resumo capitulo 01 taiz zeiger sinani,trf 2007

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO DO SUL CAMPUS DE TRS LAGOAS/DEPARTAMENTO DE CINCIAS NATURAIS

FISIOLOGIA VEGETAL CAPTULO

01A estrutura vegetal

corpo vegetativo das plantas composto por trs rgos: folha, caule e raiz. A funo principal da folha a fotossntese, a do caule, a sustentao e a da raiz, a fixao e absoro de gua e minerais. As folhas esto ligadas ao caule pelos ns e, o espao entre cada n denominado entren. O caule e suas folhas denominada parte area. H dois tipos de espermatfitas: as gimnospermas e as angiospermas. Em que as primeiras apresentam caractersticas mais basais que as segundas. As clulas vegetais diferem das clulas animais por apresentarem parede celular e por no poderem migrar de um local a outro. A migrao impedida devido a lamela mdia ligar firmemente as clulas prximas. Em conseqncia, o desenvolvimento vegetal depende da diviso e expanso celular. As clulas vegetais apresentam dois tipos de parede: a parede celular primria (finas, caracterizando clulas jovens e em crescimento) e a parede celular secundria (mais espessas e resistentes devido lignina , so depositadas quando a maior parte do crescimento est concluda).

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A evoluo das paredes celulares lignificadas permitiu o crescimento vertical acima do solo e a conquistarem o ambiente terrestre. Por no apresentarem parede celular lignificada, as brifitas no crescem mais que poucos centmetros acima do solo. O crescimento celular acontece em regies especficas de diviso celular denominadas meristemas. Na planta jovem, os meristemas mais ativos encontram-se nos pices e so chamados de meristemas apicais. J nos ns encontramos as gemas axilares. As razes laterais surgem do periciclo (tecido meristemtico interno).

SINANI, Thmaz R. Favreto [email protected]

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O crescimento primrio a fase do desenvolvimento vegetal que d origem a novos rgos e a forma bsica da planta, e resulta da atividade dos meristemas apicais levando ao alongamento. Uma vez alongado, pode haver crescimento secundrio, o qual envolve meristemas laterais: cmbio vascular (que origina xilema secundrio e floema secundrio) e o felognio (produz a periderme, constituda por clulas do sber). O corpo da planta formado por trs tipos de tecidos: tecido drmico, tecido vascular e tecido fundamental. Clula vegetal s clulas vegetais apresentam ncleo, citoplasma, organelas subcelulares e membrana celular. A membrana plasmtica (ou plasmalema) permite que a clula retenha ou exclua certas substncias. Nela encontramos protenas de transporte, responsveis pelo trfego seletivo de solutos. As membranas, em geral, tambm delimitam as organelas internas. De acordo com o modelo do mosaico do fluido, todas membranas biolgicas apresentam uma mesma organizao molecular bsica. Consistem de uma bicamada fosfolipdica, ou de glicosilglicerdeos no caso dos cloroplastos, onde se encontram protenas embebidas (consultar livro para mais informaes sobre estrutura dos fosfolipdeos). As protenas associadas s membranas podem ser de 3 tipos: as protenas integrais, as protenas perifricas e as protenas ancoradas. As protenas integrais atravessam a bicamada lipdica estabelecendo um contato entre o meio intra e extracelular. As protenas perifricas esto ligadas superfcie das membranas por ligaes no covalentes e tm funo, como por exemplo, de interagir a membrana plasmtica ao citoesqueleto. As protenas ancoradas esto covalentemente ligadas superfcie da membrana por meio de molculas de lipdeos.

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O ncleo limitado por uma dupla membrana o envoltrio nuclear. O espao entre essas duas membranas o espao perinuclear e essas membranas se unem em determinados pontos formando os poros nucleares. O poro nuclear formado por centenas de protenas organizadas em simetria octogonal, formando o complexo do poro nuclear. Uma estrutura central desse complexo atua como um transportador ativo (usa ATP), que facilita o movimento de macromolculas e subunidades ribossmicas para dentro e para fora do ncleo. Uma seqncia especifica de aminocidos (sinal de localizao nuclear) necessrio para uma protena entrar no ncleo.

