MATERIAL DIDÁTICO - CITOLOGIA E MICROSCOPIA

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Introdução à Citologia
● Célula: a unidade básica da vida, unidade funcional do seres vivos
● Organização: Organismo – Sistemas – Órgãos – Tecidos – Células –
Organelas – Moléculas – Átomos
● Seres unicelulares = constituídos de uma única célula
● Seres multicelulares (pluricelulares) = constituídos de duas ou mais
células
Microscopia
Atualmente, os microscópios conhecidos podem ser classificados em dois
grandes tipos: microscópios ópticos e microscópios eletrônicos.
● Microscópio Óptico:
Funcionamento: uma fonte de luz emite raios luminosos na direção do
condensador, que concentra essa luz no local onde é posicionada a amostra de
material biológico. Depois de atravessar a amostra, a luz chega a uma das lentes
objetivas, projetando uma imagem aumentada em direção às lentes oculares,
nas quais é ampliada novamente.
A capacidade de ampliação desses microscópios pode ser calculada
multiplicando a potência de ampliação das lentes objetivas pela potência das
lentes oculares. Por exemplo, se as lentes oculares têm uma potência de
ampliação de 10× e as lentes objetivas de 40×, a capacidade de ampliação total
do microscópio é de 400×.
A observação no microscópio óptico exige, também, algumas técnicas de
preparação do material biológico. Como a amostra precisa permitir a passagem
da luz, é necessário muitas vezes cortar o material biológico em fatias bem
finas. Além disso, é comum o uso de corantes para destacar os componentes
celulares, que são transparentes. A hematoxilina e a eosina.
● Microscópio Eletrônico de Transmissão
Funcionamento: o feixe de elétrons atravessa a amostra (que precisa ser muito
fina), produzindo imagens bidimensionais com aumentos de até 300 000 vezes
● Microscópio Eletrônico de Varredura
Funcionamento: Nesse microscópio, o feixe de elétrons incide sobre a amostra,
sem atravessá-la (não precisa ser fina), gerando imagens tridimensionais com
aumentos de até 50 000 vezes. É utilizado para a observação da superfície de
células, por exemplo.
na imagem: 1 representa uma imagem gerada a partir do microscópio eletrônico de transmissão, 2
representa uma imagem gerada a partir do microscópio eletrônico de varredura
Classificação das Células
Todas as células possuem três estruturas básicas: membrana plasmática,
citoplasma e material genético
➢ Células com carioteca são chamadas de eucarióticas
➢ Células sem carioteca, são chamadas de procarióticas
● Células procarióticas
Nesse tipo de célula, o material genético fica disperso no citoplasma (dada a
ausência de carioteca), em uma região conhecida como nucleoide. Além disso, a
célula procariótica não apresenta organelas membranosas no citoplasma,
apenas ribossomos. Envolta da membrana plasmática, há ainda a parede
celular.
Algumas células procarióticas podem apresentar também as seguintes
estruturas:
● cápsula: envoltório externo à parede celular que protege a célula;
● fímbrias: estruturas filamentosas que auxiliam na adesão a superfícies;
● flagelo: filamento móvel que auxilia no deslocamento;
● Células Eucarióticas
Nesse tipo de célula, o material genético fica compartimentado no núcleo (com
carioteca).
❗Entre os eucariotos, há ainda diferenças celulares significativas. As células
vegetais, por exemplo, são facilmente diferenciadas das células animais porque
nas primeiras há presença de cloroplastos e de parede celular. ❗
Organelas Citoplasmáticas e Componentes Celulares
● Parede Celular
Nas células de bactérias, fungos, algas e plantas existe a parede celular, que
se localiza em volta da membrana plasmática, ou seja, voltada para o meio
externo, possui a função de proteção e sustentação. Nas plantas, essa parede
contém celulose, nas bactérias, peptideoglicano.
Entre células vegetais adjacentes, existem poros denominados
plasmodesmos, que permitem a comunicação e o movimento de pequenas
moléculas.
● Citoplasma
O citoplasma é o material que preenche o espaço intracelular. Ele é composto
pelo líquido chamado citosol e por diversas estruturas, as organelas.
