Aula 01 - Introdução a biologia Celular

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Biologia Celular 
Profa. Dra. Cristiane Teixeira 
Biologia Celular 
• Ciência que estuda a célula 
• Estruturas 
• Funções 
Célula 
 Conceito: 
– unidade básica da vida, onde existe uma 
complementariedade entre estrutura (o que) e 
função (porque). 
 
Células 
• Compartimentos envoltos por membranas, 
preenchidos por uma solução aquosa 
concentrada de substâncias químicas. 
 
• É a menor porção de matéria viva capaz de 
realizar as diversas funções que mantêm um 
organismo vivo. 
O que significa estar vivo 
 Pessoas, plantas, animais, 
bactérias estão vivas. Pedras, 
areia não estão. 
 
 
 O que distingue coisas vivas 
de matéria sem vida? 
 
Como identificar a vida? 
 CONCEITUAÇÃO FISIOLÓGICA 
– Um ser vivo pode ser definido como sendo um ser 
capaz de realizar algumas funções básicas, como: 
– comer, metabolizar, excretar, respirar, mover, 
crescer, reproduzir e reagir a estímulos externos. 
Como identificar a vida? 
 CONCEITUAÇÃO METABÓLICA 
 
– Descreve um ser vivo como um ser finito, definido 
e que troca matéria continuamente com as 
vizinhanças. 
Como identificar a vida? 
 CONCEITUAÇÃO GENÉTICA - Dogma 
 
Entropia 
 Medida do estado de desordem de um sistema. 
 
 Quanto MAIOR a desordem MAIOR a entropia. 
 
 Segundo a 2º Lei da Termodinâmica, a tendência 
universal é de os sistemas isolados se tornarem 
desordenados. 
 
 Só se pode ter um aumento de ordem em um sistema 
isolado com a entrada de energia. 
 
Como identificar a vida? 
 CONCEITUAÇÃO TERMODINÂMICA 
 
– Em um organismo vivo a ordem parece 
aumentar: uma planta pega moléculas ordinárias 
de água e gás carbônico e as transforma açúcares e 
outros carboidratos, moléculas bem mais elaboradas 
e ordenadas. 
 
– Isto ocorre porque um ser vivo é um sistema aberto, 
que troca massa e energia com as vizinhanças. 
 
Como identificar a vida? 
 CONCEITUAÇÃO CELULAR 
 
– Todas as coisas vivas são feitas de células, 
pequenas unidades limitadas por membranas 
preenchidas com uma solução aquosa concentrada 
de compostos químicos e dotadas de uma 
capacidade extraordinária de criar copias de si 
mesmas. 
 
 
Como identificar a vida? 
Na célula estão presentes ao mesmo tempo todos os 
outros conceitos de vida: 
 
Como identificar a vida? 
E os vírus???? 
 
 Definição: Vírus (do latim vírus, "veneno" ou 
"toxina") . São agentes infecciosos não celulares, que 
possuem necessariamente algum tipo de ácido nucleico 
(DNA ou RNA). 
 São parasitas obrigatórios que somente se reproduzem 
dentro de seu hospedeiro. 
 Podem ou não possuir enzimas. 
Vírus 
 
Resumindo... 
 A caracterização mais geral feita pelos biólogos 
afirma que os seres vivos: 
– São formados por 1 ou mais células 
– Podem se reproduzir 
– Podem apresentar crescimento 
– Apresentam metabolismo 
– Respondem a estímulos externos 
– Sofrem modificações em suas características ao 
longo do tempo (evolução) 
 
Descoberta da Célula 
 Desde a antiguidade já havia tentativas de reforçar a 
visão com o auxílio de dispositivos ópticos, como 
pedaços de vidros usados como lentes; 
 
 A partir do século XIV, as lentes começaram a ser 
usadas comumente para corrigir defeitos de visão e 
como dispositivos de aumento; 
 
Marcos Históricos 
 No início do século XVII surgiu o microscópio 
composto, constituído de uma lente objetiva e de uma 
ocular e, no ano de 1625 Giovanni Faber cunhou o 
termo microscópio; 
 
 Em 1655, Hooke utiliza o microscópio composto para 
descrever pequenos poros e secções de rolhas, que 
chamou de “células”; 
 
– Tais observações lhe valeram o crédito de descobridor das 
células. 
 
