Bases Moleculares e Celulares

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Introdução a citologia
Citologia: estudo das células e estruturas
Célula: menor unidade morfológica, funcional e genética do individuo 
-> 1663: Hooke- descobridor da célula
 Ele estava analisando um pedaço de cortiça: tecido vegetal morto
 Por que ele flutua?
* Em 1663, Hooke dedicou-se a observação da estrutura da cortiça, para tentar descobrir o que fazia dela um material tão leve e flutuante. Então, cortou em fatias finas para que pudessem ser observadas ao microscópio. Através de lentes de aumento, ele constatou que a cortiça era formadas por uma grande número de cavidades preenchidas com ar, 1665 denominou as estruturas “ocas” de células.
* A célula foi descoberta através dos avanços da microscopia. O microscópio usado por Hooke foi construído por Christopher Cock
*1665, publicou a microgrophia, começaram a surgir outras obras sobre a observações microscópicas
* usavam o termo célula, além de usarem outras como “poros microscópicos”, “bolhas”, “ utrículos” e “sáculos”
*Schwann identificou a célula como base das funções vitais dos organismos. As células tinham dois tipos de atividades: uma plástica, responsável pelo crescimento, e outra metabólica, responsável pela transformação das substancias intercelulares em elementos das células. Atualmente sabe-se que a divisão celular é o único processo responsável pela formação de novas células. Contudo, provou que há uma unidade no mundo vivo e que ela reside nas células
-> TIPOS DE CELULA
Em relação ao tamanho
Células macroscópicas: aquelas visíveis a olho nu. 
Ex.: gema de ovo, alvéolo da laranja
Células microscópicas: aquelas que necessitam de um microscópio para serem visualizadas.
Ex.: hemácia 
Em relação a origem
Celula procariótica: não possuem um núcleo celular definido e por isso o material genético celular fica disperso no citoplasma. -> Sua estrutura: dna, ribossomo, citoplasma, flagelo, capsula, parede celular e membrana plasmática
Celula eucariótica: núcleo definido, material genético nessas células esta evoluindo pelo envelope celular
- Celula Animal :
* 1673: glóbulos vermelhos de sangue
* Leeuwenhoek construiu o próprio microscópio para observar protozoários, bactérias e células animais
* 1744, cientistas começaram a pesquisar uma substancia viscosa encontrada no interior de varias microestruturas animais. 14 anos depois, a mesma substancia foi reconhecida nas microestruturas vegetais
*1860, a substancia recebeu o nome oficial de protoplasma, que estaria presente em todos os seres vivos
* núcleo celular:
1781- nucléolo
1836- núcleo em todas as células do tecido humano com exceção das hemácias
*teoria celular: 
1839- Schwann publicou a “teoria celular” . afirma que todos os tecidos animais e vegetais são formados por células. Se baseou no fato da presença do núcleo em todos os tipos de celula, e na obediência a um processo básico comum de formação comandado pelo núcleo
No inicio do processo de divisão celular em um ovulo fecundado, as células formarão todos os tecidos de novo ser vivo
-> CÉLULA ANIMAL
Célula eucarionte (reino animalia)
Núcleo definido e organelas celulares (complexo golgiense, mitocôndrias, reticulo endoplasmático, lisossomo, peroxissomo, centríolos)
O reticulo pode ser dividido em: 
- liso: apresenta como funções a síntese de lipídeos e a desintoxicação
- Rugoso (síntese de proteínas): apresenta ribossomos ligados à sua membrana.
