A fisiologia vegetal estuda os fenômenos
vitais que concernem às plantas. Estes fenômenos podem referir-se ao
metabolismo vegetal; ao desenvolvimento vegetal; ao movimento vegetal ou a
reprodução vegetal.
Membrana Plasmática
Também
chamada de membrana celular ou plasmalema,
consiste em um envoltório composto por fosfolipídios e proteínas encontradas em todas as
células vivas, tanto de seres procariontes quanto em eucariontes.
Esta membrana é composta
por uma dupla camada de fosfolipídios, que apresentam os seus grupos polares
(grupos hidrófilos) voltados para as faces externa e interna, ou seja, opostos,
e os grupos apolares (hidrófobos) adjacentes. No meio da matriz lipídica são
encontradas moléculas de proteínas, com grande capacidade de movimentação e deslocamento,
apresentando significativa importância na retenção e no transporte de outras
moléculas através da membrana plasmática, tarefa que realiza de forma seletiva.
As substâncias que são lipossolúveis transpõem a membrana
passando diretamente pela dupla camada lipídica. O restante das substâncias é
transportado pelas moléculas protéicas, do meio externo para o meio interno.
Íons e pequenas moléculas hidrossolúveis, até mesmo a própria água, atravessam
a membrana por meio de diminutos canais compostos pelas moléculas de proteína.
Esta estrutura da membrana protéica é chamada de mosaico fluido.
Em diversos tipos celulares são observadas moléculas de
glicoproteínas na superfície da membrana plasmática, responsáveis por reter
outras moléculas menores para, posteriormente, adentrar no espaço intracelular.
Conjuntamente, essas macromoléculas de glicoproteínas apresentam um aspecto
mucogelatinoso que reveste externamente a membrana plasmática, recebendo o nome
de glicocálix.
Especializações da Membrana Plasmática
Uma vez que a membrana plasmática representa a superfície
das células, em muitos casos essa superfície necessita de adaptações especiais,
denominadas especializações da
membrana. São elas:
- Microvilosidades: trata-se de diminutas expansões digitiformes na
superfície celular, projetadas para o meio extracelular, ampliando, deste
modo, a área de absorção da célula. São
encontradas, por exemplo, nas células epiteliais de revestimento da mucosa
intestinal.
- Interdigitações: propiciam uma melhor conexão das células entre si num
tecido, descrevendo saliências e reentrâncias que se encaixam nas
reentrâncias e saliências das células adjacentes.
- Desmossomos: são especializações da superfície celular que assim
como as interdigitações visam uma maior fixação de uma célula às células
circunvizinhas. São dispostas irregularmente ao longo das membranas de
separação de células contíguas. Cada desmossomo é composto por duas
metades, chamadas de hemidesmossomos, sendo que cada pertence a uma
célula.
- Cílios e flagelos: também são englobados nas especializações da membrana celular. Apresentam-se como expansões celulares delgadas e altamente móveis que contribuem para a movimentação celular ou com o surgimento de correntes líquidas ao redor da célula.
Parede Celular
A parede celular, também chamada de
parede celulósica, é uma estrutura que envolve a membrana celular nas células
dos vegetais e dos organismos procariontes.
É altamente resistente, diferindo em
sua composição química quando comparada entre células vegetais e células procarióticas.
Nas células vegetais é composta especialmente por acúmulo de celulose, embora
ainda possam ser encontradas outras substâncias, como pectina, ácido
metapéctico, dentre outras.
Embora esta estrutura seja altamente
rígida, é permeável à água, que a atravessa livremente em ambos os sentidos.
Atividades da Membrana Plasmática
A substância responsável por formar
a matéria viva e ativa da célula é chamada de protoplasma. Este, por sua vez, é
composto por soluções coloidais, soluções químicas e suspensões. As soluções
coloidais não são capazes de
transpor a membrana plasmática. Por esse motivo, a membrana plasmática é
semipermeável, não havendo o extravasamento dos colóides citoplasmáticos para o
meio extracelular. Sendo assim, a membrana seleciona o que deve entrar e sair
da célula.