No ncleo os cromossomos so armazenados e replicados e so formados de DNA e protenas. Estes ltimos so conhecidos como cromatina. Para o material gentico caber no ncleo, a seqncia linear da dupla hlice de DNA enrola-se duas vezes em torno de um octmero de protenas histonas formando um nucleossomo. Durante a mitose, a cromatina condensa-se por espiralamento numa fibra de cromatina de 30 nm, com 6 nucleossomos por volta com o auxlio de protenas. Na interfase, dois tipos de cromatina podem ser visualizados: heterocromatina e eucromatina. A primeira compacta e no transcrita; a segunda descondensada e ativa, em termos de transcrio.


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O ncleo contm uma regio densamente granular, denominada nuclolo, que o stio de sntese de ribossomos. No nuclolo h pores de um ou mais cromossomos onde RNAr esto agrupados regio organizadora de nuclolo. Os RNAr formam as subunidades dos ribossomos que so transportadas para fora do ncleo e se unem formando o ribossomo propriamente dito. A sntese protica inicia-se com a transcrio a sntese de uma molcula de RNA que possui uma seqncia de bases complementar a um gene especfico. Este, processado para se tornar um RNAm e se move para o citoplasma. Chegando ao citoplasma, ele se une subunidade menor e depois subunidade maior do ribossomo para iniciar a traduo. A traduo o processo pelo qual ocorre a sntese de uma protena especfica a partir de aminocidos de acordo com a seqncia codificada pelo RNAm. O ribossomo move-se ao longo do RNAm e serve como stio de ligao seqencial de aminocidos. As clulas apresentam uma rede de membranas internas denominadas retculo endoplasmtico. Estes tm bicamadas lipdicas com protenas integrais e perifricas intercaladas. Formam sculos achatados ou tubulares, as cisternas. H dois tipos de retculos: o RE rugoso com ribossomos aderidos superfcie da membrana, o qual relaciona-se com a sntese protica (de membranas ou para serem secretadas para fora da clula ou vacolo); e o RE liso que atua como stio de sntese de lipdeos e formao de membranas. As protenas destinadas secreo atravessam a membrana do RE rugoso at o lume do retculo. Para tal, esto envolvidos ribossomos, RNAm e um receptor de membrana do retculo. Todas protenas de secreo apresentam uma seqncia hidrofbica (seqncia-sinal) de 18 a 30 aminocidos na extremidade aminoterminal da cadeia. Durante a traduo, esta reconhecida por uma partcula de reconhecimento de sinal (PRS) formada de protena e RNA que liga o ribossomo livre protena receptora de PRS do RE. O peptdeo sinal responsvel pela passagem da protena para dentro do RE. Ao chegar no lume do RE, a seqncia-sinal clivada por uma enzima e modificada para, no complexo de Golgi, tornar-se uma glicoprotena.SINANI, Thmaz R. Favreto [email protected] 2007


O complexo de Golgi dinmico e consiste de sculos membranosos achatados, ou cisternas, e uma rede irregular de tbulos e vesculas denominadas rede trans do Golgi. Cada pilha individual chamada de corpo de Golgi ou dictiossomo. As cisternas prximas membrana plasmtica so denominadas face trans e as prximas ao centro da clula chamam-se face cis. As cisternas medianas esto entre as duas anteriores. O complexo de Golgi atua na sntese e secreo de polissacardeos complexos e na adio de cadeias laterais de oligossacardeos nas glicoprotenas. No Golgi das clulas vegetais ocorre sntese de polissacardeos no celulsicos da parede celular (hemicelulose e pectina) e vrias glicoprotenas so processadas. As vesculas secretoras transportam as substncias produzidas membrana plasmtica atravs da fuso. Os vacolos ocupam de 80 a 90% do volume total das clulas. Cada um delimitado por uma membrana vacuolar ou tonoplasto. Nos tecidos meristemticos, so menos proeminentes, embora estejam presentes como provacolos produzidos pela rede trans do Golgi. medida que as clulas comeam a madurar, esses provacolos se fusionam formando grandes vacolos. No vacolo esto presentes gua com ons orgnicos dissolvidos, cidos orgnicos, acares, enzimas e vrios metablitos secundrios. O acmulo de solutos produz fora osmtica para absoro de gua. A presso de turgor conseqente, contribui para a expanso celular e rigidez a uma planta herbcea. Nos vacolos vegetais encontramos enzimas hidrolticas, incluindo proteases, ribonucleases e glicosidases. Mas no participam da degradao de macromolculas durante o ciclo vital da clula. Em vez disso, suas enzimas de degradao passam para o citoplasma medida que a clula senesce, auxiliando na reciclagem de nutrientes. Em sementes h vacolos especializados no armazenamento de protenas abundantes em sementes corpos proticos. Durante a germinao, essas protenas armazenadas so hidrolisadas a aminocidos eSINANI, Thmaz R. Favreto [email protected] 2007


