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Em 1930, os cientistas alemães Matthias Jakob Schneider e Theodor Swann propuseram A TEORIA CELULAR, muitos autores consideram esse fato como o marco do nascimento da biologia celular. Outros pesquisadores também realizaram importantes estudos nessa área. 1665, Robert Hooke, publicou o primeiro trabalho usando a microscopia como uma ferramenta de análise do material biológico. Hooke foi quem utilizou primeiramente o termo “célula” O que Hooke observava, na verdade, eram as paredes celulares de células, estando elas mortas; por isso, o espaço vazio. No entanto, tempos depois, descobriu-se que aqueles espaços vazios continham material vivo, e a célula passou a ser considerada uma estrutura viva. 1674, Antonie van Leeuwenhoek, relatou a descoberta dos protozoários, além da descoberta dos glóbulos vermelhos sanguíneos em peixes, anfíbios e alguns mamíferos, como o ser humano, em 1675; também desenvolveu uma série de microscópios e lentes especiais, entre outras contribuições. A primeira organela celular descrita foi o núcleo celular. Inúmeros outros cientistas fizeram grandes contribuições para a biologia celular, e, à medida que novas tecnologias surgem, novas descobertas são realizadas e colaboram para o desenvolvimento dessa área. CÉLULA EUCARIONTE Eucarionte - Mais complexas - Possui organelas - Material genético dentro núcleo - Fungos, plantas e animais - - - uni e pluricelulares Procarionte -Menos complexas - Não possui organelas -Material genético no citoplasma - Bactérias, arqueas e cianobactérias - Unicelulares A teoria celular refere-se à constituição celular dos organismos vivos, ou seja, estabelece que todo ser vivo é formado por células. Célula são as unidades estruturais e funcionais dos seres vivos. Também denominada de citologia, é o ramo da biologia responsável pelo estudo das células. As células são as unidades básicas estruturais e funcionais dos organismos Importância da Biologia Celular A biologia celular, pelo estudo da estrutura e do funcionamento das células atua de forma integrada a outros ramos do conhecimento, como bioquímica, biologia molecular, genética e imunologia, ❖ As células são as unidades básicas estruturais e funcionais dos organismos Unicelulares, como bactérias, protozoários e alguns fungos e algas. Multicelulares, como animais, plantas e alguns fungos e algas. Classificação das células ❖ As células Procarióticas não apresentam um sistema de endo membranas, assim, seu núcleo não é delimitado e seu material genético encontra-se disperso no citosol, além disso, não apresenta organelas membranosas. No seu citoplasma estão presentes os Ribossomos, estruturas celulares responsáveis pela síntese de proteínas. Essas células são encontradas em bactérias e cianobactérias. ❖ As células Eucarióticas apresentam um sistema de endo membranas, assim, seu núcleo, onde se encontra o material genético, é delimitado; apresentam também diversas organelas celulares, como mitocôndria e complexo golgiense. Essas células estão presentes em algas, protozoários, fungos, animais e plantas. As organelas marcantes de uma célula animal Lisossomo: O Lisossomo é uma organela responsável pela digestão intracelular e está relacionado com a nutrição da célula e reciclagem de componentes celulares o centríolo: É uma organela que se relaciona com o processo de divisão celular As organelas exclusivas das plantas são os Plastos e os vacúolos de suco celular ❖ Entre os Plastos conhecidos, destaca-se o Cloroplasto, que, por sua vez, está relacionado com a Fotossíntese – processo no qual a energia luminosa transforma-se em energia química e ocorre a fixação do Carbono A Fotossíntese É um processo de formação de matéria orgânica em que se utiliza energia luminosa que é convertida em energia química. Além da energia luminosa, para realizar a fotossíntese são necessários Dióxido de Carbono (CO2) e água (H2O) como reagentes e os produtos gerados são Carboidratos (glicose e sacarose) e gás Oxigênio (O2). A equação geral balanceada da fotossíntese 3 CO2 + 6 H2O + Luz → C3H6O3 + 3 O2 + 3 H2O ❖ Os organismos que realizam a fotossíntese são os vegetais, as algas e as cianobactérias, estes chamados de organismos autótrofos ou, em termos ecológicos, de