ORGANIZAÇÃO CELULAR Flashcards
QUAIS AS DIFERENÇAS ENTRE AS PROCARIOTAS E AS EUCARIOTAS?
TAMANHO: P-0.1 a 10um/ E-10 a 100um
NÚCLEO: P- não apresenta núcleo apenas nucleoide (mais aptas para trocas de material genética) / E- núcleo com membrana e nucléolo
ORGANELOS: P-não apresenta organelos fazendo os seus processos metabólicos na membrana citoplasmática/ E: presentes
PAREDE CELULAR: P- presentes e quimicamente complexa/ E: presentes só nos fungos e vegetais mas simples
DIVISÃO CELULAR: P- cissiparidade (fissão binária) / E- mitose
QUAIS AS FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA?
• Delimitação da célula, definição do formato celular.
• Proteção do conteúdo citoplasmático, manutenção das condições adequadas no
interior da célula.
• Controlo da entrada e saída de substâncias da célula
(semipermeabilidade/permeabilidade seletiva).
• Localização de processos metabólicos essenciais (respiração, fotossíntese, síntese de lípidos e constituintes da parede celular …)
• Receção/transmissão de informação.
• Reconhecimento celular
QUAIS AS CARACTERISTICAS DO MODELO DO MOSAICO FLUÍDO?
- Bicamada fosfolipídica.
- Flexível devido aos:
- Movimentos de lateralidade e flip-flop (fosfolípidos), e aos movimentos das proteínas.
- Muitas enzimas.
- Maior quantidade de proteínas do que de lípidos.
QUAIS AS CARACTERISTAS DE UMA MEMBRANA CELULAR DOS PROCARIOTAS?
• 60% proteínas (das quais 80% são enzimas) – componentes funcionais.
• 40% lípidos (dos quais 70-90% são fosfolípidos) – componentes estruturais.
• Maior proporção proteína/fosfolípido do que nas eucariotas (porque é nas membranas que fazem as funções biossintéticas e energéticas pois não tem organelos).
• Não possui esteróis, exceto alguns Mycoplasma.
• A estabilização nas bactérias não é feita por esteróis (como nas células animais) em substituição temos lípidos hopanoides, compostos pentacíclicos (que modulam a fluidez da membrana e desempenham outras funções nos eucariotos: aumentem a rigidez da membrana e diminuam a permeabilidade). Os hopanoides são:
o Apolares.
o Estruturas anelares (5 anéis aromáticos e cadeia lateral hidrofílica, direcionada para o exterior)
EM RELAÇÃO AOS COMPONENTES DA MEMBRANA DOS PROCARIOTAS, QUAIS AS SUAS CARACTERISTICAS?
Fosfolípidos:
• Componentes estruturais.
• Ésteres de glicerol.
• 2 ligações do álcool estão esterificadas com ácidos gordos.
• 1 ligação está esterificada com ácido fosfórico.
• Ácido fosfórico ligado a uma amina ou a outro álcool.
• Extremidade hidrofílica e cadeia hidrofóbica – moléculas anfipáticas.
• Existem vários tipos de fosfolípidos, entre os quais, os mais comuns são:
o Fosfatidilglicerol e fosfatidiletanolamina.
(Na membrana há predominância de apenas um dos tipos de fosfolípidos)
• O facto de uma membrana ter mais fosfolipidos insaturados confere-lhe mais fluídez.
Proteínas:
Integrais:
• 70 a 80% das proteínas.
• Fortemente associadas à membrana através de interações hidrofóbicas.
• São constituídas por um ou mais grupos de aminoácidos não polares, geralmente enrolados em hélices-α.
• Atravessam a membrana.
• Em geral são muito glicosiladas na porção externa.
Periféricas:
• 20 a 30% das proteínas.
• Associadas às membranas através de interações eletrostáticas – por pontes de hidrogénio – ou ligações covalentes, com os domínios hidrofílicos das proteínas integrais e com os grupos polares dos fosfolípidos.
Peptidoglicano:
• Apresenta uma componente de açúcar (Resíduos alternados de ácido N-acetil murâmico (NAM) e N-acetil glucosamina (NAG) unidos por ligações β(1-4)) e uma componente proteica (péptido composto por 4 aminoácidos estando liganda ao grupo -COOH do N-acetil murâmico).
• Heteropolímero composto por subunidades idênticas.
• Rígido.
• Confere forma à célula.
• Insolúvel em água.
• Em cada bactéria o peptidoglicano constitui uma única macromolécula em forma de saco – mureina saculus. Isto Deve-se ao facto de ser um polímero, em que todas as subunidades estão ligadas entre si.
Exitem:
Peptidoglucanos atípicos:
• Presentes em algumas Archae metanogénicas.
o Ligações β(1-3) entre N-acetilglucosamina e ácido N-acetilalosaminurónico.
