Microscopia eletrônica_Célula procariótica e eucariótica

Prévia do material em texto

Microscopia 
eletrônica, células 
procarióticas e 
eucarióticas, 
diferenças entre as 
células e 
biomembranas
PROFESSOR: EMERSON FRANCISCO MENDES GUIMARÃES
DISCIPLINA: BIOLOGIA
A microscopia eletrônica
 O primeiro microscópio eletrônico foi construído no início da década de 
1930, mas seu emprego no estudo das células começou mais tarde, na 
década de 1950. Nesse meio-tempo, os citologistas desenvolveram diversas 
técnicas de fixação, de coloração e de corte apropriadas para o microscópio 
eletrônico.
 A microscopia eletrônica revolucionou a Citologia porque possibilitou 
estudos bastante detalhados da estrutura interna das células. Para se ter 
ideia, enquanto microscópios fotônicos fornecem aumentos máximos de 
1.500 vezes, microscópios eletrônicos operam com aumentos entre 5 mil e 
100 mil vezes ou mais.
A microscopia eletrônica
 Além disso, o fato de os microscópios eletrônicos utilizarem feixes de 
elétrons, em vez de luz, possibilita obter baixos limites de resolução, bem 
menores que os dos microscópios fotônicos; enquanto nestes últimos o 
limite de resolução é de 0,25 µm, nos microscópios eletrônicos o limite é de 
0,001 µm (1 nm). Fazendo os cálculos, concluímos que o limite de resolução 
do microscópio eletrônico é cerca de 250 vezes menor que o do microscópio 
fotônico; seu poder de resolução, portanto, é 250 vezes maior. Em relação ao 
olho nu, o poder de resolução do microscópio eletrônico é cerca de 100 mil 
vezes maior (100 µm ÷ 0,001µm = 100.000).
A microscopia eletrônica
A microscopia eletrônica
 A visão que temos da arquitetura celular foi basicamente elaborada a partir 
de estudos em microscópios eletrônicos de transmissão. Nesses aparelhos se 
observa o material biológico cortado em finíssimas fatias entre 30 nm a 60 
nm de espessura, o que equivale a cortar uma célula em aproximadamente 
200 fatias. 
 A microscopia eletrônica produz imagens em branco e preto e 
bidimensionais (2-D). Assim, para imaginar como são as células e as 
organelas em três dimensões (3-D), os citologistas tiveram (e ainda têm) de 
realizar um minucioso trabalho de reconstrução da tridimensionalidade 
celular a partir de cortes sequenciais em diferentes planos.
A microscopia eletrônica
 O pensamento e a imaginação, aliados às técnicas microscópicas e 
bioquímicas de investigação, são as principais ferramentas utilizadas nos 
estudos das células. Eles nos permitem “viajar” ao mundo microscópico e 
compor os modelos tridimensionais e funcionais da célula viva.
 Para construir os modelos de células os cientistas reúnem diversas 
evidências, imaginando cenários que não podem ser visualizados 
diretamente, mas que podem ser testados e validados por meio de 
experimentos.
Células procarióticas e eucarióticas
 O microscópio eletrônico revelou a existência de dois tipos 
básicos de célula: procarióticas, típicas de bactérias e de 
arqueas, e eucarióticas, presentes em todos os demais seres 
vivos (protozoários, fungos, algas, plantas e animais). 
 Organismos constituídos por células procarióticas são chamados 
procariontes e os que apresentam células eucarióticas, 
eucariontes.
Células procarióticas e eucarióticas
 Células procarióticas (do grego protos, primitivo, e karyon, 
núcleo) são mais simples que as eucarióticas; seu citoplasma 
não tem estruturas membranosas nem núcleo; o “cromossomo” 
bacteriano concentra-se em uma região da célula chamada 
nucleoide.
 Células eucarióticas (do grego eu, verdadeiro, e karyon, núcleo) 
têm o citoplasma repleto de canais, bolsas e outras estruturas 
membranosas, sendo uma delas o núcleo, no qual se localizam 
os cromossomos.
Células procarióticas e eucarióticas
Diferenças entre as células
 Existem diferenças entre as células dos diversos organismos e também entre 
células de um mesmo organismo. As maiores diferenças são encontradas 
entre as bactérias, que apresentam célula procariótica, destituída de núcleo 
e de organelas membranosas, e os demais seres vivos que têm células 
eucarióticas. 
 A presença de plastos no citoplasma das células vegetais as diferencia das 
células animais. As células vegetais também são dotadas de uma parede 
celular, ausente nas células animais.
 Apesar das diferenças, uma análise dos aspectos celulares essenciais mostra 
que todas as células eucarióticas compartilham a mesma estrutura básica e 
funcionam de modo muito parecido. 