Contudo, a água e as soluções
químicas podem transpor a membrana com facilidade, por meio do transporte
passivo, que compreende o processo de osmose e difusão (difusão facilitada ou difusão simples).
Além do mecanismo dos mecanismos de transporte passivo, a membrana plasmática, uma
vez que apresenta permeabilidade seletiva, utiliza também outro recurso para
permitir a entrada de substâncias no meio intracelular, o transporte ativo,
realizado por meio de enzimas ATPases Existem ainda outros dois processos
que não envolve enzimas específicas, mas sim a própria estrutura da membrana
celular, que são a endocitose e
a exocitose
Vacúolos
Os
vacúolos das células vegetais são interpretados com regiões expandidas do
retículo endoplasmático. Em células vegetais jovens observam-se algumas dessas
regiões, formando pequenos vacúolos isolados um do outro. Mas, à medida que a
célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos se fundem, formando-se um
único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular. A
expansão do vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito
à porção periférica da célula. Além disso, a função do vacúolo é regular as
trocas de água que ocorrem na osmose.
Em
protozoários de água doce existem vacúolos pulsáteis (também chamados contráteis), que
exercem o papel de reguladores osmóticos. O ingresso constante de água, do meio
para o interior da célula, coloca em risco a integridade celular. A remoção
contínua dessa água mantém constante a concentração dos líquidos celulares e
evita riscos de rompimento da célula. É um trabalho que consome energia.
O núcleo celular
O
pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é considerado o descobridor do
núcleo celular. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem
observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas
estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente
reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele
escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem
do grego nux, que significa semente.
Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.
Hoje,
sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o
“arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas
ao se reproduzir.
Células eucariontes
e procariontes
A
membrana celular presente nas células eucariontes, mas ausente nas
procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do
citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o
material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido
citoplasmático.
Os componentes do núcleo
O
núcleo das célula que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem
definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao
microscópio eletrônico.
A
maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina.
Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um
líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).
A carioteca
A
carioteca (do grego karyon, núcleo e theke,
invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja
organização molecular é semelhante as demais membranas celulares. Entre essas
duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear.
A
face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo
endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície.
Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do
espaço interno do retículo endoplasmático.
Sistema de Endomembranas
O Sistema de endomembranas se distribui por todo o citoplasma e é formado por
vários compartimentos. Entre as organelas constituintes do Sistema de
Endomembranas destacam-se o retículo endoplasmatico, o complexo de golgi, o
lisossomo e o endossomo. A comunicação entre estas organelas acontece
principalmente por meio de vesículas transportadoras, que brotam de um
compartimento doador e se fundem a um compartimento receptor.
Retículo Endoplasmatico liso e rugoso
O retículo endoplasmatico é formado por um sistema de membranas que formam
tubos ou cisternas. O retículo endoplasmatico rugoso (RER) ou granular e
formado predominantemente por cisternas e apresenta ribossomos associados a
membranas. O RER esta envolvido com a síntese de proteínas. O retículo
endoplasmatico liso (REL) é formado por estruturas tubulares e não possuem
ribossomos aderidos a membrana. No REL acontece a síntese de lipídios e
hormônios esteróides.
Uma das características estruturais do RE é a continuidade com o envoltório
nuclear. A luz do RE tem continuidade com o espaço perinuclear. As funções do
RE são:
·
Síntese protéica
·
Síntese de lipídios
·
Sintese de hormônios esteróides
·
Modificação de lipídios e proteínas
·
Destoxificação
·
Armazenamento de cálcio.
·
Glicogenólise
Complexo de Golgi
O complexo de golgi é uma organela membranosa que se posiciona entre o retículo
endoplasmatico e a membrana celular. Ele é formado por compartimentos ordenados
que constituem unidades chamadas de dictiossomo. Cada dictiossomo possui uma
rede Cis, uma cisterna Cis, uma cisterna média, uma cisterna trans e uma rede
trans. A rede Cis do golgi é uma região voltada para o RE e de fusão das
vesículas transportadoras provenientes do RE. A rede trans é voltada para
membrana celular e é uma região de saída de vesículas transportadoras que
carregam substâncias para outros compartimentos celulares ou para o meio
extracelular.
