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A CÉLULA NORMAL AULA 2 • O corpo humano é constituído de trilhões de células. • Se cada célula fosse do tamanho de um tijolo, o corpo humano teria uma altura de quase 10 Km. • Na verdade, o tamanho médio de uma célula é um quinto do menor ponto que você conseguir escrever com uma caneta em uma folha de papel. • Apesar de serem tão pequenas, as células funcionam como fábricas complexas responsáveis por todas as funções da vida. Funcionamento normal da célula Manutenção da Homeostase Todas as células do indivíduo originam- se de apenas uma célula fertilizada. Durante o desenvolvimento, a divisão celular e a especialização dão origem a uma ampla variedade de tipos celulares, como neurônios, músculos, ossos e células sanguíneas. Cada tipo celular tem características importantes e essenciais para a função normal do organismo , incluindo o metabolismo celular e utilização de energia, síntese de moléculas, como proteínas e ácidos nucleicos, comunicação entre as células, reprodução e herança genética A CÉLULA E SEUS COMPONENTES • A célula é a unidade básica dos seres vivos. CÉLULA CITOPLASMA NÚCLEO MEMBRANA CELULAR CITOSOL ORGANELAS Membrana plasmática Componente mais externo de uma célula Separa componentes intracelulares dos extracelulares Faz a ligação da célula com ambiente externo e com outras células Habilidade de reconhecer e comunicar-se com outras células Determina o que entra e o que sai da célula componentes intracelulares diferentes do meio extracelular Membrana plasmática • Também conhecida como membrana celular ou plasmalema, é constituída por uma bicamada fosfolipídica, segundo o modelo desenvolvido por Singer e Nicholson, em 1972. Segundo o modelo, a bicamada apresenta inúmeros fosfolipídios, cada um deles com uma cabeça hidrofílica, com presença de um grupo fosfato, e uma cauda hidrofóbica, que constitui a porção lipídica. Essa configuração constitui um verdadeiro “mosaico fluido”, tornando a membrana seletivamente permeável ou impermeável a diferentes tipos de moléculas. Moléculas marcadoras Colesterol – enrijece a bicamada lipídica deixando-a menos fluida e permeável. A membrana plasmática é um revestimento relativamente fino que envolve a célula. De acordo com o modelo do mosaico fluido, essa estrutura é constituída por: a) uma dupla camada proteica onde estão mergulhados lipídios. b) uma camada proteica onde estão mergulhados carboidratos. c) uma dupla camada de fosfolipídios onde estão incrustadas proteínas. d) uma camada de fosfolipídios onde estão incrustados carboidratos. e) uma dupla camada de carboidratos onde estão mergulhados lipídios. Enquete A membrana plasmática é uma estrutura que reveste as células de todos os seres vivos. Essa estrutura, formada principalmente por fosfolipídios e proteínas inseridas, apresenta várias funções, exceto a de: a) barreira seletiva. b) transporte de substâncias. c) interação entre células. d) envolver o material genético. e) responder a sinais externos. Enquete . Membrana plasmática • Arranjo de moléculas de lipídios e proteínas. • Limita a célula. • Mantém as diferenças entre o meio externo e o meio interno. Funciona com um filtro altamente seletivo, controlando entrada e saída de substâncias Os componentes intracelulares são diferentes do meio extracelular Especializações da membrana apical Microvilosidades Projeções da membrana Maior superfície de contato com o meio externo Doença celíaca - O glúten agride as microvilosidades do intestino, prejudicando a absorção dos nutrientes. - Interdigitações • Zônula de oclusão Servem para impedir a passagem de material entre as células que estão unindo. Nas ZO, as membranas celulares das células adjacentes fundem-se parcialmente com o auxílio de proteínas denominadas OCLUDINAS. Sempre ocorrem próximas às junções de adesão e esta combinação é denominada Complexo Juncional. “Tijolos próximos de parede: quase nada consegue passar de um lado da parede para outro” Zônula de adesão Mantêm as células juntas e as envolvem em um tecido. Possuem proteínas transmembrana e placas internas na membrana celular na região onde duas células se conectam. Ligação muito forte, permite que as camadas de tecido da pele e o revestimento das cavidades corporais resistam a danos causados por distensão e torção. Permite a passagem de material de um lado para outro. Bolha “Como botões ou zíperes” Desmossomos Tipo de zônulas de adesão dos vertebrados. São criados pelas proteínas mediadoras de membrana, as CADERINAS. Conectam as células, atravessando o espaço intercelular. A principal função dos desmossomos é proporcionar força mecânica Junções comunicantes GAP Pontes citoplasmáticas de ligação entre células