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PORTFÓLIO DA AULA PRÁTICA MARIA DAS NEVES ROCHA COSMO REGISTRO ACADÊMICO: 3230000405 SOBRAL – CEARÁ 2021 PORTFÓLIO DA AULA PRÁTICA DA DISCIPLINA BIOLOGIA MOLECULAR E CELULAR Portfólio apresentado ao Centro Universitário Inta – UNINTA ao curso de graduação em Farmácia como requisito à conclusão da Disciplina Prática de Biologia Molecular e Celular, ministrada pela professora Emanuela Mesquita Porfírio. INTRODUÇÃO O estudo do mundo vivo mostra que a evolução produziu uma imensa variedade de formas. Existem em torno de quatro milhões de espécies diferentes de bactérias, protozoários, vegetais e animais, que diferem em sua morfologia, função e comportamento. Entretanto sabe-se agora que, quando os organismos vivos são estudados a nível celular e molecular, observa-se um plano único principal de organização. O objetivo da biologia celular e molecular é precisamente este plano unificado de organização, isto é, a análise das células e moléculas que constituem as unidades estruturais de todas as formas de vida. REGISTRO DAS ATIVIDADES DESENVOLVIDAS AULA PRÁTICA 1 – BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR PARTE 1 – HISTÓRIA DAS CÉLULAS - CÉLULA ANIMAL E VEGETAL DESENVOLVIMENTO DA TEORIA CELULAR Abordagens iniciais para o estudo da célula surgiram no século XVII, acompanhando o desenvolvimento dos primeiros microscópios com lentes ópticas. Estes permitiram numerosas observações, que em apenas dois séculos levaram ao conhecimento morfológico relativamente aceitável. Segue abaixo a cronologia dos resultados: 1665: Robert Hooke fez observações microscópicas de um pedaço de cortiça. Hooke observou que a cortiça era composta por um número de células, dispostas de forma semelhante a uma colmeia, para se referir a elas, ele utilizou a palavra célula (do latim cellulae). Mas Hooke observou apenas as células mortas, por isso não pôde descrever as estruturas do interior. Década de 1670: Anton van Leeuwenhoek, observou várias células eucarióticas (como protozoários e espermatozoides) e procarióticas (bactérias). Década de 1830: Theodor Schwann estudou célula animal, juntamente com Mathias Schleiden postulou que as células são as unidades básicas na formação de plantas e animais, e são a base do processo da vida. 1831: Robert Brown descreveu o núcleo e o protoplasma (citoplasma e carioplasma) da célula. 1885: Rudolf Virchow postulou que todas as células são provenientes de outras células. Ele resumiu esta ideia numa frase em latim, que se tornou muito famosa: “Omnis cellula ex cellula”, que significa “Toda célula se origina de outra célula”. 1882: Walther Flemming descreveu a ricos detalhes o processo de reprodução celular. TEORIA CELULAR Todos os seres vivos, exceto os vírus, são formados por células e pelos seus produtos. Portanto, as células são as unidades morfológicas dos seres vivos; As atividades fundamentais que caracterizam a vida ocorrem dentro da célula. Portanto, as células são as unidades funcionais ou fisiológicas dos seres vivos; Novas células formam-se pela reprodução de outras células preexistentes, por meio da divisão celular. CÉLULAS A célula representa a menor porção de matéria viva. São as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. Há dois tipos de células eucarióticas: animais e vegetais. Apesar de terem três partes bem diferenciadas e comuns a todas elas (a membrana plasmática, o citoplasma e o núcleo), apresentam diferenças: existem estruturas exclusivas das células animais e outras exclusivas da células vegetais. CÉLULA ANIMAL: Seja qual for o tipo de ser vivo que apresenta células como a dos animais, essas células têm uma série de características que as distinguem das plantas. Por exemplo, são desprovidas de parede celular e de cloroplastos, mas apresentam centríolos, estruturas ausentes nas plantas mais complexas. Partes de uma célula animal Em praticamente todas as células podemos distinguir três partes: a membrana plasmática, o citoplasma e o núcleo. A membrana celular ou plasmática é uma estrutura que delimita a célula e a separa do meio onde se encontra, mas não isola completamente a célula, pois permite o intercâmbio de substâncias do interior ao exterior e vice-versa. O citoplasma ocupa o espaço situado entre a membrana e o núcleo. Esse espaço está preenchido de um fluido, o hialoplasma (ou citosol), no qual se encontram os orgânulos celulares ou citoplasmáticos e o citoesqueleto (uma série de microfilamentos e microtúbulos que dão forma à célula). O núcleo é uma estrutura mais ou menos esférica que se encontra no interior da célula, delimitado por uma estrutura membranosa (o envoltório nuclear). Assim como a membrana celular, o envoltório nuclear permite o intercâmbio de determinadas substâncias entre o núcleo e o citoplasma. Cada uma das partes tem sua função. A célula é uma unidade biológica de funcionamento: realiza as três funções vitais (nutrição, relação e