O complexo de golgi é a organela responsável pelo
processamento de lípidos e proteínas sintetizadas no RE. Entre o processamento
que acontece no golgi destaca-se a glicosilação, a fosforilação e a sulfatação.
O golgi também é responsável por sintetizar polissacarídeos.
Lisossomo
Os lisossomos são organelas esféricas, delimitadas por membrana e
que acumula inúmeras enzimas hidrolíticas. A principal função dos
lisossomos é a digestão intracelular, esta função é importante pois permite as
células digerir porções danificadas ou/e o material proveniente da endocitose.
Os lisossomos apresentam a face interna da membrana revestida por carboidratos,
o que impede a digestão da própria membrana pelas enzimas presentes no interior
desta organela. As enzimas lisossomais são sintetizadas no RE e processadas no
complexo de golgi.
Endossomo
É
uma organela localizada entre o complexo de golgi e a membrana plasmática, que
possui formas e dimensões variáveis. O endossomo primário é formado
durante os processos de encocitose, onde a membrana plasmática envolve o
material ingressado na celular. Em seguida o endossomo primário se funde ao
lisossomo primário (vesícula marcada por manose 6-fosfato proveniente do golgi
que carrega as enzimas lisossomais inativas) formando o endossomo secundário.
Por meio de bombas de protons localizadas na membrana do endossomo secundário
ocorre um decrescimo do pH desta organela o que torna as enzimas lisossomais
ativas e converte o endossomo secundário em lisossomo secundário.
As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas com formas
variáveis: ovoides, esféricas ou de bastonetes, medindo aproximadamente de 02μm
a 1μm de diâmetro e 2μm a 10μm de comprimento.
São constituídas por duas membranas: a mais externa lisa e a interna pregueada, formando as cristas mitocondriais (septos), que delimitam a matriz mitocondrial (solução viscosa semelhante ao citosol), onde ficam dispersas estruturas ribossomais, enzimas e um filamento de DNA circular.
As enzimas catalisam a importante função dessas organelas, no que diz respeito à respiração celular, fornecendo energia metabólica liberada na forma de ATP (Adenosina Trifosfato), despendida em todas as atividades desenvolvidas por uma célula. Portanto, durante o processo de respiração aeróbia ocorrem reações determinantes nas mitocôndrias: o Ciclo de Krebs na matriz mitocôndrial e a Cadeia Respiratória nas cristas mitocondriais.
O fato de esta organela possuir material genético próprio permite a ela capacidade de se autoduplicar, principalmente em tecidos orgânicos que requerem uma compensação fisiológica maior quanto à demanda energética, percebido pela concentração de mitocôndrias em células de órgãos como o fígado (células hepáticas) e a musculatura (fibra muscular).
Existem teorias (endossimbiótica) a cerca da origem das mitocôndrias, que demonstram o surgimento dessas organelas nas células eucariontes durante a evolução a partir de análise comparativa e evidências como:
- a dupla membrana, sendo a interna semelhante aos mesossomos (dobras membranosas de bactérias, ricas em enzimas respiratórias);
- o pequeno tamanho dos ribossomos, semelhantes aos de procariotos, e diferenciados aos encontrados no hialoplasma da mesma célula eucarionte;
- e a presença de DNA circular.
Portanto, supõe-se que por volta de 2,5 bilhões de anos, células procarióticas teriam fagocitado, sem digestão, arqueobactérias capazes de realizar respiração aeróbia, disponibilizando energia para a célula hospedeira, garantindo alimento e proteção (uma relação harmônica de dependência).
São constituídas por duas membranas: a mais externa lisa e a interna pregueada, formando as cristas mitocondriais (septos), que delimitam a matriz mitocondrial (solução viscosa semelhante ao citosol), onde ficam dispersas estruturas ribossomais, enzimas e um filamento de DNA circular.