adjacentes, que permitem que pequenas moléculas e íons passem rapidamente de uma célula para a próxima. CONEXINAS – proteínas interligantes cilíndricas, parecem pequenos tubos com canais estreitos no centro. Células musculares, nervosas, mas também no fígado, pâncreas, ovário e tireoide. Sinal rápido – comunicação entre as células. Zônulas de oclusão Desmossomos Junção comunicante Zônulas de oclusão Desmossomos Junção comunicante Na mucosa intestinal, as células apresentam grande capacidade de absorção devido à presença de: a) desmossomos b) vesículas fagocitárias c) microvilosidades d) flagelos e) cílios Enquete Várias são as estruturas associadas à membrana plasmática da célula que permitem a sua adesão e comunicação com outras células. Essas estruturas especializadas são conhecidas por junções intercelulares. Marque a alternativa que indica uma junção que impede o fluxo de material pelo espaço intercelular. a) Zônulas de oclusão. b) Zônulas de adesão. c) Desmossomos. d) Junções comunicantes. Enquete Enquete As junções intercelulares podem atuar permitindo a adesão, a oclusão e a comunicação entre as células. Marque a alternativa que apresenta apenas junções de adesão. a) Zônulas de oclusão e desmossomos. b) Zônulas de adesão e zônulas de oclusão. c) Desmossomos e junções gap. d) Junções gap e zônulas de adesão. e) Desmossomos e zônulas de adesão. Citoplasma • Inclui todo material que fica no lado interno da membrana celular, exceto o núcleo. • É dividido em citosol e organelas. • O CITOSOL é uma substância semigelatinosa, separada do fluido extracelular pela membrana plasmática. • Contém nutrientes dissolvidos, íons, produtos residuais e nutrientes armazenados. • Também possuem estruturas suspensas - ORGANELAS • ribossomos, mitocôndrias, retículo endoplasmático rugoso e liso, aparelho de Golgi, lisossomos e peroxissomos. Organelas “Pequenos Órgãos” são semelhantes aos órgãos do corpo humano, pois cada um tem um papel específico na função geral da célula. A quantidade e o tipo de organelas dentro de cada célula são especificamente relacionadas com a estrutura e função da célula. RIBOSSOMOS São encontrados livres no citoplasma ou associados ao RE. Ribossomos livres – síntese de proteínas. Associados ao RE – produzem proteínas integrais de membrana e proteínas que são secretadas pela célula. Locais de produção de proteína. MITOCÔNDRIA É A USINA DE ENERGIA DA CÉLULA • As mitocôndrias possuem ácido desoxirribonucleico (DNA) e estão envolvidas com a produção de adenosina trifosfato (ATP). • Durante a respiração, as células produzem a energia de que precisam para sobreviver, utilizando oxigênio para quebrar a glicose e armazenar sua energia em moléculas ATP. As mitocôndrias proporcionam um sistema de transdução de energia, pelo qual a energia química dos alimentos é convertida em moléculas com ligações de fosfato de alta energia (ATP). Exemplo: um hepatócito contém de 1.000 a 1.600 mitocôndrias. Fornecedoras de energia à célula. O aumento do número de mitocôndrias é decorrente da divisão das mitocôndrias preexistentes.Quando os músculos aumentam em resultado do exercício físico, o número de mitocôndrias aumenta dentro das células musculares e fornece a energia para a contração muscular. Doenças mitocondriais São doenças genéticas e hereditárias caracterizadas pela deficiência ou diminuição da atividade das mitocôndrias, não havendo produção suficiente de energia na célula, o que pode resultar na morte das células e, a longo prazo, falência do órgão. Envolvem um padrão materno de hereditariedade Neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON) é uma doença mitocondrial neurodegenerativa que afeta o nervo óptico e muitas vezes caracterizada por perda de visão súbita nos portadores adultos jovens. Retículo Endoplasmático LOCAL DA SÍNTESE DE PROTEÍNAS E LIPÍDEOS Rede interconectada de tubos formado por membrana, que são a continuação da membrana externa do núcleo. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL) O Retículo Endoplasmático Liso (REL) está envolvido na síntese de ácidos graxos – lipídios. Rede de túbulos, sem ribossomos aderidos. A maioria das células têm pouco REL, mas dependendo da especialização das mesmas, pode ser bem desenvolvido. Função: metabolismo dos lipídios em células que sintetizam hormônios esteroides a partir do colesterol. Colesterol é modificado em hormônios sexuais estrogênio e testosterona. Retículo Endoplasmático Liso (REL) Retículo Endoplasmático Liso (REL) Em células produtoras de hormônios esteroides como as células das glândulas suprarrenais, o retículo endoplasmático liso apresenta papel essencial na síntese desses hormônios. Desintoxicação pelos hepatócitos Retículo Endoplasmático Liso (REL) Função: desintoxicação. Exemplo: no hepatócito. Além de produzir porção lipídica das lipoproteínas que ele exporta, também possui enzimas que catalisam uma série de reações de desintoxicação. Esta é feita por uma família de enzimas (P450) ligadas ao REL e que tornam os produtos (drogas terapêuticas, inseticidas, entre outras substâncias) solúveis em água, para serem excretados pela urina. Quando o corpo é exposto ao uso de barbitúricos, o fígado sintetiza grande quantidade de enzimas para a desintoxicação, aumentando as membranas do REL. Uma vez que a droga desaparece, o REL é degradado e volta ao normal. O uso contínuo mantém as enzimas ativadas, o que faz com que sejam necessárias doses cada vez maiores dessas drogas para que façam efeito. Barbitúricos Retículo Endoplasmático Liso (REL) No músculo: retículo sarcoplasmático Função: controle do cálcio citoplasmático - nos músculos o REL é o retículo sarcoplasmático e participa do mecanismo de contração muscular (estoca cálcio). Retículo endoplasmático rugoso (RER) • O retículo endoplasmático rugoso (RER) está envolvido na síntese de proteínas. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO (RER) Células com RER em abundância sintetizam grandes quantidades de proteínas, que são secretadas e utilizadas no espaço extracelular. Exemplo: ✓ células do pâncreas, que secretam enzimas digestivas; ✓ células caliciformes da parede do intestino, que secretam muco; ✓ células secretoras tipo II, nos alvéolos pulmonares, que produzem lipoproteína surfactante. Retículo Endoplasmático Rugoso (RER) Proteínas sofrem modificações químicas APARELHO DE GOLGI São pilhas de cisternas achatadas e vesículas associadas. Tem como função principal a secreção e distribuição de proteínas ribossomáticas. Processa proteínas sintetizadas no RE, removendo ou adicionando diferentes grupamentos às mesmas e depois as secreta. 5 ou 6 sacos ocos, empilhados um sobre os outros Centro de empacotamento e distribuição porque nele as proteínas e os lipídeos produzidos pelo REL e RER são modificados, empacotados e distribuídos APARELHO DE GOLGI É desenvolvido em células que secretam grande quantidade de proteínas. Ex. células glândulas salivares e pâncreas. Lisossomos Lisossomos Atuam como um sistema digestório intracelular Fazem a degradação e digestão de partículas do meio- extracelular; reciclam organelas celulares que estão envelhecidas (renovação celular). Contêm muitas enzimas que degradam um grande número de substâncias. peptidases (digerem aminoácidos), nucleases (digerem ácidos nucleicos), lipases (digerem lipídios), entre outras. Como essas enzimas hidrolases funcionam em ambiente ácido, a digestão ocorre dentro dos lisossomos para não prejudicar a célula. Absorvem bactérias ou organelas velhas, tais como mitocôndrias, e usam as enzimas para quebrá-las em seus componentes moleculares. Estas moléculas podem ser usadas novamente ou reabsorvidas pelo citosol, enquanto os resíduos são liberados para fora da célula. O remodelamento ósseo envolve a quebra do tecido ósseo por células especializadas. Os lisossomos destas células liberam enzimas responsáveis pela digestão no líquido extracelular. Lisossomos No período pós-parto, agem digerindo células descamadas do útero e do endométrio e também nas glândula mamárias pós-lactação. Agem também no útero em cada ciclo menstrual. Lisossomos Útero pós-parto Nestas doenças há a liberação inadequada de enzimas lisossômicas e consequentemente inflamação e destruição. Asbestose e Silicose Lisossomos Sílica Estão envolvidos em síndromes e doenças: artrite reumatoide, asbestose (amianto) e silicose (inalação de sílica), doença da gota. A doença de Tay-Sachs é uma enfermidade causada pela disfunção dos lisossomos. Resulta de um defeito na hexosaminidase A, enzima que catalisa uma das etapas da digestão intracelular de um lipídio abundante nas membranas das células nervosas, o gangliosídio. O acúmulo nas células causa os sintomas de disfunção dos sistema nervoso, incluindo cegueira e falta de coordenação. Lisossomos Peroxissomos Peroxissomos Menores que os lisossomos. Anteriormente considerado um lisossomo, mas hoje se sabe que contém um conjunto diferente de enzimas. Os peroxissomos atuam na degradação de cadeias longas de ácidos graxos e de moléculas potencialmente tóxicas ao organismo. Removem átomos de hidrogênio de substratos orgânicos, produzindo água oxigenada (molécula tóxica). Rapidamente convertem em água e oxigênio - catalase • Essas reações são importantes nos rins e no fígado, onde os peroxissomos desintoxicam várias moléculas que entram na corrente sanguínea. Os ácidos graxos não degradados (por deficiência de enzimas dos peroxissomos) se acumulam no sangue e