Introducao a vida - celulas e outras estruturas biologicas

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Introdução à vida – células e outras estruturas biológicas
Estrutura, função e evolução das células
História das células
- O nosso corpo possui em média 37,2 trilhões de
células
- Robert Hooke deu o nome de “célula” às estruturas
cúbicas vistas por ele enquanto verificava um tecido
morto de cortiça. No entanto, as células que Hooke
observou estavam em um tecido morto e eram apenas
as paredes celulares
- Em 1670, Anton Van Leeuwenhoek, observou pela
primeira vez células vivas. Eram células unicelulares
(como bactérias) e espermatozoides, que, no conjunto,
ele chamou de “animalículos”
- Em 1830, Mathias Schleiden e Theodor Schwann
apresentaram a ideia de que todas as diferentes partes
das plantas e dos animais são feitas de células, e que as
células podem ser produzidas de outras células –
nascia então a teoria celular
Teoria celular
- Como a vida segrega em função da unidade celular:
● Todas as coisas vivas são compostas por uma
ou mais células
● A célula é a unidade básica da vida
● Novas células surgem a partir das células pré
existentes
- Com a teoria celular, a patologia e a fisiologia
consideraram a célula doente não como uma estrutura
diferente, mas apenas uma modificação da célula sã
- A célula é a unidade que constitui os seres vivos,
podendo existir isoladamente (unicelular) ou formar
arranjos ordenados (tecidos) no organismo
- Os tecidos apresentam quantidades variáveis de
material extracelular, que foi produzido pelas células
- Unicelulares: bactérias, protozoários, algumas
espécies de algas e fungos
- Multicelulares: algumas espécies de algas, algumas
espécie de fungos, plantas e animais
Tipos básicos de células
● Eucariontes
- Organização mais complexa
- Presença de carioteca
- Presença de organelas, faz uma demanda de
função bem maior em relação a procarionte
● Procariontes
- Organização mais simples
- Quanto mais distante os organismos estão na árvore
filogenética, menor será o compartilhamento genético
entre eles. Árvores filogenéticas são hipóteses, não
fatos definitivos. Estão em constante atualização
- A similaridade genética entre todos os seres da nossa
espécie é de 99,9%
Obs.: Vírus podem ser considerados não vivos dentro
da teoria celular, mas há outras formas de se analisar,
pois a estrutura (proteína) que permite a nidação do
bebê ao endométrio possui uma sequência de DNA
igual a de alguns vírus. Então, alguns vírus que
infectaram pessoas no passado, deixaram uma parte do
DNA nessa estrutura, e o organismo contaminado
consegue fazer uma nidação melhor que a dos outro
organismo→ teoria da evolução
Evolução e o DNA
- O DNA é o material genético encontrado em todos os
organismos biológicos. Sempre com a mesma função e
composição química
- Somos feitos de: Proteínas, lipídeos, carboidratos e
ácidos nucleicos (DNA e RNA)
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DNA
- O DNA é quem carrega a informação hereditária de
organismos vivos, sendo passada de pais para filhos, e
é uma macromolécula
- A informação contida no DNA fornece instruções de
como (e quando) fazer as muitas proteínas necessárias
para construir e manter o funcionamento das células,
tecido e organismo
- O zigoto (2n) é a nossa primeira célula, as
informações contidas nele irão perpetuar durante toda
a nossa vida
- Do ponto de vista médico, a compreensão do DNA é
a chave para entender de onde viemos (evolução),
onde estamos (síntese de proteínas) e para onde vamos
(predição de doenças genéticas)
- O DNA é um polímero (“corrente”), assim como
carboidratos e proteínas
- Como todos os polímeros são feitos de monômeros
(“elos de corrente”). No DNA, esse monômero são
conhecidos como nucleotídeos
- Cada nucleotídeo é feito de três partes: uma base
nitrogenada, um açúcar de cinco carbonos, e pelo
menos um grupo fosfato
- Bases nitrogenadas:
❖ Purina: guanina e adenina
❖ Pirimidina: citosina e timina
- DNA: A-T, C-G
- RNA: A-U, C-G
- As ligações de bases nitrogenadas são feitas por
ligações de hidrogênio. Citosina e guanina estão unidas
por três ligações de hidrogênio, e timina e adenina por
duas ligações
- O DNA é estruturado em dupla hélice. Nessa
estrutura duas cadeias correspondentes
(complementares) estão ligadas
- Os açucares e fosfatos localizam se na parte externa
da hélice (esqueleto de açúcar – fosfato)
- As bases nitrogenadas se estendem para o interior em
pares (como os degraus de uma escada). As bases de
um par de unem entre si por ligações de hidrogênio
- Diferente do DNA, o RNA é composto por uma fita
única, portanto ele é mais simples, e suas bases