Marcos Históricos em Biologia Celular 
 1655 Robert Hooke (Inglês) 
Marcos Históricos em Biologia Celular 
 1655 Robert Hooke (Inglês) 
Marcos Históricos 
em Biologia Celular 
 1674 Leeuwenhoek 
-Mais de 400 anos atrás 
-Pai da Bacteriologia e Protozoologia 
 Somente no início do século XIX, quando 
microscópios de boa qualidade tornaram-se 
disponíveis, pode-se descobrir que os tecidos 
animais e vegetais são agregados de células; 
 
 Isso foi proposto por Schleiden e Schwann em 
1838, marcando formalmente o início da Biologia 
Celular. 
Origem da Vida 
 Abiogênese 
– Seres vivos surgem a partir de matéria inanimada 
Camisa suja com suor 
 + 
gérmen de trigo 
Ratos 
Origem da Vida 
 Biogênese 
– Um ser vivo só surge a partir de outro ser vivo pre-
existente. 
 
Origem da Vida 
 Criacionismo – Origem por criação Divina 
 
 Panspermia – Origem Extraterrestre 
 
 Hipótese de Oparin e Haldane – Origem por 
evolução química 
A Hipótese de Oparin e Haldane 
John Burdon S. Haldane e Aleksander I. Oparin 
A Hipótese de Oparin e Haldane 
 Prospostas independentes e semelhantes 
– Primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas 
inorgânicas 
 
 Terra Primitiva 
– Vulcões em erupção 
– Liberação de gases 
 metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e 
vapor d’água (H2O). 
 Ausência de Oxigênio (O2). 
A Hipótese de Oparin e Haldane 
– Resfriamento da Terra 
 Acúmulo de água – mares primitivos 
 
– Descargas elétricas 
– Raios ultravioletas (radiação) 
 
 
 
Formação de Moléculas complexas e maiores 
(orgânicas) - COACERVADOS 
Energia 
ORIGEM DA VIDA 
A Hipótese de Oparin e Haldane 
 Junção ao acaso de fosfolipídios, gerando as primeiras 
células. 
 1ª célula – procariótica heterotrófica e anaeróbia. 
 Células autotróficas – síntese de moléculas complexas a 
partir da energia solar – início da fotossíntese – produção 
de O2. 
 O2 em alturas elevadas se rompem sob ação da radiação e 
formam O3 
 Surgimento das primeiras células aeróbias. 
 Surgimento das células eucariontes através de invaginações 
da membrana plasmática. 
 
Experimento de Miller 
 1953 – Stanley Miller e Harold Urey 
– Experimento em laboratório para testar a teoria de Oparin 
e Haldane 
Teoria Celular 
Todos os seres vivos são 
formados por células. 
 
Exceto os vírus. 
Célula 
 É a unidade estrutural e funcional que constitui 
os seres vivos. 
 
 Tipos: Procariontes e Eucariontes. 
Não possuem 
envoltório nuclear. 
Ex: Bactérias. 
Possuem 
envoltório nuclear. 
Ex: célula animal e 
vegetal. 
 Comparação de células procarióticas e eucarióticas 
 
– Palavras de Origem Grega 
 
– Procariótica = pré-nucleos (ausência de núcleos 
verdadeiros. 
 
– Eucariótica = núcleos verdadeiros. 
Célula 
Procariontes 
NUCLEÓIDE 
PAREDE CELULAR MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
ESPAÇO PERIPLASMÁTICO 
Não possuem: 
 Citoesqueleto (a forma 
é mantida pela parede 
extracelular) 
 Citoplasma sem 
subdivisões de 
compartimento 
 Divisão por Mitose 
Eucariontes 
Possuem: 
 Núcleo com envoltório. 
 Rica em membranas que 
formam compartimentos. 
 Citoplasma rico em 
organelas. 
 Depósito de substâncias 
(glicogênio e lipídios). 
 Citossol ou matriz 
citoplasmática (H2O, íons, 
aminoácidos, enzimas, e etc). 
 
