reações de fixação de gás carbônico para a produção de carbohidratos, além de aminoácidos, ácidos graxos e orgânicos. Pode haver formação de amido e lipídios, estes últimos em forma de glóbulos (plastoglóbulos). o espaço tilacóide. A membrana tilacóide contém todos os sistemas geradores de energia do cloroplasto. Os tilacóides individuais estão interconectadas, uma que tendem a se empilhar para formar agregados chamados de grana.

30. Há, uma importante diferença entre a organização das mitocôndrias e a dos cloroplastos:. - A membrana interna dos cloroplastos não é dobrada em cristas e não contém uma cadeia transportadora de elétrons. Ao invés disso, a cadeia transportadora de elétrons, bem como o sistema fotossintetizante que absorve luz e uma ATP sintase, estão todos contidos em uma terceira membrana distinta, que forma um conjunto de sacos achatados semelhantes a discos, as tilacóides. -Os cloroplastos fazem as suas interconversões energéticas por mecanismos quimiosmóticos de maneira muito semelhante àquela utilizada pelas mitocôndrias, e são organizadas pelos mesmos princípios .

31. Origem: • Todos os plastídeos se desenvolvem a partir de proplastídeos, os quais são organelas relativamente pequenas presentes nas células imaturas dos meristemas vegetais. • Os proplastídeos se desenvolvem de acordo com as necessidades de cada célula diferenciada, e o tipo que estará presente é determinado em grande parte pelo genoma nuclear. • Se uma folha é cultivada no escuro, os seus proplastídeos se alargam e se tornam etioplastídeos, os quais possuem um arranjo semicristalino de membranes internal que contém um precursor amarelo de clorofila ao invés da clorofila. • Quando a folha é exposta à luz., os etioplastos rapidamente se desenvolvem em cloroplastos, convertendo este precursor em clorofila e sintetizando uma nova membrana, pigmentos, enzimas fotossintetizantes e componentes da cadeia transportadora de elétrons

32. As mitocôndrias e os cloroplastos são capazes de autoduplicação, o que se justifica pela presença de ácidos nucléicos (DNA e RNA). Ambas as organelas movimentam-se de forma passiva (ciclose) ou ativa (por movimentos próprios).

33. Referências • ALBERTS B. BRAY D. et all Biologia Molecular da Célula 3a. Edição Artes Médicas Porto Alegre, 1997 • DE ROBERTIS e DE ROBERTIS, JR Bases da Biologia Celular e Molecular 2a. Edição Guanabara Koogan. Rio de Janeiro, 1993 • JUNQUEIRA E CARNEIRO Biologia Celular e Molecular 3a. Edição Guanabara Koogan. Rio de Janeiro, 1983

34. Fotossíntese • Os cloroplastos e bactérias fotossintetizantes obtêm elétrons de alta energia por meio de fotossistemas capazes de capturar elétrons excitados, quando a luz solar é absorvida pelas moléculas de clorofila. Os fotossistemas são constituídos por um complexo de proteínas e pigmentos precisamente ordenados, em que a fotossíntese ocorre.

35. Há dois fotossistemas em cloroplastos e cianobactérias. Os dois fotossistemas estão normalmente ligados em série e transferem elétrons da água para o NADP+ para formar o NADPH, com a concomitante produção de um gradiente eletroquímico de prótons transmembrana; o oxigênio molecular (O2) é gerado como produto secundário. Todos os processos de transporte de elétrons ocorrem na membrana tilacóide: para fabricar ATP, H+ é bombeado para o espaço tilacóide e um refluxo de H+, através da ATP sintetase, produz o ATP no estroma cloroplástico. Este ATP é usado em conjunto com o NAPH feito pela fotossíntese para direcionar um grande número de reações biossintéticas no estroma cloroplástico, incluindo as reações de fixação de carbono (Ciclo de Calvin-Benson), mais importantes, que geram carboidratos a partir de Gás Carbônico (CO2). Juntamente com outros produtos dos cloroplastos, este carboidrato é exportado para o citosol celular onde é utilizado.

36. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIADEPARTAMENTO DE MORFOLOGIAHISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA HUMANA ESPERMATOGÊNESE Profª Roberta Lopes da Silva Trois

37. PRINCIPAIS TÓPICOS A SEREM ABORDADOS: • Revisão Geral da meiose • Conceito de gametogênese e suas principais fases: • Fase 1 - Proliferativa • Fase 2 - Produção de gametas • Fase 3 - Diferenciação de gametas • Revisão do sistema reprodutivo masculino: principais estruturas envolvidas com a espermatogênese • Espermatogênese: fase proliferativa e de produção dos gametas • Espermiogênese • Controle hormonal da espermatogênese: hormônios esteróides e hipofisiários

38. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: DUMM, CG. Embriologia humana 1ª ed. Buenos Aires: Al Ateneo, 2003 SILVERTHORN, DU. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 2ª ed. São Paulo: Manoele, 2003. JUNQUEIRA, LCU; CARNEIRO, J.  Histologia Básica. 10ª ed.  Rio de Janeiro: Guanabara-Koogan, 2004.