➢ Nas células procarióticas:
O citoplasma das células procarióticas contém citoesqueleto parecidos àqueles
dos eucariotos e ribossomos (organelas responsáveis pela síntese de proteínas)
que ficam dispersos no citosol.
➢ Nas células eucarióticas:
O citoplasma das células eucarióticas difere do das células procarióticas pela
quantidade e diversidade de organelas encontradas. Além dos ribossomos, as
células eucarióticas apresentam uma série de organelas membranosas.
Essas organelas também variam dependendo do tipo celular. Células vegetais
apresentam, por exemplo, cloroplastos, vacúolos, glioxissomos em seu
citoplasma, enquanto as células animais não apresentam essas organelas.
● Ribossomos
Os ribossomos são organelas não membranosas presentes tanto em
procariotos como em eucariotos. São formados de duas subunidades
originadas da associação entre RNA e proteínas.
Nos eucariotos, os ribossomos estão presentes no citoplasma (livres no citosol
ou aderidos à superfície do retículo endoplasmático granuloso). A função dos
ribossomos é promover a síntese (produção) de proteínas.
● Retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático é uma rede de canais membranosos dentro da
célula. Essa organela é responsável pela síntese (produção), armazenamento e
distribuição de substâncias.
Existem dois tipos de retículos: retículo endoplasmático rugoso (RER) e
retículo endoplasmático liso (REL). A diferença fundamental entre os dois é
que o retículo endoplasmático rugoso possui ribossomos aderidos à sua
membrana, o que não é visto no retículo endoplasmático liso.
O RER é responsável pela síntese e distribuição de proteínas. Essas proteínas
são produzidas pelos ribossomos presentes na membrana do RER e, em
seguida, transferidas para o interior desse sistema de canais. Muitas dessas
proteínas vão atuar em outras partes da célula ou fora dela, por isso precisam
ser transportadas.
O REL realiza a síntese de lipídios, de hormônios esteróides, a eliminação de
substâncias tóxicas e o armazenamento.
● Complexo golgiense
O complexo golgiense consiste em um conjunto de bolsas membranosas
achatadas e empilhadas. Ele recebe proteínas e lipídios produzidos pelos
retículos endoplasmáticos e os modifica para que possam exercer suas funções,
o que é chamado de processamento. Além disso, essa organela armazena
diferentes substâncias em vesículas, a exemplo dos lisossomos. Assim, as
substâncias podem ser transportadas para os locais onde são requisitadas.
● Lisossomos
Os lisossomos são vesículas membranosas. Em seu interior, estão armazenadas
enzimas digestivas capazes de degradar muitas substâncias no interior das
células (digestão intracelular). São exclusivos das células eucariontes animais.
● Peroxissomos
Encontrados em células animais (nas vegetais, é o glioxissomo). O termo
peroxissomo refere-se às moléculas de peróxido de hidrogênio (H2O2),
chamada popularmente de água oxigenada, que são degradadas no interior
dessas organelas em água (H2O) e gás oxigênio (O2). Essa reação, que é
mediada por uma enzima chamada catalase ou peroxidase, é necessária por
causa da toxicidade do peróxido de hidrogênio.
● Mitocôndrias
As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas com dupla membrana,
presentes na maioria das células eucarióticas. O espaço entre as duas
membranas (externa e interna) é chamado espaço intermembrana e
apresenta dobras denominadas de cristas mitocondriais. O interior
mitocondrial é preenchido por um líquido, chamado matriz mitocondrial, no
qual encontram-se ácidos nucleicos (DNA e RNA), ribossomos e diversas
proteínas.
A mitocôndria é a organela responsável pela produção de moléculas de ATP.
As moléculas de ATP armazenam energia, que será utilizada pela célula em suas
diversas atividades. Assim, cabe à mitocôndria realizar a respiração celular,
processo de obtenção de energia realizado pelas células eucarióticas de seres
aeróbios.
● Cloroplastos
Os cloroplastos são organelas presentes em organismos eucariotos autotróficos
e são responsáveis pelafotossíntese, são exclusivos das células vegetais. Como
ocorre nas mitocôndrias, os cloroplastos possuem duas membranas: a
membrana externa e a membrana interna. Na membrana interna, formam-se
dobras denominadas lamelas, que contêm sacos membranosos chamados
tilacoides. O espaço no interior de um tilacoide é denominado lúmen e o espaço
externo aos tilacoides constitui a matriz plastidial ou estroma. No estroma,
encontram-se moléculas de DNA, RNA, ribossomos e moléculas de proteínas.
