RELATORIO DE AULA PRATICA - BIOLOGIA CELULAR

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CURSO DE NUTRIÇÃO
DISCIPLINA: BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 2
1. INTRODUÇÃO
A segunda aula prática de Biologia Celular ocorreu no dia 13 de setembro de 2016, com os mesmos grupos da aula anterior. Nos foi dada a explicação sobre os processos evolutivos das organelas e relembrado as duas hipóteses de surgimento delas que são: Teoria da Invaginação da Membrana Plasmática que acredita no aparecimento de invaginações favoráveis nas células, criando diversos centros funcionais especializados em diferentes atividades metabólicas, que hoje conhecemos como organelas celulares como os lisossomos e o aparelho de Golgi. E as da mitocôndrias e cloroplastos, em que acreditasse que surgiram pela Teoria da Endossimbiose, que afirma terem surgido pela fagocitação de uma bactéria, pois elas apresentam duas membranas, DNA, se divide por repartissomo.
Acreditasse que o peroxissomos também tenha surgido por meio de endossimbiose, pois se dividem por reparticição, mas apresentam diferenças que são apenas uma membrana, sem DNA, as evidências mostram que estão em um processo evolutivo mais antigo, e que com o tempo veio perdendo o DNA e a segunda membrana.
Aprendemos também que os peroxissomos tem a função de detoxficação, dentro da célula, assim como o Retículo Endoplasmático Liso (REL) que quebra o álcool e as substâncias dos medicamentos. Os peroxissomos junto com as mitocôndrias metabolizam lipídios, com as enzimas lípases, elas liberam ácidos graxos sendo depositadas nas células, tendo aplicações para serem incorporadas nas membranas, promovendo também a liberação de energia por meio da quebra de lipídios por meio das mitocôndrias e peroxissomos. Nessa quebra ele produz peróxido de hidrogênio que é toxico para as células e precisa fazer essa detoxficação e eliminar, para detoxficar é gerada a enzima chamada catalase.
A catalase também é chamada de hidroperoxidase. É produzida por uma enzima intracelular capaz de decompor o peróxido de hidrogênio (H2O2). Essa reação se representa quimicamente por: 2 H2O2 → 2 H2O + O2. Essa enzima que produz a catalase é encontrada em plantas, animais e no citoplasma de um procarionte.
O processo ocorre porque o peróxido de hidrogênio é o produto gerado pelo metabolismo celular em organismos expostos ao oxigênio atmosférico, e ele tem que ser rapidamente convertido numa substância pura, dessa forma a catalase destrói as moléculas de peróxido de hidrogênio, ocorrendo assim a desintoxicação das células e órgãos. Pela catalase a decomposição acontece em até 200 mil reações por segundo, formando bolhas de oxigênio puro.
A reação é observada também quando o peróxido de hidrogênio (água oxigenada) é utilizado para desinfetar ferimentos. Isso ocorre porque quando colocamos água oxigenada em uma ferida, formam muitas bolhas devido à liberação rápida de oxigênio molecular. A formação da espuma ocorre pelo fato de o sangue e as células conterem a enzima catalase. E como um corte ou um arranhão contem sangue e células danificadas, existe grande quantidade dessa enzima ao redor da região ferida.
Então, nesse caso, novamente a catalase tem a função de catalisador na reação de decomposição da H2O2. Evitando assim, a proliferação de bactérias encontradas na superfície da pele e nas ranhuras, que em contato com a corrente sanguínea podem causar falência múltipla dos órgãos dentre outras doenças que causam a morte. Porém, não é recomendada para assepsia de ferimentos, pois pode matar as células do corpo que estão tentando proteger-se de bactérias intrusas e de germes. Em ferimentos pequenos, é preferível limpá-los com água corrente e sabão; e em grandes feridas deve-se procurar a ajuda médica.
O peróxido de hidrogênio é um produto secundário do metabolismo celular, e apresenta algumas funções úteis, incluindo uma resposta imune saudável. No entanto, a H2O2 em excesso é prejudicial, porque ocasiona a origem de radicais livres destrutivos (OH) que são altamente reativos e tóxicos para as células. Esses radicais livres podem atacar as membranas lipídicas, o DNA e outros componentes essenciais das células. Por esse motivo, a presença da catalase é importante nos organismos vivos, porque neutraliza e equilibra a produção contínua da água oxigenada. Tendo em vista, que o produto formado da decomposição da H2O2 é água e oxigênio.
2. OBJETIVO
Objetivo da aula foi observar a reação da enzima catalase em células vegetais da batata e nas de um fígado (célula animal), como também a importância e funcionalidade dos peroxissomos, do citoesqueleto, cloroplastos. Conhecer a organela peroxissomos de forma indireta, relembrando assim o que é uma enzima, uma proteína capaz de transformar uma substância ou molécula em um outro produto, ou podendo ser desnaturada, não sendo mais capaz de transforma o substancias em um produto.