Complexo golgiense relaciona com a modificação, armazenamento e secreção de substancias 
Lisossomos promovem reações em que o peróxido de hidrogênio é formado e degradado. Relacionada com a oxidação de moléculas toxicas 
Mitocôndrias são organelas onde ocorre a respiração celular (processo que leva a produção de atp para a celula)
Centriolos- processo de divisão celular
Ribossomos- realizar síntese de proteinas
Núcleo- controlar atividades celulares, onde tem DNA E RNA, envolvido por duas membranas que são determinadas carioteca ou envoltório nuclear
Membrana: envolve a celula, garantindo a separação do conteudo celular do meio externo, controla o que entra e sai da celula (permeabilidade seletiva)
Citoplasma: nas células eucariontes, entre membrana e núcleo, preenchendo o interior celular, é nele que são encontradas as organelas e o citoesqueleto
-> CÉLULA VEGETAL
Eucariótica
Membrana, citoplasma e núcleo 
Formam os tecidos das plantas
Cloroplastos: permite realizar fotossíntese, contem clorofila, que confere a cor verde e absorve a luz solar, permitindo que o processo ocorra
Leucoplastos: sem cor, fazem reserva de amido e cromoplastos coloridos, que possuam pigmento
Parede celular: exterior da membrana, envolve a célula, sustenta a planta
Vacúolos: espaços envolvidos por membrana, tem como função regular o ph e a entrada da agua através do controle osmótico
Teoria do aparecimento de células eucariontes: 
- teoria da endossimbiose: hipótese endossimbiotica para a origem das mitocôndrias e cloroplastos
A teoria endossimbiotica admite que cloroplastos e mitocôndrias eram organismos procariontes que viviam de modo livre; essas estruturas foram englobadas por células eucariontes, o que resultou a uma relação simbiótica, em que ambos os envolvidos eram beneficiados com a associação. Pois, provavelmente as mitocôndrias eram organismos procariontes abióticos, e os cloroplastos eram procariontes fotossintetizantes. Esses organismos procariontes forneciam energia para a célula que os englobou e a célula hospedeira fornecia proteção contra o ambiente externo.
Teoria proposta por Lynn em 1981 e ela explica os cloroplastos e as mitocôndrias surgiram nas células eucarióticas
Microscópio (instrumento utilizado para ampliar e observar estruturas )
1595- Jansen, fabricante de óculos
Feito com duas lentes simples convergentes (objetivas e ocular)
Tipos : Optico, eletrônico de varredura e transmissão 
 Optico- luz visível e sistema de lentes de vidro que ampliam a imagem das amostras. Permite a observação de até 0,2 micrômetros 
Aumento final : 10X x 40X: 400X
10x
40x 
Microscopia eletrônica :
Utilizam um feixe de elétrons
Capacidade de ampliação é superior a dos microscópios de luz, atingindo um nível de resolução de 0,2 nanometros
Tipos:
-Met(eletrônico de transmissão )
Permite examinar detalhes, ampliando objeto em até 1milhão de vezes
Material deve ser contato em camadas bem finas
Medir características como dureza e elasticidade do material
-Mev (eletrônico de varredura)
Produzir imagens em alta resolução
Ampliam em até 100mil vezes e permitem obter imagens tridimensionais (observar estrutura superficial da amostra)
DIFERENÇA 
	LIMITE DE RESOLUÇÃO
	OLHO NU
	0,1mm
	MICRO. OPTICO
	0,2 µm
	MICRO ELETRONICO
	0,1 nm - teorico
	
	2 nm- pratico
Membrana Plasmática
Delimita a célula
*octose- morte programada da célula*
Comum é uma dupla camada intricada, constituída predominantemente por fosfolipídios e proteínas 
A despeito do seu aspecto microscópico frágil, a membrana celular é uma resistente e habilidosa “guardiã” do interior da célula.