Diferenças entre as células
Características das membranas biológicas
(biomembranas)
 Em função do comportamento das células em 
diversas situações - inchar, murchar, estourar, os 
primeiros citologistas logo perceberam que elas 
eram delimitadas por algum tipo de película muito 
fina, invisível até nos mais poderosos 
microscópios fotônicos modernos; essa película 
hipotética foi denominada membrana plasmática.
 Com o progresso da microscopia eletrônica, a 
membrana plasmática foi finalmente visualizada. 
Nos cortes transversais observados ao microscópio 
eletrônico, ela aparece como duas linhas escuras 
entremeadas por uma região Central mais Clara, e 
sua espessura situa-se em torno de 5 nm.
Esta Foto de Autor Desconhecido está licenciado em CC BY-SA
https://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_de_Golgi
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
Características das membranas biológicas 
(biomembranas)
 A microscopia eletrônica e as análises 
bioquímicas revelaram também que o 
citoplasma de uma célula eucariótica é 
repleto de membranas, com espessura e 
composição química semelhantes às da 
membrana plasmática.
 Esse sistema membranoso citoplasmático 
forma um labirinto de tubos e bolsas, 
cercado por um fluido aquoso no qual há 
túbulos e filamentos proteicos finíssimos, 
além de partículas de diversos formatos e 
tamanhos.
Estrutura molecular das biomembranas 
 Análises bioquímicas de membranas celulares mostraram que seus principais 
componentes são fosfolipídios. As biomembranas das células animais apresentam 
ainda colesterol, um tipo de lipídio ausente em células vegetais.
 As moléculas de fosfolipídios apresentam uma “cabeça” eletricamente carregada, 
representada pelo grupo fosfato, e duas “caudas” apolares, representadas pelo 
glicerídio. As cabeças eletricamente carregadas dos fosfolipídios tendem a atrair 
moléculas de água (que também têm cargas), sendo, por isso, denominadas 
hidrofílicas (do grego hydro, água, e phylos, amigo).
 As caudas, sem carga elétrica, tendem a repelir moléculas de água, sendo, por isso, 
denominadas hidrofóbicas (do grego hydro, água, e phobos, medo, aversão).
Estrutura molecular 
das biomembranas 
 Em 1972, os pesquisadores 
estadunidenses Jonathan Singer 
(1924-) e Garth Nicolson (1943-
), com base na constituição 
química e no comportamento das 
biomembranas, elaboraram um 
modelo molecular para explicar 
sua estrutura altamente 
dinâmica.
Estrutura molecular das biomembranas 
 No modelo de Singer e Nicolson, as biomembranas seriam constituídas por uma 
camada dupla de moléculas de fosfolipídios bem compactadas. As cabeças dos 
fosfolipídios, eletricamente carregadas, estariam voltadas para as faces externas da 
membrana, em contato com a água sempre presente nas soluções internas e 
externas à célula. Com isso, “esconderiam” as caudas sem carga elétrica da água 
circundante, voltando-as para o interior da dupla camada molecular da membrana.
 Segundo o modelo, é essa estrutura em dupla camada que confere às membranas 
biológicas sua grande estabilidade e dinamismo. Embora se desloquem 
continuamente no plano da membrana, as moléculas de fosfolipídios nunca perdem 
o contato umas com as outras.
Estrutura molecular das biomembranas 
 O modelo de Singer e Nicolson também supõe a presença de moléculas globulares 
de proteínas, incrustadas na bicamada de fosfolipídios, como se fossem peças de 
um mosaico. Algumas dessas proteínas encontram-se em posição superficial na 
dupla camada lipídica, enquanto outras a atravessam de lado a lado.
 A movimentação das proteínas na estruturada biomembrana explica diversas 
funções importantes e levou Singer e Nicolson a denominar sua proposta como 
modelo do mosaico fluido.
Estrutura molecular das biomembranas 
Estrutura molecular das biomembranas
 Já foram identificadas dezenas de tipos de proteína nas membranas celulares. 
Algumas delas, voltadas para o exterior estão ligadas a moléculas de glicídios, 
que formam uma espécie de malha filamentosa em torno da célula, denominada 
glicocálix.
 Outras formam poros, que permitem a passagem de moléculas de água e íons.
 Outras, ainda, capturam substâncias fora ou dentro da célula, transportando-as 
através da membrana e soltando-as do lado oposto. 
 Além disso, determinadas proteínas presentes na membrana plasmática atuam 
no reconhecimento de fatores físicos e químicos do meio, estimulando a reação 
celular. 
Referências
 Amabis, José Mariano. Biologia moderna : Amabis & Martho. - 1. ed. 
– São Paulo: Moderna, 2016.