 
 
Evolução das células eucarióticas 
 Algumas células procarióticas tornaram-se progressivamente mais 
complexas 
 Prolongamentos da membrana plasmática para o interior do citoplasma, 
originando compartimentosEvolução das células eucarióticas 
 Acredita-se que mitocôndrias e cloroplastos descendem de bactérias primitivas 
 Associação entre células procarióticas primitivas através da fagocitose 
 As bactérias englobadas não foram degradadas e passaram a estabelecer uma relação 
de simbiose. 
 Uma célula passou a conferir proteção, suporte e nutrientes, enquanto que as células 
procarióticas englobadas especializaram-se em alguns processos metabólicos. 
Diferenças entre Procariotos e Eucariotos 
Unicelulares 
Procarioto Eucarioto 
Presença de Organelas 
Citoplasmáticas 
Parede celular de 
polisacarideos 
Divisão por Mitose 
Unicelulares e Pluricelulares 
Cromossomos filamentosos, 
presença de membrana nuclear 
Cromossomo circular, 
sem membrana nuclear. 
Ausência de Histonas Presença de Histonas 
Ausência de organelas 
citoplasmáticas 
Parede celular de 
Peptidioglicanas 
Divisão Binária 
Células Procariontes Células Eucariontes 
Envoltório Nuclear Ausente Presente 
DNA Desnudo Combinado com proteínas 
Cromossomos Único Múltiplos 
Organelas 
Citoplasmáticas 
Ausentes Presentes 
Ribossomos 70S* 80S 
Mitocôndrias 
Enzimas respiratórias e 
fotossintéticas na M.P. 
Presentes 
Membrana Plasmática Presente Presente 
Organização celular em Procariontes 
e Eucariontes: 
• Bactérias 
• Algas 
• Fungos 
• Protozoários 
Procariotos 
Eucariotos 
Eucariotos 
Procariotos - Eucariotos 
• Animais 
• Plantas 
Eucariotos 
Eucariotos 
• Vírus Acelular 
Classificação das Células 
MACROSCÓPICAS MICROSCÓPICAS 
VISTAS A OLHO NÚ VISTAS AO 
MICROSCÓPIO 
Célula 
 
 
Ocorre isoladamente – seres unicelulares 
Ocorre em arranjos – seres pluricelulares 
Bactéria (1 célula) 
Homem (1013) todos se originaram por divisões a partir de 
uma única célula 
 
 
 
a) Métodos comparativos 
 
b) Propriedades bioquímicas e nutricionais 
 
c) Comparação genômica: mais direto e preciso, “a 
sequência das bases presentes no DNA de um organismo 
define a espécie com absoluta precisão, comparação em 
banco de dados de sequências. 
 
 
Classificação dos seres vivos baseada em: 
 
 Mutações se acumulam no tempo, podem ser usadas 
para quantificar a distância evolucionaria entre as 
espécies. 
 
 A nível molecular: sequências de DNA e RNA - as 
arqueobactérias se parecem mais aos eucariontes. 
Comparação genômica 
Classificação dos Organismos Vivos Segundo Whittaker (1969) 
-Algas multicelulares 
-Plantas 
-Animais 
-Algas unicelulares 
-Protozoários 
-Bolores 
-Leveduras 
-Todas as bactérias 
(PROCARIOTOS) 
Adaptado de Nogueira e Silva-Filho (2010) 
Classificação dos Organismos Vivos Segundo Woese 
(1977) 
Taxonomia 
Bactérias 
 Tamanho médio: 0.2 -1.0 µm  2 - 8 µm 
 Formas básicas: 
Microscopia Eletrônica 
de uma secção 
longitudinal de uma 
bactéria (Escherichia 
coli). 
 
O DNA é visto 
concentrado nas 
regiões mais claras da 
figura. 
Bactéria 
Ameba 
Fungo 
unicelular 
Fungo 
Pluricelular 
Micélio 
Esporângio 
Esporo 
Penicillium sp 
Célula animal 
 
Célula vegetal 
Organelas 
 Núcleo 
 retículo endoplasmático 
 aparelho de Golgi 
 mitocôndria 
 lisossomos 
 Cloroplasto – apenas na célula vegetal 
Um modelo de célula 
Micrografia de célula 
Núcleo 
 DNA/RNA 
 Cromossomo 
 Replicação 
 Transcrição 
 
Depósito de informações 
na célula 
Retículo endoplasmático 
 Produção de proteína 
 Transportador de 
componentes 
 Rugoso e liso 
Aparelho (Complexo) de Golgi 
 Modificação das 
proteínas 
 
 Redirecionar as 
moléculas modificadas 
para exterior da célula 
Mitocôndria 
ADP > ATP 
Geração de Energia 
Lisossomos 
 Atividade enzimática 
 Digestão intracelular 
Cloroplasto 
 Fabricação moléculas de 
açúcares 
Captação de energia da luz 
solar