Os fosfolipídios atuam principalmente como reguladores de difusão
As proteínas da membrana celular servem de reforço estrutural, bem como de receptores para certos hormônios, neurotransmissores e imunoglobinas (anticorpos)
A membrana celular está associada a muitos mecanismos das junções celulares e outras da célula
CAMADA DE FOSFOLIPIDIOS 
FUNÇÕES
Conter e delimitar o espaço da celula 
Manter condições adequadas para ocorrer as reações metabolicas
Selecao da entrada de substancias na celula – Transporte
Manter o formato da célula
Locomoção
TRANSPORTE PASSIVO 
Difusão simples: 
· Por concentração 
· Sem consumo de energia
· A favor do gradiente de concentração
· Pelos poros e pela dupla camada de fosfolipideos 
Difusao facilitada: 
· Glicose, galactose e aminoacidos, com tamanho superior aos poros atravessam atraves da proteina carregadora (transporte)
TRANSPORTE ATIVO
Contra o gradiente, com gasto de energia
Bomba de sódio e potássio 
TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS
 Endocitose mediada por receptor 
PINOCITOSE
FAGOCITOSEOrganelas Citoplasmáticas
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO:
Sistema de endomembranas 
Estrutura mais desenvolvida
Constituição: duas porções identificadas pela presença ou ausência de ribossomos associados à sua parede externa
No R. E. Rugoso existe continuidade entre a sua membrana e a membrana nuclear
- RUGOSO/ GRANULAR
Formado por bolsas membranosas achatadas ou cisternas, com numerosos ribossomos associados a sua parede externa
Maior sitio de síntese proteica da célula e varia de forma e tamanho, de acordo com as especificidades morfofuncionais da célula
A porção de citoplasma que preenche a estrutura membranosa do reticulo endoplasmático e chamada hialoplasma e possui muitos ribossomos imersos nela 
- LISO / AGRANULAR 
Formado por um sistema de tubos membranosos sem ribossomos aderidas a sua superfície externa
Síntese de ácidos graxos e fosfolipídios 
Eles se mantem interligado ao reticulo endoplasmático rugoso, e a transição de um tipo de reticulo endoplasmático para outro é gradual, com a quantidade de ribossomos diminuindo progressivamente 
Suporte mecânico: juntamente com o sistema de microtubulos e microfilamentos do citoesqueleto, ele participa de muitas funções mecânicas na célula, promovendo suporte para a estrutura coloidal do citoplasma 
Gradiente iônico: relacionado a produção de certos gradientes iônicos intracelulares, especialmente nos retículos sarcoplasmáticos das células muscular estriado 
Detoxificação: em células do fígado (hepatócitos), o reticulo endoplasmático liso é abundante e produz enzimas que modificam substancias toxicas como álcoois, pesticidas e outras drogas, facilitando sua eliminação 
Comunicação intracelular: por meio da grande rede formada pelo reticulo endoplasmático ocorre o transporte de íons e de substanciais no interior da célula 
COMPLEXO DE GOLGI
Composto por pinhas de sacos membranosos achatados 
Local onde as substancias são transformadas, empacotadas e remetidas para outras regiões da célula ou para o meio extracelular
Interposto entre o reticulo endoplasmatico e a membrana plasmatica 
Faces: Cis/ formativa - voltada para o reticulo endoplasmatico, é por onde as proteinas entram no complexo golgiense
 Trans/ maturação – voltada para a membrana plasmatica, é a face de onde brotam as vesiculas secretoras e s lisossomos 
Grande parte das proteinas e lipidios sintetizados no R.E tem como destino a superficie celular ou mesmo o meio extraclular, e para atingit tais destinos percorrem uma via intrecelular: via biosintetica secretora
Via biosintetica secretora: 
 RE: sitio de sintese das substanciais 
 Complexo de golgi
 Vesisculas de transporte 
Juntos promovem processamento, a seleção e o transporte das substancias a serem secretadas da celula
Seleciona e transporta os produtos de secreção.
Processamento de proteinas e lipidios, glicosilação, sulfatação e fosforilação
LISOSSOMOS 
São organelas membranosas esféricas derivadas do complexo golgiense, que possuem em seu interior enzimas digestivas sintetizadas no reticulo endoplasmático rugoso e empacotadas no complexo golgiense
Suas enzimas, as hidrolases acidas, são importantes na degradação de partículas exógenas e constituintes celulares que não são mais uteis 
Autofagia:
Outra função dos lisossomos é a digestão de porções velhas ou desgastadas da célula, permitindo o reaproveitamento dos seus componentes moleculares.