(A) Imagem de células vegetais vistas ao microscópio óptico com inúmeros cloroplastos em seu interior. Em
destaque, a representação de um cloroplasto em corte, mostrando seus componentes internos. (B) Foto de
um cloroplasto obtida por microscopia eletrônica de transmissão.
● Vacúolos de Armazenamento
Bastante comum nas células vegetais. Dentro dele, são armazenados água e
outras substâncias, como aminoácidos, proteínas, carboidratos, íons, pigmentos
etc. De modo geral, as células vegetais jovens apresentam vários desses
vacúolos, que se fundem até se tornar um único vacúolo central na célula
adulta.
● Citoesqueleto
É uma rede de proteínas que se estende por todo o citoplasma. O citoesqueleto
executa diversas funções, como sustentação da célula, separação do material
genético durante a divisão celular, organização de microvilosidades, realização
de certos movimentos celulares, organização de cílios e flagelos.
O citoesqueleto é constituído por três tipos de filamentos: os microtúbulos, os
microfilamentos (ou filamentos de actina) e os filamentos intermediários.
obs: não há citoesqueleto nas células vegetais
● Centríolos
Os centríolos são organelas não membranosas que, durante a divisão celular,
participam da organização das fibras do fuso (citoesqueleto) que separam o
material genético que irá para cada célula-filha.
Os centríolos são uma estrutura com o formato de dois cilindros ocos dispostos
perpendicularmente (em ângulo reto). Cada cilindro é constituído por nove
conjuntos de três microtúbulos. Esses dois cilindros, dispostos em ângulo
reto, associam-se a proteínas estabelecendo o centrossomo.
● Núcleo
O núcleo armazena o material genético, que é quem controla as atividades
celulares, isolando-o do citoplasma. Ele é, geralmente, arredondado, podendo
ocupar posição central no citoplasma próximo à membrana plasmática. No
interior do núcleo estão contidas as moléculas de DNA, as quais comandam a
produção das proteínas que determinam as características dos seres vivos.
O núcleo apresenta, basicamente, quatro componentes: carioteca,
nucleoplasma, cromatina e nucléolo
A carioteca, também denominada envoltório nuclear. Fora da carioteca,
encontram-se ribossomos e, na face interna, existe a lâmina nuclear, uma rede
de proteínas responsável pelo suporte dessa membrana.
Por meio dos poros nucleares, ocorre a movimentação de substâncias do
núcleo para o citoplasma e vice-versa. É pelos poros da carioteca que o RNA sai
do núcleo e vai para o citoplasma, onde interage com os ribossomos,
produzindo proteínas que fazem parte da estrutura da célula ou participam de
reações químicas, como as enzimas.
Cromatina é o termo empregado para caracterizar a associação entre
moléculas de DNA e proteínas denominadas histonas. Quando a célula não está
em processo de divisão, a cromatina encontra-se em duas formas:
heterocromatina, que é condensada (“enrolada”), e a eucromatina, forma
descondensada (“não enrolada”). Quando a célula vai se dividir, a cromatina se
condensa totalmente, formando os cromossomos, estruturas que facilitam a
separação do DNA entre as células que vão surgir após a divisão.
Cada molécula de DNA torna-se um cromossomo, assim cada espécie de ser
vivo possui uma quantidade característica de cromossomos. O ser humano, por
exemplo, possui 46 em suas células.
O nucléolo é uma massa densa presente no interior do núcleo constituído por
proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Sua formação é controlada por certos
cromossomos que possuem a região organizadora de nucléolo. A função do
nucléolo é formar moléculas de RNA dos ribossomos. Esse RNA, ao se
associar com determinadas proteínas, origina as subunidades dos ribossomos.
(RNAr)
O nucleoplasma é uma solução aquosa e granulosa presente no interior do
núcleo, que preenche o espaço entre a cromatina e o nucléolo. Em sua
composição encontra-se água, íons, nucleotídeos e enzimas que atuam na
síntese de DNA e RNA.