• Presentes em algumas Mycobacteriam tuberculosis.
o Parede celular incomum, rica em lípidos, como por exemplo, ácidos micólicos (redução da permeabilidade celular).
o Contém ácido N-glicomurâmico em substituição do ácido N-acetilmurâmico
QUAIS AS FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS NA MEMBRANA?
Funções das proteínas de membrana: • Transporte. • Atividade enzimática. • Transdução de sinal. • Reconhecimento celular. • Junção intercelular. • Ligação ao citoesqueleto e à matriz.
PORQUE É QUE A MEMBRANA TEM UMA PERMEABILIDADE SELETIVA/ SEMIPERMEABILIDADE?
Semipermeabilidade:
Permeável:
• Moléculas hidrofóbicas (inclui pequenos gases como oxigénio e azoto).
• Moléculas pequenas, não carregadas e polares (água, glicerol …).
Impermeável:
• Moléculas não carregadas, de grandes dimensões e polares.
• Iões (moleculas carregadas).
• Para transportar estas moléculas são necessários sistemas de transporte.
QUAIS AS CARACTERISITCAS DE UMA PAREDE CELULAR?
- Camada exterior à membrana citoplasmática em certos organismos.
- Confere forma e proteção contra a lise celular.
- Providencia proteção contra substâncias tóxicas.
- Local de ação de muitos antibióticos (penicilina, por exemplo).
- A maior parte das bactérias possui uma parede celular típica.
- Permite a identificar as bactérias (por exemplo, Gram + e Gram -).
QUAIS AS DIFERENÇAS DAS PAREDES CELULARES DAS GRAM + E -?
GRAM NEGATIVAS:
• Parede celular é estratificada e menos espessa (2-7nm)
• tem apenas 5 a 10 % de peptidoglicanos
• A sua membrana externa tem 7 a 8nm constituida por Lipopolissacarídeo (LPS), fosfolipidos e proteínas
• possuem um espaço periplasmático
GRAM POSITIVAS
• Uma parede celular homogénea e espessa (20 a 80nm)
• Tem 40 a 80% de peptidoglicanos
• Contém grandes quantidades de ácidos teicóicos
• Pode conter lípidos
• é mais resistente a agentes externos como o álcool
QUAL FOI O MÉTODO UTILIZADO PARA DESCOBRIR AS DIFERENÇAS ENTRE AS GRAM E QUAIS AS SUAS CARACTERISTICAS?
Coloração de Gram:
• Aplicação de 2 corantes – violeta de cristal e soluto de lugol (solução que contém iodo).
• 1º aplica-se o cristal violente e se seguida o iodo
• Iodo faz precipitar o violeta cristal, formando um precipitado violeta.
• Este precipitado é solúvel em álcool, no caso das bactérias Gram negativas, perdendo, assim, a coloração.
• No caso das Gram positivas, a parede celular é resistente ao álcool, pelo que o
precipitado não é solubilizado e removido.
• Utiliza-se um terceiro corante – safranina (coloração rosa) – que cora as Gram negativas
QUAL É A ESTRUTURA PORMENORIZADA DO PEPTIDOGLICANO?
Estrutura:
• Resíduos alternados de ácido N-acetil murâmico (NAM) e N-acetil glucosamina (NAG) unidos por ligações β(1-4).
• Uma cadeia de 4 aminoácidos D- e L- alternados está ligada ao grupo -COOH do NAM.
o O NAM liga-se à L-alanina.
o A L-alanina liga-se ao D-ácido glutâmico dextrógiro.
o O ácido glutâmico liga-se a: Ácido meso-diaminopimélico (DAP) (Gram -)ou
L-lisina (no caso das Gram +).
De seguida ligam-se à alanina dextrógira (D-alanina)
• Nas Gram negativas, as ligações entre cadeias estabelecem-se diretamente entre os aminoácidos DAP e D-Ala (alanina dextrógira).
• Nas Gram positivas, existe uma cadeia de aminoácidos (essencialmente glicina) que faz a ligação entre a D-Ala e a L-lisina.
• A presença de D-aminoácidos protege dos ataques da maior parte das peptidases.
• O 3º aminoácido difere consoante são Gram + ou Gram -.
COMO SE DÁ A BIOSSÍNTESE DO PEPTIDOGLICANO?
Existem 3 fases: CITOPLASMÁTICA, MEMBRANAR E PARIETAL.
Fase citoplasmática:
• Formação dos precursores: estes são sintetizados a partir do NAM e do NAG.