Os lisossomos fundem-se em torno de uma parte da própria célula, formando um vacúolo digestivo – vacúolo autofágico 
MITOCÔNDRIA 
Sua distribuição na célula varia, tendendo a se acumular em locais do citoplasma onde o gasto de energia e mais intenso 
Transformam energia química contida nos metabolitos citoplasmáticos em energia facilmente utilizável pela célula. 50% é armazenada na forma de ATP e os outros 50% são dissipados na forma de calor, utilizado para manter a temperatura do corpo
 A enzima ATPase, é responsável por liberar a energia armazenada no ATP quando a célula necessita 
São delimitadas por duas membranas: uma externa e lisa, e uma interna que apresenta uma serie de projeções para o interior da organela – cristas mitocondriais 
As duas membranas delimitam dois compartimentos. Um deles está localizado entre as duas membranas da mitocôndria – espaço membranoso
Limitado pela membrana interna, contém material finamente granuloso – matriz mitocondrial, nela se encontra muita proteína, pequena quantidade de DNA e RNA, além de pequenos ribossomos 
Ciclo de Krebs:
 As cristas mitocondriais – enzimas e outros componentes que atuarão nos processos de fosforilação oxidativa e do sistema transportador de elétrons 
 Degradação inicial das moléculas de glicídios e lipídios e feita no citosol, gerando piruvato e uma pequena quantidade de energia 
 O piruvato se difunde na mitocôndria, na qual é oxidado produzindo acetato, que se combina com a coenzima A, produzindo Acetil- coenzima A (ou Acetil-Co A); 
 Acetil- coenzima A iniciara o ciclo 
 Ao se combinar com o ácido oxalacético formando ácido cítrico e iniciando uma sequência de reações químicas 
 Nesse ciclo energético ocorrem várias reações que degradam a Acetil- coenzima A produzindo CO2 e íons H+, além da coenzima A, que se ligara a outro grupo acetil 
Há concentração em regiões em que a demanda energética é maior
Ex.: células musculares, as mitocôndrias estão associadas aos filamentos contrateis que requerem ATP
“Respiração”: pode ser definida como processo de oxidação de moléculas orgânicas acompanhado da liberação de energia, que é aproveitada na síntese de ATP
Organelas Celulares
MICROTUBULO
Finos tubos proteicos encontrados no citoplasma e nos prolongamentos celulares, como cílios e flagelos
Constituídos por moléculas de alfa e beta globulina, que se organizam em forma de espiral para formar os microtúbulos
A organização das tubulinas para formar o microtúbulo é dirigida por estruturas celulares – centros organizadores dos microtúbulos 
Se desfazem e refazem constantemente pelas suas extremidades, mas são estruturas rígidas que desempenham papel significativo no desenvolvimento e na manutenção da forma das células 
Apresentam-se como a base morfológica de várias estruturas citoplasmáticas complexas, como os corpúsculos basais, os centríolos, os cílios e os flagelos
CILIOS E FLAGELOS – são prolongamentos moveis que se projetam da superfície celular com se fossem pelos macroscópicos
Cílios: são curtos e ocorrem em grande número na célula 
Executam movimentos semelhantes aos de um chicote, tem como função a locomoção celular, mas alguns organismos criam correntes de agua com o batimento de seus cílios, fazendo com que partículas alimentares sejam arrastadas ate eles; essa projeção empurra a M.P. que passa a envolve-la como o dedo de uma luva 
Flagelos: estruturas longas e pouco numerosas
Excutam ondulações que se propagam da base em direção a sua extremidade livre
FILAMENTOS DE ACTINA E MICROFILAMENTOS 
Juntamente com a miosina, responsáveis pela atividade contrátil do musculo
Na maioria das células, a actina constitui uma rede no citoplasma e forma uma delgada camada próxima a superfície interna da M.P -> córtex celular 
A actina participa de atividade como: endocitose, exocitose e migração celular 
Outra função dos filamentos pe atuar no final da divisão celular, formando uma cinta cuja constrição resulta na divisão das células mioticas em duas células-filhas.
