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Vesícula

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição da vesícula

As vesículas são compartimentos formados por uma bicamada lipídica que separa seu conteúdo do citoplasma ou um ambiente extracelular à base de fluido. Eles podem conter líquidos ou gases e ter uma ampla gama de funções nas células em todo o mundo vivo, desde a regulação da flutuabilidade até os hormônios secretos.

A palavra “vesícula” deriva da palavra latina vesicula que significa “bexiga pequena” e também pode se referir a bolhas no corpo ou bolhas de gás em rochas vulcânicas.

Exemplos de vesículas

As vesículas são encontradas em bactérias, archaea e plantas, bem como em animais. Em cada célula, eles têm uma função distinta e a mesma célula pode ter diferentes tipos de vesículas, envolvidas em várias funções

Vacuols

Quase todas as células vegetais e muitos protistas e fungos têm um compartimento central cheio de fluidos chamado vacúolo. Ele contém íons, açúcares, aminoácidos, algumas proteínas, enzimas e resíduos. A membrana que envolve o vacúolo é chamada de tonoplasta e o termo é um indicador de seu papel na manutenção da pressão do turgor dentro da célula. A pressão do turgor é crucial para a planta permanecer na vertical. O tonoplasto pode regular a concentração de íons no citoplasma e, assim, alterar seu pH. Um pH baixo dentro do vacúolo ajuda a ativar enzimas que degradam materiais biológicos. O vacúolo também desempenha um papel na sequência de resíduos e na proteção do restante da célula contra danos.

O tamanho e o número de vacúolos podem variar dependendo das necessidades da célula. Os vacúolos animais geralmente fazem parte dos movimentos maiores dentro da célula, como exocitose ou endocitose.

Vacúolos contráteis

Vacóis contráteis são organelas que sofrem crescimento e contração periódicas para regular o teor de água e íons de uma célula, especialmente em organismos unicelulares que não possuem parede celular. A maioria das células possui uma maior concentração de íons que a região extracelular, principalmente em ambientes de água doce. Em tais condições, a água pode entrar através de pequenos poros na membrana celular e, eventualmente, fazer com que a célula esteja explodindo do excesso de pressão da água. Um vacúolo contrátil protege contra essa eventualidade usando bombas de prótons em sua membrana para atrair água para si mesma durante a fase de crescimento ou diástole. Periodicamente, o vacúolo contrai e expulsa a água na região extracelular novamente. Embora a composição exata da membrana, ou mesmo o mecanismo contrátil desses vacúolos, não seja conhecido, ela foi observada como uma organela pulsante em muitas espécies, especialmente protistas como ameba e paramecium.

Vesículas sinápticas

As vesículas sinápticas são encontradas na extremidade terminal dos axônios nas células nervosas (neurônios) e contêm neurotransmissores – pequenas moléculas envolvidas na transmissão de sinais eletroquímicos de uma célula para outra. Essas estruturas se fundem com a membrana plasmática do neurônio em resposta a uma rápida mudança no potencial da membrana elétrica. Isso libera neurotransmissores na fenda sináptica, a região estreita que separa dois neurônios. Os neurotransmissores se ligam e ativam os receptores no neurônio próximo ou pós-sináptico, gerando um potencial de ação que é então transmitido ao longo do comprimento desse neurônio.

As vesículas sinápticas são pequenas, com cerca de 40 nm de diâmetro e contêm dois tipos de proteínas em suas membranas. As primeiras são bombas de prótons que permitem a captação seletiva de neurotransmissores. O outro grupo está envolvido no transporte de vesículas para a membrana e a reciclagem de neurotransmissores.

Tipos de vesículas

As vesículas podem ser classificadas com base em vários fatores, de função a local e a natureza de sua carga. Com base em sua função, eles podem ser agrupados como os envolvidos em transporte, digestão, proteção, secreção ou osmorregulação. Eles também podem ser classificados como vesículas intracelulares ou extracelulares, dependendo de onde são encontradas. Finalmente, enquanto a maioria deles contém líquidos, alguns microorganismos também usam vesículas de gás para otimizar a fotossíntese e regular a flutuabilidade.