reprodução). Caso uma célula pertença a um ser pluricelular, ela pode ser especializada no desempenho de uma determinada função. Estruturas de uma célula animal Membrana celular: É formada por uma camada dupla de fosfolipídios, com colesterol e proteínas. É uma capa dinâmica e flexível, na qual podem ser formadas vesículas para englobar substâncias; essas vesículas podem se unir a outras no interior da célula. Substâncias podem atravessar a membrana celular por simples difusão (como o gás oxigênio) ou mediante transporte ativo, com consumo de energia. Citosol: Fluido que ocupa o citoplasma; imersos nele encontram-se os orgânulos celulares. Núcleo: Delimitado por um envoltório nuclear, no interior do núcleo há o nucléolo e os filamentos de material genético. Retículo endoplasmático: Conjunto de membranas que formam sáculos e tubos conectados entre si com a membrana celular e o envoltório nuclear. Há dois tipos: o rugoso, que tem ribossomos, e o liso, sem eles. Transporta, armazena e modifica proteínas e lipídios pela célula. Complexo Golgi: Conjunto de cinco a dez sáculos achatados. Realiza secreção celular. Centríolos: Presentes em células animais e ausentes em plantas mais complexas, são formados por tubos de proteínas; estão relacionados à organização do citoesqueleto e aos movimentos (cílios e flagelos). Vesículas: Estruturas membranosas pequenas que transportam substâncias, podem se unir à membrana e eliminar seu conteúdo para fora da célula. Ribossomos: Pequenos orgânulos cuja função é produzir proteínas. Na ilustração, aparecem formando cadeias. Citoesqueleto: Filamentos proteicos que constituem uma rede, dão forma à célula e participam do transporte de substâncias. Mitocôndrias: Encarregadas de realizar respiração celular, um conjunto de reações químicas mediante as quais a célula obtém energia. Algumas células animais também possuem estruturas relacionadas com movimento (cílios ou flagelos), que não existem em plantas mais complexas. CÉLULA VEGETAL: Elas constituem o organismo das plantas. Células vegetais têm uma parede celular que recobre sua superfície, proporcionando proteção e resistência. No citoplasma, abrigam orgânulos exclusivos delas, os cloroplastos, responsáveis pela fotossíntese. Estruturas únicas das células vegetais Parede celular: A parede das células vegetais é uma parte essencial delas, além de ser um elemento diferenciador em relação às células animais. Tem funções de proteção e sustentação. Embora seja formada por celulose, há casos em que se apresenta impregnada com uma substância mais rígida, a lignina. Isso ocorre em muitas células componentes da madeirado tronco das árvores. Em razão de sua presença na parede das células vegetais, a celulose é, sem dúvida, o polissacarídeo mais abundante na Terra. Além da parede celular, as células vegetais caracterizam-se pela presença de orgânulos chamados plastos (ou plastídios) e pela existência de grandes vacúolos. Os plastos são característicos de células vegetais e das algas; podem ser de vários tipos e realizam muitas funções. Os amiloplastos, por exemplo, são importantes, pois armazenam amido como substância de reserva. Os plastos mais importantes, contudo, são os cloroplastos, os orgânulos que realizam fotossíntese. Têm um pigmento verde, a clorofila, substância-chave na captação de luz solar. A maioria das plantas é verde em razão da presença desse pigmento. As células vegetais também se distinguem das animais pela presença de estruturas com forma de bolsas, os vacúolos, que podem apresentar grande volume. Os vacúolos armazenam substâncias (água, moléculas orgânicas, substâncias residuais). A célula vegetal adulta tem a presença de um único vacúolo central e o núcleo deslocado para a periferia. As partes de uma célula vegetal De modo semelhante ao das células animais, nas células vegetais podem-se distinguir três partes. A membrana é muito parecida com a das células animais e apresenta as mesmas funções, ainda que esteja recoberta pela parede celular. A rigidez dessa cobertura complexa exige mecanismos de união e comunicação entre as células vegetais que constituem um tecido. O citoplasma contém diversos orgânulos e é preenchido pelo fluido chamado citosol. No interior celular encontra-se o núcleo, que realiza exatamente as mesmas funções desempenhadas pelo núcleo das células animais. Estrutura de uma célula vegetal Conjunto de membrana celular e parede celular: Estruturas que permitem a união das células e a passagem de determinadas substâncias entre elas. Citosol: Fluido que ocupa o citoplasma, similar ao das células animais. Em razão da existência do grande vacúolo, o espaço ocupado pelo citosol é proporcionalmente menor em determinadas células vegetais. Vacúolo: É uma grande vesícula que armazena substâncias. Por exemplo, na epiderme da laranja, o vacúolo acumula o óleo essencial responsável pelo odor característico do fruto. Em outros casos, simplesmente armazena água. Nas células