As enzimas catalisam a importante função dessas organelas, no que diz respeito à respiração celular, fornecendo energia metabólica liberada na forma de ATP (Adenosina Trifosfato), despendida em todas as atividades desenvolvidas por uma célula. Portanto, durante o processo de respiração aeróbia ocorrem reações determinantes nas mitocôndrias: o Ciclo de Krebs na matriz mitocôndrial e a Cadeia Respiratória nas cristas mitocondriais.
O fato de esta organela possuir material genético próprio permite a ela capacidade de se autoduplicar, principalmente em tecidos orgânicos que requerem uma compensação fisiológica maior quanto à demanda energética, percebido pela concentração de mitocôndrias em células de órgãos como o fígado (células hepáticas) e a musculatura (fibra muscular).
Existem teorias (endossimbiótica) a cerca da origem das mitocôndrias, que demonstram o surgimento dessas organelas nas células eucariontes durante a evolução a partir de análise comparativa e evidências como:
- a dupla membrana, sendo a interna semelhante aos mesossomos (dobras membranosas de bactérias, ricas em enzimas respiratórias);
- o pequeno tamanho dos ribossomos, semelhantes aos de procariotos, e diferenciados aos encontrados no hialoplasma da mesma célula eucarionte;
- e a presença de DNA circular.
Portanto, supõe-se que por volta de 2,5 bilhões de anos, células procarióticas teriam fagocitado, sem digestão, arqueobactérias capazes de realizar respiração aeróbia, disponibilizando energia para a célula hospedeira, garantindo alimento e proteção (uma relação harmônica de dependência).
plastídios
Organelos que apenas as células das algas e das plantas possuem. Nos cloroplastos, que contêm a clorofila dá-se o processofotossintético. Os cromoplastos contêm pigmentos variados, mas não clorofila. Os
leucoplastos são plastídios onde diferentessubstâncias (amido, lípidos ou proteínas) são armazenadas.
Citoesqueleto
Organelos que apenas as células das algas e das plantas possuem. Nos cloroplastos, que contêm a clorofila dá-se o processofotossintético. Os cromoplastos contêm pigmentos variados, mas não clorofila. Os
Os microfilamentos são os mais
abundantes, constituídos da proteína
contráctil actina e
encontrados em todas as células eucarióticas. São extremamente finos e
flexíveis, chegando a ter 3 a 6 nm (nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções ,
embora concentram-se em maior número na periferia, logo abaixo da membrana
plasmática. Muitos movimentos executados por células animais e
vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina.
Organelos que apenas as células das algas e das plantas possuem. Nos cloroplastos, que contêm a clorofila dá-se o processofotossintético. Os cromoplastos contêm pigmentos variados, mas não clorofila. Os
chamado fuso de
divisão celular. Nesse caso, inúmeros microtúbulos se originam
e irradiam a partir de uma região da célula conhecida como centrossomo (ou
centro celular) e desempenham papel extremamente importante na movimentação dos
cromossomos durante a divisão de uma célula
Outro
papel atribuído aos microtúbulos é o de servir como verdadeiras “esteiras”
rolantes que permitem o deslocamento de substâncias, de vesículas e de organóides
como as mitocôndrias e cloroplastos pelo interior da célula. Isso é possível a
partir da associação de proteínas motoras com os microtúbulos.
Essas
proteínas motoras ligam-se de um lado, aos microtúbulos e, do outro, à
substância ou organóide que será transportado, promovendo o seu deslocamento.
Por
exemplo, ao longo do axônio (prolongamento) de um neurônio, as proteínas
motoras conduzem, ao longo da “esteira” formada pelos microtúbulos, diversas
substâncias para as terminações do axônio e que terão importante participação
no funcionamento da célula nervosa.
PAREDE CELULAR
A parede celular é um envoltório extracelular presente em
todos os vegetais e algumas bactérias, fungos e protozoários, cuja composição
varia conforme o hábito de cada organismo perante os processos evolutivos e
adaptativos.