Vesículas a gás

As vesículas de gás são estruturas são vistas em Arquea e muitas espécies aquáticas e possivelmente permitem que o micróbio suba ou afunda na coluna de água para encontrar condições ideais para sobrevivência e fotossíntese. A vesícula de gás também permite que a célula posicione os pigmentos fotossintéticos próximos à superfície da célula, perto da membrana. Essas estruturas são incomuns porque são formadas puramente por uma membrana à base de proteína que não possui componente lipídico. No entanto, essas proteínas são extremamente hidrofóbicas e, portanto, podem criar uma barreira entre o conteúdo do citoplasma e os gases seqüestrados.

Vesículas extracelulares

Também conhecidos como exossomos, essas estruturas são encontradas no líquido extracelular de quase todos os eucariotos. Eles estão envolvidos na sinalização intercelular e contêm grandes biopolímeros e, ocasionalmente, até material genético. De fato, eles são usados nas vias de sinalização em todo o mundo vivo, de bactérias usando exossomos para transferir material genético para mamíferos que o utilizam para a apresentação do antígeno e a maturação celular imunológica. Eles desempenham um papel no crescimento e desenvolvimento celular, bem como na morte celular controlada, também conhecida como apoptose. Os exossomos também são cruciais para a expulsão de resíduos citoplasmáticos e a remoção de proteínas da membrana plasmática.

Vesículas intracelulares envolvidas na digestão

Os lisossomos são pequenas estruturas observadas em células animais preenchidas com enzimas digestivas. Eles podem se fundir com outras estruturas membranosas e a vesícula combinada pode atuar como uma organela digestiva. Os lisossomos podem se fundir com vacúolos alimentares em organismos de célula única, como ameba ou vesículas endocíticas que contêm patógenos que são adotados pelas células do sistema imunológico.

O lisossomo contém um impressionante arsenal de enzimas, todas as quais atuam como hidrolases – eles catalisam a quebra das macromoléculas através da adição de água. Essas enzimas funcionam com um pH mais baixo que o citoplasma e podem hidrolisar ácidos nucleicos, proteínas, carboidratos e lipídios, todos polímeros formados por uma reação de desidratação. Curiosamente, o próprio lisossomo é protegido de suas próprias enzimas poderosas, porque a maioria de suas proteínas de membrana é fortemente glicosilada, com a adição de várias moléculas de açúcar. No caso de uma ruptura acidental do lisossomo, o pH neutro do citoplasma diminui a ação dessas enzimas e protege a célula contra danos duradouros.

A imagem mostra uma bactéria sendo engolida por uma ameba, que a digere e usa os aminoácidos e carboidratos simples para alimentar suas atividades. Os resíduos são expulsos por exocitose quando a vesícula se funde com a membrana celular.

Nesta imagem, a fagocitose por uma célula imune é mostrada. Inicialmente, o patógeno é reconhecido e engolido para formar uma estrutura chamada fagossoma. O lisossomo funde com o fagossomo e as enzimas no lisossomo digerir o micróbio. Os macrófagos são fagócitos dedicados do sistema imunológico que podem engolir e digerir tudo, desde detritos celulares e pequenos patógenos a grandes células cancerígenas com antígenos anormais em sua superfície.

Vesículas de transporte intracelular

As vesículas também estão envolvidas no transporte a granel de materiais de uma parte da célula para outra. Por exemplo, as proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático áspero são enviadas seletivamente para vesículas que se tornam parte da extensa rede de Golgi.

Uma vez dentro da rede de Golgi, essas proteínas são modificadas e despachadas para seus destinos com base em sinais em sua sequência de aminoácidos. Algumas enzimas hidrolíticas são traficadas para o lisossomo, enquanto outras vesículas se fundem com a membrana plasmática e fornecem proteínas da membrana. Essas vesículas de transporte também são importantes no transporte de partículas lipídicas hidrofóbicas através do citoplasma aquoso.