exportadas ao citoplasma para ser usada na sntese protica. As enzimas hidrolticas so armazenadas em vacolos lticos especializados que se fusionam aos corpos proticos para iniciar a hidrlise. As mitocndrias e os cloroplastos so organelas produtoras de energia. Ambas esto separadas do citoplasma por uma dupla membrana. As mitocndrias so os stios celulares da respirao processo no qual a energia liberada pelo metabolismo do acar usada para a sntese de ATP. A partir do ADP e do fosfato inorgnico. As mitocndrias variam da forma esfrica a tubular, mas todas apresentam uma membrana externa lisa e uma membrana interna com invaginaes cristas. A matriz mitocondrial contm enzimas da rota do metabolismo intermedirio (Ciclo de Krebs). A membrana mitocondrial interna apresenta quase 70% de protena (com funo transportadora e + enzimtica) e contm alguns fosfolipdeos tpicos da organela.(ex. cardiolipina). altamente impermevel a H (uma barreira a prtons), favorecendo o gradiente eletroqumico; a dissipao desses gradientes pela ATP sintetase est relacionada fosforilao do ADP para formar ATP. Este, por sua vez pode ser disponibilizado para outros locais.

Os cloroplastos so denominados plastdeos. As membranas so ricas em glicosilglicerdeos, contm clorofila e suas molculas associadas e constituem o stio da fotossntese. Alm das membranas interna e externa, tm os tilacides. Uma pilha destas membranas forma um granum. As protenas e os pigmentos envolvidos nos eventos fotoqumicos da fotossntese, esto embebidos na membrana dos tilacides. O estroma compartimento fluido que circunda os tilacides anlogo matriz mitocondrial. Os grana mais prximos esto conectados pelas lamelas do estroma (que so membranas).

As ATP sintetases do cloroplasto esto na membrana dos tilacides. Logo, as reaes de transferncia de eltron causadas pela luz resultam em um gradiente de prtons por essas membranas. Os plastdeos que possuem maior quantidade de pigmentos carotenides (cores amarela, laranja ou vermelha) do que clorofila so denominados cromoplastos. Os plastdeos sem pigmentos so osSINANI, Thmaz R. Favreto [email protected] 2007