• O NAG acopla-se a uma molécula de UDP (fornecedora de fosfato) formano UDP-NAG
• Este é catalizado por enol pyrovate transferase dando origem a UDP-NAM
(este processo pode ser inibido pela fosfomicina)
• A este complexo juntam-se 3 a.a (L-ALA + D-GLU + L-LYS (gram+)/DAP(gram-), formando UDP-NAM-TRIPEPTIDO
• De seguida, juntam-se mais 2 a.a importantes (D-ALA + D-ALA), isto deveu-se ao acoplamento da L-ala + D-ala.
(este processo de acoplamento pode ser inibido pela cicloserina)
• é então formado o UDP-NAM-PENTAPEPTIDEO .
Fase membranar:
•é onde os 2 açucares vão se ligar
•O UDP-NAM-PENTAPEPTIDEO liga-se ao bactoprenol (lipoproteina) e de seguida junta-se o UDP-NAG formando assim um complexo
• Este complexo vai ser transportado pela enzima peptidoglicano sintase para o exterior da célula onde está a crescer a parede celular.
(este processo de transporte pode ser inibido pelo vancomicina)
•de seguida o bactoprenol volta para o interior da célula pela enzima fosfatase
(este processo pode ser inibido pela bacitracina)
Fase parietal:
•Durante o crescimento, as autolisinas hidrolisam a parede celular em determinados locais, permitindo a inserção de novos blocos de peptidoglicano.
o Clivam ligações entre monómero do peptidoglicano, para poder inserir nesses locais novos monómeros e aumentar a espessura da parede celular.
• Têm a sua ação controlada pelos ácidos lipoproteicos e alguns fosfolípidos.
Transpeptidação (Cross-Linking):
o Finalmente, as ligações cruzadas (cross-linking ou transpeptidação) entre cadeias de peptidoglicano são formadas.
(este processo pode ser inibido por penicilina)
o Gram -: ocorre entre o 3º aminoácido da cadeia (DAP) e a D-Alanina.
o Gram +: intermédio de uma cadeia de glicinas (ligação indireta), ligando D-ala ao L-lys.
O QUE SÃO ÁCIDOS TEICOICOS E QUAIS AS CARACTERISTICAS?
• Polímeros aniónicos, solúveis em água, constituídos por resíduos de glicerol ou ribitol ligados através de grupos fosfato – ligações fosfodiéster.
• Aminoácidos ou açúcares como a glucose, podem estar ligados aos grupos glicerol e ribitol.
• Estão ligados ao peptidoglicano através de uma ligação covalente com o 6’-OH do NAM.
• Ácidos lipoteicóicos – estão ligados, para além do peptidoglucano, aos lípidos da
membrana citoplasmática:
o Atravessam a parede celular.
o Conferem carga negativa à parede celular das Gram positivas.
o Não estão presentes nas Gram negativas.
O QUE SÃO OS LIPOPOLISSACARIDEOS (LPS) E AS SUAS CARACTERISTICAS? QUAIS AS SUAS FUNÇÕES?
Lipopolissacáridos (LPS):
• Molécula mais característica das Gram - de distribuição assimétrica.
• É a principal endotoxina bacteriana (Endotoxina é uma toxina que é parte integrante da membrana externa de algumas bactérias e só é libertada após a destruição da membrana externa da bactéria das Gram negativas).
• Molécula anfifílica/anfipática.
•É o que confere carga negativa
• Composta por 3 regiões:
Lípido A:
▪ D-glucosamina (β(1-4) ou β(1-6)).
▪ Grupos fosfato em C1 e C4.
▪ Ácidos gordos.
▪ Tóxico (endotoxina).
▪ Zona lipofílica (Que tem afinidade química com as gorduras).
▪ Liga o LPS à membrana externa.
Polissacárido central:
▪ Constituído por 9 a 12 resíduos de açúcares e dois derivados não usuais:
o L-glicerol-D-mano-heptose (hep).
o Ácido 2-cedo-3-desoxioctanoico (KDO).
Cadeia lateral O (antigénio):
▪ Constituída por um núcleo central de monossacarídeos que se repete.
▪ Modificação destas cadeias para não serem reconhecidas pelos anticorpos.
▪ Zona hidrofílica que se projeta para o exterior da célula.
FUNÇÕES:
o Evitar defesas do organismo/ataques diretos à célula, uma vez que os anticorpos interagem com o LPS antes de alcançarem a membrana externa.
▪ Para além disso, as bactérias podem mudar a estrutura do antigénio O.
o Estabilizar a estrutura da membrana externa.
o O lípido A pode funcionar como endotoxina.
▪ Induz uma resposta inflamatória exacerbada no hospedeiro.
O QUE É A LIPOPROTEÍNA DE BRAUN?
- Lipoproteína pequena ligada de forma covalente ao peptidoglicano e embebida na membrana externa através da sua extremidade hidrofóbica.
- Providencia integridade estrutural à membrana externa.
- Facilita a ancoragem da membrana externa na parede celular de peptidoglicano.