FILAMENTOS INTERMEDIARIOS 
Constituídos por diversas proteínas, das quais já foram isoladas por processos bioquímicos e imunocitoquímicos:
-Queratina- relacionada com a epiderme, a produção de unhas, chifres, pernas, pelos, escamas. Encontrada nos tecidos epiteliais 
- Vimentina: presente nos tecidos conjuntivos 
-Desmina: está na estruturação dos tecidos musculares
-Proteína fibrilar acida da glia: nos tecidos de sustentação do tecido nervosos
-Proteínas dos neurofilamentos: desempenham funções distintas nos neurônios, conforme as proteínas que os compõem 
INVÓLUCRO NUCLEAR: com poros;proteínas, ribossomos; patógenos
CROMATINA E CROMOSSOMOS 
Cromatina: complexo de DNA, proteínas histônicas e não histônicas, presente no núcleo de células em interfase; é responsável por armazenamento, transmissão e expressão das informações do patrimônio genético contido no DNA nuclear
Durante a fase de divisão celular, a cromatina sofre alterações em sua morfologia, composição e função, apresentando-se sob a forma de unidades individualizados conhecidas por cromossomos.
NUCLÉOLO
É uma organela celular cuja a função é produzir ribossomos; quanto mais forte a sobrecarga funcional celular, maior será o nucléolo. É o que ocorre em células em processo de secreção e em muitas células tumorais 
RIBOSSOMOS: São organelas não membranosas envolvidas na fabricação de proteínas nas células eucarióticas e procarióticas; São constituídos de RNA e proteínas
São encontrados na célula: 
-Livres, dispersas no citosol ou hialoplasma
- Aderidos as paredes externas do R.E. rugoso
-No interior de outras organelas, como as mitocôndrias 
-Presos uns aos outros por uma fita de RNA, formando conjuntos conhecidos como poliribossomos ou polissomos
Nas células eucarióticas, cada subunidade é sintetizada no nucléolo, de onde migram para o citoplasma, onde se unem, tornando-se ribossomos funcionais
O RNA mensageiro conduz ate a=os ribossomos as instruções para a produção de uma determinada proteína 
A partir daí, ele vai se encarregar de reunir aminoácidos, específicos na ordem informada pelo RNA mensageiro, construindo o polipeptídio que vai originar a proteína 
Se esta proteína for produzida nos polirribossomos, ela permanece dentro da célula para uso interno
Aquelas produzidas no R.E. Rugoso são envolvidas por vesículas membranosas e transportadas para o complexo golgiense. Elas deverão então ser identificadas e/ou transformadas, e novamente reunidas em vesículas para atuar dentro (enzimas dos lisossomos e proteínas estruturais) ou fora da célula (enzimas digestivas)
TIPOS DE DIVISÃO CELULAR 
Mitose: duas células-filhas são produzidas. Essas células possuem o mesmo número de cromossomos da célula-mãe; ocorre uma divisão celular e em células somáticas
Meiose: quatro células-filhas são produzidas; possuem metade do número de cromossomos da célula-mãe; ocorrem duas divisões celulares e em células germinativas
CENTRÍOLOS
São organelas não membranosas presentes exclusivamente em células eucarióticas; 
Nas células animais que não estão em processo de divisão, os centríolos geralmente estão presentes na forma de um diplossomo, um par de centríolos dispostos de forma perpendicular, próximos ao núcleo e ao complexo de golgi e envoltos por um material granuloso -> Cetrossomo / centro de organização de microtúbulo
Durante os processos de divisão celular, os centríolos se duplicavam, formando dois pares que se movimentam cada um para uma extremidade diferente da celula -> fuso miótico ou meiótico 
São essenciais na constituição da estrutura interna de cílios e flagelos