39. Uma breve revisão... • Gônadas • Ductos • Glândulas acessórias • Estruturas reprodutoras externas (genitálias) HOMENS ÓRGÃOS SEXUAIS MULHERES Gônadas [Gonos, semente] = órgãos que produzem gametas = TESTÍCULOS = OVÁRIOS Gametas [Gamein, acasalar-se] = células reprodutoras = ESPERMATOZÓIDES = OVÓCITO (ÓVULO) Células Gonadais indiferenciadas = células germinativas

40. Uma breve revisão... O desenvolvimento sexual é determinado por fatores presentes no genoma humano 22 pares de cromossomos autossômicos Célula nucleada somática X ou Y contém genes que direcionam o desenvolvimento de órgãos sexuais externos e internos. O X é maior que o Y e apresenta genes inexistem em Y!

41. Uma breve revisão... óvulo 22+X Decorrência da meiose 22+X ou 22+Y espermatozóide Processo de divisão celular através do qual a célula tem o seu número cromossômico reduzido pela metade

42. Uma breve revisão... • Principais características da meiose: • reduz o número de cromossomos das células: permitindo que a dois gametas se fundam, formando uma célula totipotente, capaz de originar um novo organismo tridimensional a partir de uma única célula • O produto final da meiose sempre será quatro células haplóides (n), ainda que no sexo feminino apenas uma seja funcional (óvulo), enquanto no sexo masculino as quatro são funcionais (espermatozóides) • Ocorrência de recombinação (permuta ou crossing-over): troca de segmentos dos cromossomos homólogos, variabilidade genética

44. GAMETOGÊNESE • Os gametas são derivados de células germinativas primordiais • Estas células são produzidas pelas gônadas masculina (testículos) e feminina (ovários) • Existe uma linhagem primordial de células germinativas que é estabelecida na gônada, as células-tronco desta linhagem dividem-se por mitose para produzir os gametas requeridos para que o organismo se reproduza. • As linhagens germinativas podem estar associadas a outros tipos celulares que auxiliam na nutrição, suporte e proteção das células germinativas (células foliculares ou intersticiais)

45. GAMETOGÊNESE Podemos identificar 3 fases gerais do processo de formação gamética: 1ª) Fase proliferativa: durante esta fase as células germinativas são denominadas gônias (espermatogônia no sexo masculino e oogônia no feminino). Estas células agem como um “tronco celular” que se divide por mitose e garante matéria-prima para a formação gamética. 2ª) Fase de produção dos gametas: Quando o organismo atinge a maturidade ele adquire a habilidade de tornar os seus gametas funcionais através da meiose. O produto final desta fase será a formação do gameta masculino e feminino. 3ª) Fase de diferenciação gamética: o gameta depois de formado pode passar por processos morfo-funcionais que o tornam apto a fecundar. Esta fase acontece de modo típico na produção do gameta masculino (espermiogênese).

46. ESPERMATOGÊNESE Durante a puberdade, as espermatogônias começam a se dividir por mitose. SISTEMA REPRODUTOR MASCULINO Produção de hormônios e espermatozóides TESTÍCULOS + DUCTOS + GLS. ACESSÓRIAS + PÊNIS Produção de secreções (importantes para o transporte - juntamente com músculos lisos – e para nutrição dos espermatozóides) ESPERMATOZÓIDES + SECREÇÕES DOS DUCTOS E GLS. ACESSÓRIAS = SÊMEN (introduzido no sistema reprodutor feminino)

47. ESPERMATOGÊNESE TESTÍCULOS TESTÍCULOS Produção de ESPERMATOZÓIDES e HORMÔNIOS Testosterona – Espermatogênese Diferenciação sexual Controle das gonadotrofinas Dihidro-testosterona - Atua nos músculos, distribuição de pelos crescimento dos cabelos, etc.

48. ESPERMATOGÊNESE TESTÍCULOS • Os testículos se desenvolvem retroperitonialmente na parede dorsal da cavidade abdominal. • Durante o desenvolvimento fetal – migram e se alojam dentro da bolsa escrotal (fora da cavidade abdominal) • Para o desenvolvimento normal dos espermatozóides é necessária uma temperatura de 1ºC menor que a dor interior do corpo. • CRIPTORQUISMO – Quando 1 ou 2 dos testículos permanece dentro da cavidade abdominal. • Ocorre de 1 a 3% dos nascidos meninos e em 80% dos casos descem espontaneamente. • Se não descem = infertilidade masculina • Contudo, mesmo os testículos criptorquidos podem produzir andrógenos. • Aumento de risco carcionogênico (recomendação para estimular que os mesmos desçam para fora da cavidade abdominal ou por administração de testosterona ou por cirurgia, se necessário)

49. HISTOLOGIA DOS TESTÍCULOS Envolvido por uma camada grossa de tecido conjuntivo denso: Túnica albugínea – Da túnica partem septos fibrosos – dividem o testículo em lóbulos Em cada lóbulo existe de 1 a 4 túbulos seminíferos Imersos em um tecido conjuntivo frouxo rico em Vasos sangüíneos, linfáticos, nervos, células Intersticiais (Leydig). Túnica albugínea Lóbulos Túbulos seminíferos - Túbulos seminíferos: espermatogênese - Cada testículo: 250-1000. - Tamanho combinado: ~250 m

50. Lúmen Parede: Epitélio germinativo envolvido Por uma lâmina de tecido Conjuntivo (fibroblastos) Camada + interna – Aderida a lâmina basal.Células achatadas e contráteis (mióides) • Células de Sertoli • Piramidais • Formam barreira • Hematotesticular • Resistentes • Funções: suporte, secreção, • nutrição, imune, • fagocitose Espermatogônias Espermatócitos 1ª e 2ª ordem Espermatozóides maduros soltos no lúmen do túbulo HISTOLOGIA DOS TESTÍCULOS * * Epitélio seminífero