causam degeneração de mielina. Síndrome de Zellweger É uma doença rara, congênita, caracterizada pela redução ou ausência de peroxissomos nas células do fígado, rins e cérebro. As células não têm a capacidade de executar, nos peroxissomos, a beta-oxidação de ácidos graxos de cadeia longa. Núcleo O núcleo é o centro de controle da célula, sítio de confinamento do material genético – DNA (ácido desoxirribonucleico) e também de síntese de RNA (ácido ribonucleico). Núcleo Possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula (metabolismo) e armazenar as informações genéticas da célula. Além do material genético, o núcleo também possui algumas proteínas com a função de regular a expressão gênica, que envolve processos complexos de transcrição, pré-processamento do mRNA (RNA mensageiro) e o transporte do mRNA formado para o citoplasma. Dentro do núcleo se encontra o nucléolo, responsável pela produção de subunidades dos ribossomos. É delimitado pelo envoltório nuclear. O envoltório nuclear é responsável tanto por separar as reações químicas que ocorrem dentro do citoplasma daquelas que ocorrem dentro do núcleo, quanto por permitir a comunicação entre esses dois ambientes. Essa comunicação é realizada pelos poros nucleares, que se formam da fusão entre a membrana interna e a externa do envoltório nuclear. O interior do núcleo é composto por uma matriz denominada de nucleoplasma,que é um líquido de consistência gelatinosa, similar ao citoplasma. O DNA presente no núcleo encontra-se geralmente organizado na forma de cromatina. Durante a divisão celular o material genético é organizado na forma de cromossomos. • https://www.youtube.com/watch?v=74YPO9isRpw TRANSPORTES DE MEMBRANA A membrana separa a célula do meio mas não a isola. Sendo viva, a célula necessita de contínuo intercambio com o meio. A membrana possibilita este intercâmbio por meio de um transporte de substâncias. Um dos mecanismos de transporte constitui a permeabilidade celular. A permeabilidade celular, nada mais é do que a passagem de substâncias pela membrana plasmática. A membrana é dotada de permeabilidade seletiva. Ou seja, é capaz de selecionar qualitativa e quantitativamente os materiais que entram e saem da célula. Por isso, a presença de membrana estabelece uma diferença de composição entre os meios intra e extracelular. Um gradiente de concentração ocorre quando a concentração de partículas é maior em uma área que na outra. Nós dizemos que as moléculas difundem-se em favor de um gradiente, quando esta difusão ocorre da alta concentração para a baixa concentração. . Existirá movimento entre as moléculas até que as concentrações sejam equivalentes. Esse meio de transporte é o mais simples da célula, onde moléculas pequenas e lipossolúveis se difundem livremente através da bicamada lipídica constituinte da membrana plasmática. Ocorre no transporte de gases como O2, CO2 , N2 e hormônios esteroides e íons Na+, K+ e Ca++. A difusão é o movimento passivo das moléculas a favor de um gradiente de concentração em razão do movimento das moléculas ao acaso. A difusão é mais lenta em grandes distâncias e para moléculas grandes. Quando as moléculas que estão se difundindo é igual por todo sistema, este sistema chegou ao equilíbrio e a difusão para, ainda que o movimento aleatório das moléculas continue. A difusão facilitada se assemelha ao padrão de funcionamento da difusão simples, isto é, ocorre em virtude do gradiente de concentração, do mais concentrado para o menos concentrado. Entretanto, a diferença é que a difusão facilitada utiliza proteínas carreadoras, que dependendo do meio pode se apresentar fechadas ou abertas. DIFUSÃO FACILITADA É o que ocorre no transporte de substâncias não solúveis na membrana como, por exemplo, a glicose. Neste caso existem transportadores solúveis na membrana. Assim, a glicose liga-se a um destes transportadores, torna-se temporariamente solúvel e atravessa a membrana. Osmose Passagem de água de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado. O objetivo principal do processo osmótico é igualar a concentração dos ambientes conectados pela membrana, tornando-os isotônicos. Sendo assim, sempre que a célula se encontrar em meio que possua concentração diferente da sua, ela realizará transporte osmótico. Osmose e difusão são transportes passivos, ou seja, não há gasto de energia. Porém, a principal diferença entre os dois está em qual substância será transportada. Na difusão ocorre a passagem de solutos ou moléculas muito pequenas através da membrana. Assim, o soluto passa de um meio mais concentrado para um menos concentrado. Enquanto na osmose ocorre a passagem de solvente. Enquete
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