Podemos ver também organismos vivos nos microscópios e falar sobre citoesqueleto do verme capaz de fazer movimentos parecido com o de serpente, por meio de contração muscular ou filamento do citoesqueleto.
Protozoário, organismo fusiforme, com o movimento bem rápido, com projeções de membrana com cílios que são cito esqueletos que fazendo com que eles se movimentem empurrando o meio externo aquoso. Nadando como uma bola girando. Foi visto também a pulga d’água.
Teve como objetivo também analisar células vegetais de algas marinhas, podendo ser observada a parede celular e os cloroplastos se movem fazendo movimento circular, chamado de ciclose, em se move em busca de luz, vimos também o vacúolo em sua matriz, que acumula água mantendo a projeção das células. Eles transformam a energia física da luz, em energia química (ATP), os cloroplastos giram, pois tem clorofilas em todas as suas fases, que precisam da luz para transformar em energia química.
3. MATERIAS E MÉTODOS
MATERIAIS USADOS
· Batata inglesa
· Fígado bovino
· Água oxigenada (peróxido de hidrogênio)
· Água destilada
· Tubos de ensaio (8)
· Pipeta Pasteur
· Pipetador automático e ponteira
· Lâmina de bisturi
· Lamparina
· Pegador de tubos de ensaio
· Pincel
· Pinça
· Microscópio óptico
Podendo ser visto melhor na imagem a seguir:
Figura 1: Bandeja com materiais usados.
METODOLOGIA
Primeiramente cortamos a batata em quatro pedaços cúbicos iguais de aproximadamente 1 cm³, tamanho suficiente para que o material conseguisse passar pela boca do tubo de ensaio, inicialmente cortamos os quatro cubinhos de mesmo tamanho depois pegamos apenas um desses tubos e cortamos em outros quatro subcubos e transferimos todos para seus respectivos tubos de ensaio, para isso utilizamos uma pinça. Feito isso, realizamos o mesmo procedimento com o fígado.
Após todo esse material ser picado e depositado em seus respectivos compartimentos, sendo 4 tubos com o fígado e 4 com batatas, utilizamos a ponteira e o pipetador automático, adicionando 1 mL de água destilada em 2 dos tubos com cubos os materiais inicialmente utilizados no experimento (batata e fígado). Em seguida, com o auxílio do pegador de tubos aquecemos um tubo que continha a batata e outro com fígado onde também havíamos adicionado a água destilada, usando a lamparina deixamos ferver por 3 minutos, sempre mantendo o cuidado para não ocorrer algum acidente.
Depois de aquecidos os tubos usamos novamente a ponteira e a pipeta para colocarmos 1 mL de água oxigenada nos outros 3 tubos (picado, aquecido e inteiro), de maneira que sobrasse 1 tubo onde acrescentamos apenas a água destilada a ambos os materiais.E por fim, observamos as reações que ocorreram nos 4 tubos de cada material, para que no final da aula pudéssemos discutir os resultados de forma coerente. Alguns processos são vistos melhores nas imagens a seguir:
Figura 2: As imagens acima mostram os cortes sendo feitos, dividindo o material em oito pedaços proporcionalmente iguais.
Figura 3: Nas imagens acima podemos ver o uso da pipeta automática e o aquecimento do tubo de ensaio com o material dentro.
4. RESULTADOS
Figura 4: Imagem dos tubos de ensaio após o aquecimento do material e da adição de águas destiladae oxigenada.
Podemos ver os quatro tubos de ensaio respectivamente de 1 à 4, com os pedaços de batata, na figura ao lado. No primeiro tubo tinha um cubo de batata com água destilada, no segundo um cubo de batata com água oxigenada, no terceiro um cubo de batata com a água oxigenada após serem aquecidos e no quarto, cubinhos menores de batata com a água oxigenada.
Na imagem vemos os quatro tubos de ensaio respectivamente de 1 à 4, com os pedaços de fígado, na figura ao lado. No primeiro tubo tinha um cubo de fígado com água destilada, no segundo um cubo de fígado com água oxigenada, no terceiro um cubo de fígado com a água oxigenada após serem aquecidos e no quarto, cubinhos menores de fígado com a água oxigenada.
Com esse experimento foi possível observar que nos primeiros tubos, tanto com a batata quanto com o fígado, houve o aumento de tamanho do cubo, principalmente na batata, pois ocorreu osmose que é o fluxo do solvente de uma solução pouco concentrada, em direção à outra mais concentrada, ocorrendo à hidratação e aumento das células.