nitrogenadas são: Guanina e Adenina (Purinas),
Citosina e Uracila (Pirimidinas) A – U, C – G
- O RNA é mais frágil que o DNA
- Se esticássemos nosso DNA, ele teria em média 2
metros (em cada célula), e como isso cabe em nosso
organismo? Isso porque nosso DNA fica enovelado em
histonas, ou seja, fica compactado, é o que chamamos
de cromossomo (DNA + histonas). Além disso, o
cromossomo, não é compatível com a síntese de
proteínas, pois para o processo de síntese de proteína,
o DNA precisa estar descompactado, ou seja, precisa
estar na forma de cromatina
- Cromossomo = grau máximo de organização
- As histonas possuem função de organização
- 70% das nossas células são hemácias (anucleadas e
sem DNA)
- Cariótipo: representação do conjunto de
cromossomos presentes numa célula (2n) de um
indivíduo, ordenados com pares de homólogos
permitindo examinar o número e a estrutura dos
cromossomos
- 46 cromossomos nas células 2n
- Os cromossomos são homólogos por isso são
divididos em dois pares de 23 (origem materna e
paterna)
- Nós possuímos 22 pares autossômicos e um par
sexual em cada par. Os pares autossomos não possuem
relação direta com a determinação do sexo, e o par
sexual é quem determina as diferenças e o sexo
- Cariótipo masculino→ 22 A + XY
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- Cariótipo feminino→ 22 A + XX
- No cariótipo vemos os cromossomos do DNA
nuclear, mas no genoma humano também há o DNA
mitocondrial
- Diferente do DNA nuclear, mitocôndrias tem várias
cópias de um DNA circular (como bactérias) – teoria
endossimbiótica, que sugere que as mitocôndrias e
cloroplastos eram originalmente células procariontes
de vida livre as células eucariontes não possuíam
energia suficiente, ao mesmo passo, existia uma célula
procarionte que possuía grande capacidade de gerar
energia, e então, houve uma fagocitose, e começaram a
trabalhar juntas, portanto, a célula procarionte fornece
a energia para a célula mais complexa. Então, por isso,
até hoje a mitocôndria possui seu próprio material
genético, pois veio de outra célula
DNA MITOCONDRIAL
- Temos apenas 1 DNA nuclear e vários DNA´s
mitocondriais dentro de uma única célula
- A maior célula do nosso organismo é o oócito, e a
menor é o espermatozoide. Dentro do espermatozoide,
há mitocôndrias, devido a movimentação do flagelo, e
a sua função é levar 23 pares de DNA para dentro do
oócito. O espermatozoide não entra no oócito, apenas
transfere seu material genético e mais nada. Para essa
célula poder se dividir ela precisa de todas as organelas
necessárias, inclusive a mitocôndria, e todas as
mitocôndrias vem da mãe. Portanto, se uma criança
possuir algum problema mitocondrial, esse DNA veio
da mãe. Porém, na genética não se pode usar a palavra
“SEMPRE”, pois há um relato de um caso de herança
paterna de mitocôndrias em um ser humano, mas isso é
extremamente raro
- Assim, o padrão de herança do DNA mitocondrial é
diferente daquele do DNA nuclear
- O DNA nuclear é aleatoriamente escolhido (na
imagem é só um exemplo de uma das variações),
diferente do DNA mitocondrial
- Distúrbios genéticos causados por mutações
mitocondriais não são transmitidos de pais para filhos,
visto que as mitocôndrias são fornecidas somente pela
mãe
- Uma pessoa com uma doença causada por uma
mutação mitocondrial pode apresentar somente
mitocôndrias anormais (mutadas). Neste caso, uma
mãe afetada sempre passará mitocôndrias portadoras
de mutação para seus filhos – penetrância completaBi�n�� Fer���d�� Lu�z - T8
- Pode haver uma mistura de mitocôndrias normais e
anormais no corpo. Neste caso, as mitocôndrias
normais e as mitocôndrias portadoras são distribuídas
aleatoriamente aos óvulos durante a meiose. Filhos que
recebem uma grande proporção de mitocôndrias
mutantes podem apresentar uma forma severa da
doença, mas aqueles com poucas mitocôndrias
mutantes podem ter uma forma leve ou não apresentar
a doença – penetrância incompleta
Além disso, uma mãe saudável pode ter um filho com
comprometimento mitocondrial, pois na hora da
divisão celular, pode acontecer uma mutação que
passará para a criança
Mutações mitocondriais e doenças humanas
● Síndrome de Kearns – Sayre
- Causada por deleções no DNA mitocondrial
- Fraqueza dos músculos, degeneração da
retina e desenvolvimento de doença cardíaca.
Sintomas oftalmológicos e neuromusculares
iniciam-se antes dos 20 anos. Paciente tendem
desenvolver bloqueio de condução cardíaco
súbito, assim como uma demência e distúrbios
de equilíbrio
Obs.: o DNA mitocondrial codifica proteínas
específicas para a mitocôndria. Já o DNA nuclear
codifica proteínas para diversas funções, sendo
algumas para as próprias mitocôndrias