animais, encontram-se pequenas vesículas, envolvidas com empacotamento de materiais, seu transporte e secreção. Cloroplastos: São orgânulos com uma membrana que os separa do citoplasma e em cujo interior há acúmulos de sáculos formados também por membranas; nesses sáculos encontra-se a clorofila. Os cloroplastos estão presentes em células de partes verdes das plantas (folhas e caules jovens) e não são encontrados em outras regiões da planta. Em órgãos destinados a armazenar reservas (como os tubérculos das batatas), os plastos presentes são chamados amiloplastos, orgânulos especializados em acumular glicídios na forma de amido. Complexo Golgi: Conjunto de cinco a dez sáculos achatados, com as mesmas funções principais executadas nas células animais. Mitocôndrias: Como ocorre em células animais, esses orgânulos encarregam-se da respiração celular. A diferença é que, nas células vegetais, os glicídios que participam das reações da respiração celular provêm do metabolismo autótrofo e não da matéria orgânica conseguida no ambiente. Retículo endoplasmático: Com as mesmas funções que desempenha em células animais, também se distinguem o retículo endoplasmático liso e o rugoso. No rugoso, aderidos às membranas encontram-se ribossomos, cuja função é a síntese de proteínas. Núcleo celular: De mesma estrutura e função que nas células animais. Em células vegetais, não se encontra no centro celular, mas deslocado para a periferia, como consequência do crescimento do vacúolo. É importante lembrar que cada tipo célula possui uma diferente estrutura. AULA PRÁTICA 1 – BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR PARTE 2 – CONHECIMENTO DA MICROSCOPIA Microscopia Óptica: O microscópio óptico (usado na aula prática), contém uma parte mecânica, que serve como suporte, e uma parte óptica que é constituída por três sistemas de lentes: o condensador, a objetiva e a ocular. A ampliação total dada pelo microscópio é igual ao aumento da objetiva multiplicado pelo aumento da ocular: 4X, 10X, 40X, 100X (que é chamada de objetiva de imersão, deve ser utilizado o óleo de imersão). O Condensador tem finalidade de projetar luz sobre as células que estão sendo examinadas; A objetiva projeta uma imagem aumentada no plano focal da ocular. A ocular: amplia mais uma vez a imagem. Microscopia de Polarização: O microscópio de polarização é semelhante ao microscópio óptico, acrescido de dois prismas polaroides. Um deles é colocado no condensador e funciona como polarizador, e o outro é colocado na ocular e é chamado de analisador. Microscopia de Contraste de Fase: É empregado no estudo de células vivas. O microscópio de contraste de fase transforma as diferenças de fases dos raios luminosos em diferentes intensidades. Ou seja, as diferenças de fase para qual os olhos não são sensíveis se tornam visíveis, pois são traduzidas em diferenças de intensidades luminosa. Esse microscópio pode ser usado de modo com que as estruturas celulares apareçam escuras (fase positiva) ou claras (fase negativa). Microscopia Confocal: No microscópio confocal a iluminação é feita por um feixe de raios laser. As imagens desses cortes podem ser armazenadas no disco do computador e utilizadas para construir uma imagem tridimensional. Uma vez digitalizadas, as imagens podem ser arquivas para estudos posteriores. Microscopia Eletrônica: O microscópio eletrônico possui um potencial de aumento muito superior ao do microscópio óptico. No lugar da luz, são usados feixes de elétrons. Não é possível observar material vivo neste tipo de microscópio. A preparação das células para essa microscopia requer cuidados especiais. O material a ser estudado passa por um complexo processo de desidratação, fixação e inclusão em resinas especiais, muito duras, que permitem cortes ultrafinos. Devido ao fraco poder de penetração dos feixes de elétrons, as células devem ser cortadas com uma espessura de 0,2 a 0,001 micrometros. Os cortes são feitos em ultra micrótomos, que utilizam navalhas de vidro fraturado ou de diamante. Micrótomo: Aparelho que faz cortes microscópicos, que variam de 1 à 10 micrometros, em pequenas amostras de material biológico emblocadas em resinas específicas. São utilizadas para análises em microscópios ópticos Fotos da Aula Prática 1 Estudo teórico das Células e Microscopia Foto 1: Conhecendo a história da e a microscopia, células animais e vegetais. Foto 2: Aprendendo a manusear o microscópio. Fotos da Aula Prática 2 Conhecendo a célula animal Foto 1: CÉLULA ANIMAL: A. Foto de microscopia Secção Transversal da Medula Espinhal vista em 4x. B. Secção Transversal da Medula Espinhal vista em 10x. B. Secção Transversal da Medula Espinhal vista em 40x. A B C Fotos da Aula Prática 3 Conhecendo a célula vegetal Foto 1: CÉLULA VEGETAL: A. Foto de microscopia Epiderme de cebola vista em 4x. B. Epiderme de cebola vista em 10x. C. Epiderme de cebola vista em 40x. A B C
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