Nos tubos número dois, de fígado e de batata, a liberação de gases que ocorreu (surgimento de bolhas) na batata foi três vezes menor que na do fígado. Nos tubos número três, que foi o aquecido quando colocamos o peróxido houve a liberação de vapor d’água durante o aquecimento. É importante ressaltar que o tubo aquecido não foi gerado oxigênio, na hora do aquecimento foram geradas bolas que eram água em forma de vapor. A enzima foi desnaturada, perdendo sua atividade, não tornando o peróxido de hidrogênio em oxigênio.
Nos tubos de número quatro apresentaram a maior liberação de gases se comparado com os outros tubos, isso ocorreu, pois como estavam picadinhos, aumentando a superfície de contato, ou seja, as moléculas tendem a se deslocarem mais rápido tendo a liberação de oxigênio, diferente dos outros tubos que apresentavam menos faces nos tubos.
Comparando o fígado e a batata, o fígado liberou oxigênio de maneira abruptamente mais rápida que a batata, ou seja, o fígado consumiu substrato repentino e a batata consumiu de maneira mais gradativa, podendo ser observada bolhas sendo liberadas aos poucos, e também porque o fígado apresenta mais peroxissomos que a batata.
Nos três tubos que foram adicionados o substrato (peróxido de hidrogênio), geraram mais gases, ou seja, foram formadas muitas moléculas oxigênio, no tubo 1 não foi colocado substrato, logo não foi produzido o produto. Isso ocorreu porque tanto na batata quanto no fígado, apresentam perossixomos em suas células e se tem peroxissomos, tem a enzima catalase que promove o substrato em seus produtos, que foi o oxigênio sendo liberado gerando bolhas.
O centro metálico da catalase que reage com a H2O2 é o íon ferro (Fe) com número de oxidação igual a 3 (III). O mecanismo da reação de decomposição desse peróxido catalisada por Fe(III) ainda não está bem definido, essa reação é feita em duas etapas demonstradas a seguir:
H2O2 (aq) + Fe(III)-E (aq) → H2O (l) + O=Fe(IV)-E (aq) (etapa 1)
H2O2(aq) + O=Fe(IV)-E (aq) → H2O (l) + Fe(III)-E (aq) + O2(g) (etapa 2)
2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l)+ O2 (g) (equação global)
Em que Fe-E representa o átomo de ferro de um grupo hemo ligado à enzima. Essa reação precisou ser balanceada, ou seja, para cada duas moléculas de peróxido de hidrogênio serão geradas duas moléculas de água e duas moléculas de oxigênio molecular (O2).
5. CONCLUSÃO
A decomposição da água oxigenada (H2O2) pode ser realizada por uma enzima chamada catalase. Ela é uma enzima relativamente difícil de saturar, ou seja, só atinge a velocidade máxima da reação à elevadas concentrações de peróxido.
No fígado em que é um órgão cheio de vasos sanguíneos, pois sua função é de produzir substâncias químicas essenciais ao organismo. Para isso, utiliza enzimas, como a catalase, que decompõe a água oxigenada. Com essa atividade experimental proposta, podemos verificar como atua a enzima catalase presente no fígado. Na batata cortada e picada os resultados experimentais são os mesmos daqueles observados no fígado, porque esse alimento também contém a catalase, porem em intensidades diferentes.
A água oxigenada praticamente não se decompõe nos alimentos cozidos ou em meio fortemente ácido ou básico. Isso acontece porque a catalase se transforma em outra substância quando é aquecida ou sofre grande variação de pH, processo conhecido como desnaturação da enzima. Esta nova substância não catalisa a decomposição da H2O2.
A velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura, visto que provoca maior agitação das moléculas e, portanto, maiores possibilidades de elas colidirem para reagir. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente, porque a agitação das moléculas se torna tão intensa que as ligações que estabilizariam a estrutura especial da enzima se rompem e ela é desnaturada. A maioria das enzimas humanas tem sua temperatura entre 36 e 37ºC faixa de temperatura considerada normal para o corpo humano.
Concluímos que o peroxissomos produz a enzima catalase, e o peróxido de hidrogênio é o substrato para a catalase que gera o produto, quando a catalase age sobre o peróxido de hidrogênio gera água e oxigênio molecular (O2).
REFERÊNCIAS
Juliana,	CATALASE,	Brasil,	2016.	Disponível	em: http://www.grupoescolar.com/pesquisa/catalase.html Acesso em 29 ago. 2016
Carneiro J. R. N. NOSSAS CÉLULAS E NOSSA ORIGEM, Brasil, 2009. Disponível em: http://evolucionismo.org/profiles/blogs/nossas-celulas-e-nossa-origem Acesso em 29 ago. 2016