produtores. Composição Química da Célula ❖ As substâncias orgânicas e inorgânicas que fazem parte da composição química da célula garantem o funcionamento adequado dessa unidade funcional dos seres vivos. ❖ A célula apresenta diferentes componentes, os quais são essenciais para seu funcionamento ❖ Todos os seres vivos possuem moléculas e elementos que são essenciais para a sua composição e para o seu metabolismo. É uma grande variedade de substâncias orgânicas e inorgânicas que fazem parte dessa composição. Aqui conheceremos um pouco dessas substâncias Substâncias Orgânicas Proteínas: presentes em todas as estruturas celulares. São formadas por aminoácidos e sua presença é indispensável para o metabolismo do organismo. As proteínas formam as enzimas Quais são as enzimas das proteínas? Protease - são enzimas que atuam nas proteínas; Urease - é responsável pela degradação da ureia; Ptialina - também chamada de Amilase, essa enzima é responsável pela degradação do amido ainda na boca. Vitaminas Hidrossolúveis (solúveis em água): B1, B2, B5, B6, B12, folato, biotina e vitamina C. ❖ Elas desempenham papeis principalmente como coenzimas, permitindo que a célula sintetize substratos importantes para sua manutenção, como ácidos graxos, aminoácidos, lipídios, fosfolipídios e até mesmo hormônios e neurotransmissores. ❖ Fontes: gérmen de trigo, ervilha, levedura, cereais matinais fortificados, amendoim, fígado, batata, carne de porco e vaca, fígado, grãos, leguminosas Lipossolúveis (solúveis em lipídios). As vitaminas lipossolúveis são absorvidas e armazenadas no tecido adiposo (gordura) e no fígado. Essas vitaminas podem ser liberadas do armazenamento e usadas quando necessário. As 4 vitaminas lipossolúveis importantes são A, D, E e K. ❖ As lipossolúveis são fornecidas, em geral, por alimentos de origem animal, como carnes, peixes, ovos, leite e seus derivados. No entanto, existem exceções. A vitamina K também pode ser encontrada em abundância em vegetais folhosos (espinafre, brócolis, acelga); a vitamina E nas oleaginosas, como nozes, amêndoas e castanhas; e a vitamina A nos carotenoides (cenoura, abóbora, manga, mamão)”. Quais as vitaminas mais importantes para o organismo? Vitamina C (ácido ascórbico) A vitamina C é encontrada principalmente em frutas cítricas (laranja, limão, acerola e kiwi) e frutas vermelhas (morango, amora, framboesa, amora e mirtilo). Algumas frutas exóticas também são fontes de vitamina C. Outros vegetais também são fontes de vitamina C como o tomate,cenoura, alho, pimentão e couve. Vitamina A (retinol) Em geral, frutas e legumes amarelos e alaranjados e vegetais verde-escuros são ricos em carotenoides: manga, mamão, cajá, caju maduro, goiaba vermelha, abóbora/jerimum, cenoura, acelga, espinafre, chicória, couve, salsa etc. Vitaminas do complexo B. As vitaminas do complexo B desempenham diversas funções no organismo: ajudam na concentração e memória, melhoram a saúde da pele, unhas e cabelos e auxiliam no metabolismo de açúcares, proteínas e gorduras. Vitamina E (tocoferol) A vitamina E é um nutriente lipossolúvel, ou seja, é dissolvida em gordura e é importante para o organismo porque melhora o sistema imune, o cabelo, a pele, além de prevenir doenças como Alzheimer, assim como a aterosclerose — inflamação na parede das artérias do coração. Vitamina K. A vitamina K é uma vitamina lipossolúvel conhecida, principalmente, pelo seu papel na coagulação sanguínea. É encontrada em maior quantidade em vegetais folhosos verde-escuros, como brócolis, espinafre e rúcula. A vitamina K pode ser encontrada nas formas de e filoquinona (K1), dihidrofiloquinona (dK), menaquinona (K2) e menadiona (K3). Dessas formas, são naturais apenas a K1 e a K2. A vitamina K1 está presente, principalmente, em hortaliças e óleos vegetais. Já a vitamina K2 é sintetizada por bactérias presentes no intestino." Vitamina D (calciferol) A vitamina D é um hormônio que atua na saúde óssea, crescimento, imunidade, musculatura, metabolismo e em diversos órgãos e sistemas, como o cardiovascular e o sistema nervoso central. É uma vitamina essencial para o organismo humano e mantê-la na quantidade adequada fornece diversos benefícios De forma geral, a maior parte da vitamina D é produzida pelo corpo através da exposição ao sol. São necessárias em pequenas quantidades pelo organismo, e sua falta pode causar doenças. As vitaminas são adquiridas por meio de uma alimentação variada ❖ Carboidratos ou Glicídios ou Açúcares: são fundamentais, pois dão energia às células e ao organismo. São de três tipos: 1- Monossacarídeos: Os monossacarídeos são açúcares muito simples, e seus principais representantes são a glicose (fabricada pelos vegetais durante a fotossíntese), a frutose (encontrada no mel) e a galactose (presente no leite). 