leucoplastos. Dentre os leucoplastos, encontramos os amiloplastos, envolvidos na reserva de amido, abundantes em tecidos de partes areas, razes e em sementes. Tambm atuam como sensores de gravidade promovendo o crescimento da raiz em direo ao solo. Mitocndrias e cloroplastos contm seu prprio DNA e componentes para sntese protica. (ribossomos, RNAs, transportadores, etc.), e parecem ter evoludo de bactrias endossimbiontes pois se dividem por fisso, o DNA dessas organelas est na forma de cromossomos circulares em estruturas chamadas nucleides (mais detalhes sobre o material gentico dessas organelas consultar o livro) e, as mitocndrias podem se fundir para formar estruturas alongadas. As clulas meristemticas contm proplastdeos, que no possuem clorofila, pouca ou nenhuma membrana interna e nem todas enzimas necessrias fotossntese. Nas angiospermas e algumas gimnospermas, o desenvolvimento do cloroplasto a partir do proplastdeo desencadeado pela luz formando enzimas necessrias e, consequentemente, os grana so formados. Se as sementes so germinadas no escuro, os proplastdeos se diferenciam em estioplastos que apresentam arranjos semicristalinos tubulares de membrana conhecidos como corpos pr-lamelares (um primrdio de tilacide). Em vez da clorofila, os estioplastos contm um pigmento precursor verde-amarelado (protoclorofilida). Quando exposto luz, o estioplasto se diferencia, convertendo o corpo pr lamelar em tilacide e membranas lamelares, e a protoclorofilida em clorofila. Um cloroplasto pode se converter em cromoplasto numa folha que est ficando velha. J os amiloplastos podem se converter em cloroplastos (por isso razes expostas luz ficam verdes). Os microcorpos so organelas esfricas envoltas por uma nica membrana. So de dois tipos: peroxissomos e glioxissomos. Os peroxissomos so encontrados em todos eucariontes e em clulas fotossintticas dos vegetais; removem hidrognio de substratos orgnicos consumindo O2 no processo. Os glioxissomos esto presentes nas sementes que armazenam leos; contm enzimas do ciclo do glioxilato que auxiliam na converso dos cidos graxos armazenados em acares. Alm de amido e protenas, muitas plantas sintetizam triacilglicerol na forma de leo que se acumulam em organelas denominadas oleossomos (ou corpos lipdicos, ou esferossomos). So as nicas organelas envolvidas por uma monocamada fosfolipdica (derivada do RE). As protenas oleosinas esto na monocamada fosfolipdica (meia unidade de membrana) evitando a fuso com outras. As oleosinas podem auxiliar a ligao de outras protenas superfcie da organela. Citoesqueleto citoesqueleto uma rede tridimensional de protenas filamentosas que proporciona uma organizao espacial das organelas e serve como arcabouo para movimento de organelas e outros componentes do citoesqueleto. Tambm apresenta papel nos processos de mitose, meiose, citocinese, depsito de parede, manuteno da forma celular e diferenciao celular. H trs tipos de elementos do citoesqueleto nos vegetais: microtbulos, microfilamentos e filamentos intermedirios. Cada tipo apresenta dimetro fixo e comprimento varivel. Os microtbulos e microfilamentos so conjuntos macromoleculares de protenas globulares. Os microtbulos so cilindros ocos com dimetro de 25 nm; so compostos de polmeros de protena tubulina (heterodmero com e -tubulina).

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Os microfilamentos so slidos, com dimetro de 7 nm, compostos de actina-G e formados por duas cadeias dessas protenas dispostas espiraladamente. Os filamentos intermedirios formam um grupo diverso de elementos fibrosos helicoidais de 10 nm de dimetro compostos de diferentes monmeros polipeptdicos.


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Os microtbulos e os microfilamentos podem ser polimerizados e despolimerizados devido as protenas que o compem possurem cargas opostas, enquanto que nos filamentos intermedirios as mesmas extremidades com diferentes cargas, as cargas se anulam. A mitose o processo pelo qual os cromossomos previamente replicados so alinhados, separados e distribudos ordenadamente nas clulas-filhas. Antes de iniciar essa fase, os microtbulos se despolimerizam liberando suas subunidades. Estas se repolimerizam antes de iniciar a prfase formando a banda pr-prfase (BPP) um anel de microtbulos que circunda o ncleo. Durante a prfase, migram para os plos da clula formando o fuso da prfase. Alguns dos microtbulos do fuso ligam-se aos cromossomos pelos cinetcoros. A citocinese o processo no qual a clula dividida em duas clulas-filhas. A placa celular (precursor da nova parede) que se forma entre as clulas filhas rica em pectinas. A corrente citoplasmtica um movimento coordenado de partculas e organelas atravs do citosol em uma via helicoidal e envolve feixes de microfilamentos. Regulao do ciclo celular

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s enzimas-chave que controlam as transies entre os diferentes estdios do ciclo celular e a entrada das clulas no ciclo de diviso so as protenas quinases dependentes de ciclina (CDKs). Plasmodesmas

o extenses tubulares da membrana plasmtica que atravessam a parede celular e conectam os citoplasmas das clulas vizinhas. Como a maioria das clulas vegetais interconectada dessa maneira, os citoplasmas formam uma contnuo simplasto. O transporte intercelular de solutos ento chamado de transporte simplstico.


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H dois tipos de plasmodesmas: os plasmodesmas primrios, formados durante a citocinese e que permitem continuidade direta e comunicao entre clulas irms; e os plasmodesmas secundrios, que permitem o aumento da comunicao entre clulas de mesma origem ou de origem diferente. Cada plasmodesmo tm um tbulo estreito de RE denominado desmotbulo que contnuo com o RE das clulas vizinhas. Protenas globulares se associam membrana plasmtica do desmotbulo e membrana do poro para a seleo de partculas.


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