Vesículas secretárias intracelulares

Outra classe de vesículas é criada na rede Golgi e essas são vesículas que transportam carga que precisam ser secretadas. Eles podem ser proteínas e carboidratos necessários para a formação da matriz ou enzimas extracelulares, co-fatores, hormônios e peptídeos que funcionam fora da célula e são transportados pelo sangue ou linfona. Por exemplo, vesículas secretoras de células de fibroblastos liberam glicoproteínas, colágenos e outros materiais fibrosos para compensar a matriz extracelular. As células nos minerais e proteínas da matriz óssea secretos, enquanto as células da cartilagem (condrócitos) estão envolvidas na secreção de glicosaminoglicanos e proteoglicanos. Essas secreções continuam constitutivamente, sem a necessidade de sinais externos. Vesículas sinápticas, no entanto, são exemplos de vesículas que se fundem com a membrana plasmática em resposta ao sinal de um potencial de ação. Outros exemplos são células que liberam hormônios, enzimas ou muco.

Funções de vesículas

Como visto nos vários tipos de vesículas, elas podem estar envolvidas na flutuabilidade e na otimização da fotossíntese (vesículas de gás), sinalização intercelular e troca de materiais (exossomos), digestão intracelular (lisossomos), transporte e secreção (vesículas decorrentes da rede Golgi). O pode transportar todo tipo de carga, desde grandes bolhas e patógenos apoptóticos a biopolímeros, bem como resíduos. Eles são necessários para a formação e manutenção da membrana plasmática, a matriz extracelular e a estrutura citoplasmática interna. As vesículas também são cruciais para o funcionamento das células envolvidas na digestão extracelular, como aqueles que revestem órgãos digestivos como as glândulas salivares. Finalmente, um organismo mantém a homeostase coordenando as ações de diferentes órgãos através de seus sistemas nervosos e endócrinos. Ambos os sistemas orgânicos precisam de funcionamento adequado da rede vesicular para realizar suas tarefas.

Termos de biologia relacionados

  • Apoptose – Morte celular controlada e programada que é uma parte normal do crescimento e maturação de um organismo.
  • Apresentação de antígeno-processo pelo qual as células do sistema imunológico capturam antígenos e os apresentam às células T, permitindo que o corpo distingue entre patógenos e suas próprias células.
  • Endocitose – captação de material em massa por uma célula através da invaginação da membrana plasmática.
  • Exocitose – liberação de uma grande quantidade de material da célula quando um vacúolo ou vesícula se funde com a membrana plasmática.

Questionário

1. Qual dessas vesículas está envolvida na osmorregulação? A. Vesícula de gás B. Vacuolo contrátil C. lisossomo D. vesícula sináptica

Resposta à pergunta nº 1

B está correto. Os vacúolos contráteis são especialmente importantes para a osmorregulação de animais de célula única em ambientes de água doce. Eles ocupam excesso de água do citoplasma e a expulsa periodicamente, protegendo assim a célula do estresse osmótico. Uma vesícula de gás está envolvida na otimização da fotossíntese e na regulação da flutuabilidade, enquanto o lisossomo é principalmente uma organela envolvida na digestão intracelular. As vesículas sinápticas são encontradas principalmente nos neurônios e estão envolvidas na transmissão de sinal de uma célula nervosa para outra.

2. Qual é o papel da vesícula sináptica na transmissão de sinais ao longo de um neurônio? A. neurotransmissores de sequestro e libertá -los na fenda sináptica B. Reciclagem de neurotransmissores C. captação seletiva de neurotransmissores usando bombas de prótons D. Todas as opções acima

Resposta à pergunta nº 2

D está correto. Todas essas são funções de vesículas sinápticas. Eles contêm bombas de prótons em sua membrana que permitem concentrar seletivamente os neurotransmissores dentro delas e estão envolvidos na liberação de neurotransmissores na fenda sináptica e em sua recaptação e reciclagem.

3. Qual dessas células secreta material exclusivamente em resposta a um estímulo externo? A. condrócitos secretando o material para formar a matriz da cartilagem B. Osteoblastos secretando minerais e proteínas C. Glândulas salivares secretando enzimas D. Nenhuma das opções acima

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. As glândulas salivares são estimuladas a secretar enzimas em resposta à presença de alimentos na boca. Condrócitos e osteoblastos podem secretar constitutivamente, sem a necessidade de um estímulo externo.

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