2-Dissacarídeos: Quando ocorre a união de apenas dois monossacarídeos, recebem a denominação de dissacarídeo. Como principais exemplos, podemos citar a maltose (glicose + glicose), lactose (galactose + glicose) e sacarose (glicose + frutose). 3- Polissacarídeos. São longas cadeias com centenas ou milhares de unidades de monossacarídeos. Alguns como a celulose possuem cadeias lineares enquanto outros, como o glicogênio, têm cadeias ramificadas. Os mais abundantes são o amido e a celulose. Alguns têm função estrutural, como celulose e quitina; e de reserva, como o amido e glicogênio. A glicose é um importante carboidrato utilizado por vários seres vivos no processo de produção de energia. Essa molécula é, portanto, essencial. No entanto, quando se encontra em excesso no nosso organismo, a glicose pode gerar complicações, como o diabetes. No organismo humano, observa-se, algumas vezes, o aumento dos níveis de glicose no sangue, uma situação conhecida como Hiperglicemia. Essa alta da glicose pode indicar diabetes, uma doença em que a insulina não é suficiente no organismo ou não é utilizada adequadamente pelo corpo. Existe ainda uma situação conhecida como Hipoglicemia, em que os níveis de glicose estão abaixo do normal. Esse problema pode desencadear mal-estar, causando, por exemplo, tontura e visão embaçada. ❖ A glicose é um tipo de carboidrato simples classificado como monossacarídeo. Esse carboidrato é utilizado na formação de outros mais complexos. Sua forma molecular é C6H12O6. Por apresentar seis carbonos, a glicose é classificada como hexose. ❖ Os seres humanos conseguem garantir a quantidade de glicose necessária para o funcionamento do corpo por meio da alimentação. Algumas vezes, no entanto, nosso corpo não consegue utilizar adequadamente essa glicose, ocasionando um aumento desse carboidrato no sangue, situação conhecida como hiperglicemia. Glicose alta (hiperglicemia) A hiperglicemia, também conhecida como glicose alta, acontece quando os níveis de glicose em nosso sangue estão acima do desejável. Logo após as refeições, os níveis de glicose tendem a subir, entretanto, normalizam-se depois de um tempo. Essa redução dos níveis é conseguida, graças, principalmente, à ação da insulina, um hormônio que atua garantindo a captação da glicose pelas células e seu armazenamento na forma de glicogênio (reserva de energia). ❖ Em algumas pessoas, no entanto, não ocorre a queda dos níveis de glicose, que tendem a permanecer altos. Essa situação é ocasionada, geralmente, por uma baixa quantidade de insulina ou ainda por dificuldade do organismo de utilizar a insulina adequadamente ❖ O aumento das taxas de glicose pode ser ocasionado por excesso de alimentação ou pode ainda ser um sinal de diabetes. A redução desses níveis, geralmente, é feita por meio da realização de atividades físicas, adequação da dieta e, em alguns casos, pela aplicação de insulina. Glicose baixa (hipoglicemia) Diferentemente da hiperglicemia, uma pessoa com hipoglicemia apresenta níveis de glicose no sangue abaixo do normal. Geralmente, nessas situações, os níveis de glicose estão abaixo de 70 mg/dl. Essa situação é comum em pessoas que apresentam alimentação inadequada, fazem uso de determinados medicamentos ou que praticam atividades físicas sem a devida orientação. Pessoas que apresentam hipoglicemia podem ter sintomas como calafrios, tontura, visão embaçada, tremedeira e sudorese. Em casos mais graves, a hipoglicemia pode levar à perda de consciência. Valores de referência da glicose no sangue (glicemia) Os níveis de glicose no sangue devem manter-se sempre dentro de valores pré-definidos Um dos exames que nos fornece essa informação é a glicemia de jejum. Normoglicemia (níveis normais de glicose no organismo): < 100 mg/dL Pré-diabetes