Essa estrutura impossibilita alterações morfológicas dos organismos, em razão de seu caráter semirrígido, ou seja, as células não conseguem alterar a forma em consequência do impedimento espacial limitado pela rigidez da parede celular.
Nas plantas, a parede celular é composta basicamente pelo polissacarídeo celulose, formando a parede celulósica. Na maioria dos fungos, a parede é formada por quitina, podendo apresentar celulose.
Alguns protistas secretam substâncias que, associadas a minerais silicatos (sílica), constituem rudimentares ou elaboradas paredes celulares, também denominadas de exoesqueleto. Já as bactérias e cianobactérias apresentam parede celular formada por peptídoglicano (açúcares ligados a aminoácidos).
Sua formação nas células vegetais tem início com a deposição de uma fina camada elástica de celulose primária, permitindo nesse estágio o crescimento da célula. Depois de cessado esse crescimento, a parede recebe novas camadas de celulose e outras substâncias (suberina e lignina) conferindo maior resistência, denominada de parede secundária.
Para permitir o intercâmbio, troca de substâncias entre células adjacentes, existem pontes citoplasmáticas (falhas) ao longo da superfície da parede, chamadas de plasmodesmos.
A função primordial dessa estrutura é conferir resistência e proteção celular, impedindo a lise osmótica quando em meio hipotônico.
Essa estrutura impossibilita alterações morfológicas dos organismos, em razão de seu caráter semirrígido, ou seja, as células não conseguem alterar a forma em consequência do impedimento espacial limitado pela rigidez da parede celular.
Nas plantas, a parede celular é composta basicamente pelo polissacarídeo celulose, formando a parede celulósica. Na maioria dos fungos, a parede é formada por quitina, podendo apresentar celulose.
Alguns protistas secretam substâncias que, associadas a minerais silicatos (sílica), constituem rudimentares ou elaboradas paredes celulares, também denominadas de exoesqueleto. Já as bactérias e cianobactérias apresentam parede celular formada por peptídoglicano (açúcares ligados a aminoácidos).
Sua formação nas células vegetais tem início com a deposição de uma fina camada elástica de celulose primária, permitindo nesse estágio o crescimento da célula. Depois de cessado esse crescimento, a parede recebe novas camadas de celulose e outras substâncias (suberina e lignina) conferindo maior resistência, denominada de parede secundária.
Para permitir o intercâmbio, troca de substâncias entre células adjacentes, existem pontes citoplasmáticas (falhas) ao longo da superfície da parede, chamadas de plasmodesmos.
A função primordial dessa estrutura é conferir resistência e proteção celular, impedindo a lise osmótica quando em meio hipotônico.
PLASMODESMOS
PLASMODESMOS
As células vegetais
adjacentes apresentam em suas paredes diversos poros, locais onde não há
celulose ou qualquer outro tipo de material. Tais poros são atravessados por
inúmeros tubos membranosos finíssimos que possibilitam o contato direto entre o citoplasma de
uma célula com o citoplasma das células vizinhas, bem como a troca de moléculas
funcionais, estruturais e de informação: os plasmodesmos (do grego, plasma = forma, desma =
ligação).
Apenas as células vegetais possuem
plasmodesmos, que são formados entre células irmãs durante a citocinese, ao
término da divisão celular. Cada um desses canais é constituído de cordões de
citoplasma e de uma porção do retículo endoplasmáticodenominado desmotúbulo, que permite a comunicação
entre os retículos de ambas as células interligadas. Os plasmodesmos, geralmente,
se localizam no campo primário de pontoação, que é a área mais delgada da
parede primária da célula vegetal.
Os plasmodesmos são responsáveis
pela condução da seiva elaborada. Esse tipo de seiva, também conhecida como
seiva orgânica, é uma solução aquosa de água e carboidratos (principalmente)
conduzida a todas as partes da planta por meio dos vasos do floema.
Nesse processo, a seiva elaborada flui de uma célula para outra, tendo os
plasmodesmos como canais de transporte.
Por meio dos plasmodesmos, as
células vizinhas se unem e formam um simplasto único. O simplasto consiste num
espaço interno da membrana plasmática de células vegetais pelo qual ocorre o
processo de difusão de água e
solutos de baixo peso molecular para o interior da célula. Essa constante
passagem de substâncias pelos plasmodesmos recebe o nome de transporte simplástico.
Vale ressaltar que somente podem ser transportadas pelos plasmodesmos as
substâncias com massa atômica de até 800 u.
Para os vírus que parasitam células
vegetais, os plasmodesmos são de grande importância, uma vez que, é através
dessaestrutura que
eles conseguem atingir células saudáveis, infectando-as também.
XILEMA E FLOEMA
Xilema ou lenho e o
floema ou líber, são tecidos vasculares das plantas traqueófitas, ou seja,
plantas portadoras de vasos que realizam o transporte de seiva nos organismos
vegetais: pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, comunicando o sistema
radicular às estruturas foliares, intermediada pelo caule.
O transporte de seiva bruta, constituída por água e sais minerais, conduzida pelo xilema, é realizado a partir da capacidade de absorção pelas raízes e distribuição para todo o restante da planta com destino essencial às folhas. Sua composição básica reúne elementos de vasos, elementos traqueais, traqueides, fibras e células parenquimáticas.
Já o transporte de seiva elaborada, constituída por substâncias orgânicas sintetizadas na fotossíntese, tem sua condução pelo floema, partindo das folhas em direção aos demais órgãos, principalmente os de reserva energética (raízes e caule). É formado por: elementos de tubos crivados, células companheiras, fibras esclerides e células parenquimáticas.
Esses vasos condutores, tanto nas raízes quanto nos caules, possuem a seguinte disposição: nas raízes os vasos ocupam a região do cilindro central, e no caule os vasos integram os feixes liberolenhosos, onde em ambos o xilema com posição mais interna e o floema mais externa, são produzidos por diferenciação do câmbio vascular.
No caule, o xilema realiza o crescimento em espessura (crescimento secundário), em razão da inativação do mecanismo de transporte de seiva bruta nas camadas centrais, formando o cerne.
O transporte de seiva bruta, constituída por água e sais minerais, conduzida pelo xilema, é realizado a partir da capacidade de absorção pelas raízes e distribuição para todo o restante da planta com destino essencial às folhas. Sua composição básica reúne elementos de vasos, elementos traqueais, traqueides, fibras e células parenquimáticas.
Já o transporte de seiva elaborada, constituída por substâncias orgânicas sintetizadas na fotossíntese, tem sua condução pelo floema, partindo das folhas em direção aos demais órgãos, principalmente os de reserva energética (raízes e caule). É formado por: elementos de tubos crivados, células companheiras, fibras esclerides e células parenquimáticas.
Esses vasos condutores, tanto nas raízes quanto nos caules, possuem a seguinte disposição: nas raízes os vasos ocupam a região do cilindro central, e no caule os vasos integram os feixes liberolenhosos, onde em ambos o xilema com posição mais interna e o floema mais externa, são produzidos por diferenciação do câmbio vascular.
No caule, o xilema realiza o crescimento em espessura (crescimento secundário), em razão da inativação do mecanismo de transporte de seiva bruta nas camadas centrais, formando o cerne.
De forma geral, nas monocotiledôneas os vasos vasculares
estão espalhados difusamente pelo parênquima caulinar, enquanto nas
dicotiledôneas os feixes vasculares possuem disposição organizada circundando a
medula.
REFERENCIA ELETRÔNICA:
//www.google.com.br/search?q=carioteca&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=LnxlUuyVH4qg9QTfkYHoAg&sqi=2&ved=0CDgQsAQ&biw=1366&bih=600#q=nucleo+celular&tbm=isch
http://www.brasilescola.com/biologia/parede-celular.htm
http://www.infoescola.com/citologia/plasmodesmos/
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