ou risco aumentado para diabetes mellitus: ≥ 100 e <126 mg/dL Diabetes estabelecido: ≥ 126 mg/dL Apesar de esses valores serem um indicativo de diabetes, o médico recomendará que outros exames sejam feitos e solicitará que o exame de glicemia de jejum seja repetido em um outro dia. Após confirmado o diagnóstico, será iniciado o tratamento, que poderá ser baseado no uso de insulina, em uma alimentação saudável e na prática de atividades físicas. Função da glicose A glicose é um importante carboidrato utilizado pelas células para a produção de energia em um processo conhecido como respiração celular. Nesse processo, a glicose é degrada, e é produzida energia para a célula. A equação que resume a respiração celular é: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energia (ATP + calor) Transporte de glicose Para entrar na célula, a glicose necessita atravessar a membrana plasmática. Diferentemente de algumas substâncias, o peso molecular da glicose impede sua passagem para o interior da célula por meio de difusão simples Lipídios: insolúveis em água, atuam como reserva de energia, isolante térmico etc. São classificados em glicerídeos, ceras, esteroides, fosfolipídios e carotenoides. Compõem estruturas celulares. Substâncias Inorgânicas Sais minerais: formados por íons. Algumas de suas funções são: formar o esqueleto,participar da coagulação sanguínea, transmissão de impulsos nervosos etc. Sua falta pode afetar o metabolismo e levar à morte. Água: substância encontrada em maior quantidade nos seres vivos. Pode dissolver diversas substâncias, por isso, é classificada como solvente universal. No corpo humano, representa cerca de 70% do peso corporal. Participa de inúmeras reações químicas em nosso organismo O que são Genes e Genomas? Gene: É a parte funcional do DNA genômico que carrega toda a informação genética de um organismo e que será passada de uma geração para a outra. Genoma: O conjunto completo de fatores hereditários contidos nos cromossomos O que é Genótipo e Genoma? O genótipo diz respeito à informação presente no genoma de um indivíduo. Diferentemente do fenótipo, ele não é observável e raramente sofre alterações. O fenótipo, por sua vez, depende de uma combinação entre nosso genótipo e o ambiente e pode ser definido como as características observáveis de um indivíduo Por que estudar o DNA de diferentes espécies? Devido o importante papel do DNA para os seres vivos, o conhecimento sobre o sequenciamento de DNA pode ser útil em praticamente qualquer área da biologia como: estudos evolutivos e filogenéticos, busca da base genética de doenças, clonagem gênica e reprodução O que foi o Projeto Genoma e O que ele analisou? O Projeto Genoma Humano iniciou-se em 1990 e tinha como objetivo determinar a sequência de todas as bases do DNA genômico e identificar e mapear os genes distribuídos em nossos 23 pares de cromossomos Qual é a diferença entre Gene e Alelo? Um gene é uma parte do DNA ou RNA que controla determinada característica, como a cor da pele ou dos olhos, já o alelo é a variação específica do gene, que vai determinar como essa característica irá se expressar no indivíduo. AA- GENE DOMINANTE HOMOZIGOTO Aa - GENE DOMINANTE HETEROZIGOTO aa - GENE RECESSIVO Onde são produzidos os Genes? Os genes localizam-se nos cromossomos contidos no interior dos núcleos celulares e são formados por um tipo especial de molécula orgânica denominada ácido desoxirribonucléico (DNA) O que significa DNA Mitocondrial? O DNA Mitocondrial (mtDNA) é o material genético presente nas mitocôndrias, as organelas celulares responsáveis por produzir ATP, a unidade de energia das células. Quais os dois tipos de DNA? As células Eucarióticas contêm dois tipos de DNA: o Nuclear, originado a partir da combinação entre cromossomos provenientes de indivíduos do sexo masculino e feminino, e o Mitocondrial, que corresponde ao material genético transferido apenas por indivíduos do sexo feminino . Por que o DNA mitocondrial e materno? Um fato curioso é que nós herdamos as mitocôndrias somente de nossa mãe (herança materna). Porque durante a fecundação, somente o núcleo do espermatozoide consegue penetrar no gameta materno, enquanto a mitocôndria paterna fica de fora.
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