Estruturas e Componentes Celulares

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Estruturas e Componentes Celulares
Fisiologia e morfologia da Célula
Microscopia 
Descoberta da célula e a Teoria Celular
Biologia Interativa
http://www.biologiainterativa.wordpress.com/
• A cada segundo seu corpo
produz cerca de 2 bilhões
de células vermelhas
O Mundo Microscópico da Célula
• Todas as células que lhe
compõem são formadas
por um complexo sistema
de membranas internas.
Biologia Interativa
http://www.biologiainterativa.wordpress.com/
• Algumas células são
milhões de vezes menores
que a ponta de um
alfinete.
• As células que compõem
o corpo da baleia
apresentam tamanho
quase indêntico ao de
um rato.
O Mundo Microscópico da Célula
O que são Células?
• Células são “blocos de construção” da vida.
• Unidades morfológicas e funcional dos seres vivos.
– Compõem todos os tecidos e orgãos do corpo.
– Contém a informação genética.
– Dão continuidade a vida.
Células em divisão celular
Biologia Interativa
http://www.biologiainterativa.wordpress.com/
O Mundo Microscópico da Célula: Uma Breve
História
Em 1676 Anton van
Leeuwenhoek observa
bactérias e as denomina
de “animáculos”.
Em 1855 Matthias Schleiden e
Theodor Schwann anuciam a
“Teoria Celular“
Em 1665 Robert Hooker com um
rudimentar microscópio composto
visualizou a cortiça. Usou pela
primeira vez o termo célula.
• Alguns organismos:
– Apresentam apenas um células (unicelulares) → 
bactérias e protistas
Outros apresentam muitas células (multicelulares) → 
fungos, plantas e animais.
Células : Blocos de Construção da Vida
Credit Dr David Becker, Wellcome Images 
Embrião de camundongo. 
• Para estudar morfologia
das células cientistas
utilizam o Microscópio
Eletrônico de Varredura
(M.E.V).
• Este tipo de microscópio
utiliza um feixe de elétrons 
que varrem a superfície de 
objetos capturando sua 
forma.
• Permite visualizar objetos 
muito menores que um 
grão de areia.
(b) Microfotografia eletrônica de varredura de um 
leucócito (célula de defesa)
Visualizando Células: A Tecnologia dos 
Microscópios
• Os Microscópios Eletrônicos de Transmissão (M.E.T) são úteis para desvendar
a estrutura interna das células.
Célula visra no Microscópio eletrônico de transmissão
Visualizando Células: A Tecnologia dos 
Microscópios
Duas Grandes Categorias de Células
• Células são agrupadas em duas grandes categorias:
– Eucarióticas e, 
– Procarióticas,
Trypanossoma cruzi, protozoário parasita 
humano. Eucarioto
E. Coli., bactéria que habita o trato digestivo 
humano. Procarioto
• Esta divisão baseia-se na morfologia e fisiologia celular
Células Procarióticas e a Evolução da Simplicidade
Colônia de bactéria Staphylococcus aureus
Células procariotos estão entre os
principais organismos que habitaram o
planeta.
Bactérias são os atuais
representantes deste grupo.
Característica principal: Ausência de
membrana nuclear.
• Células Procarióticas:
 Procarióticas são menores que as eucarióticas.
 Não apresentam sistema de membranas internas (retículos
endoplasmáticos e complexo de Golgi);
 Nas procarióticas o material genético está disperso no citoplasma (não
apresentam carioteca).
Célula procarióica Região do núcleo
Célula 
eucariótica
Núcleo
Organelas
Flagelos
Material genético (DNA)
Ribossomos
Membrana plasmática
Parede Celular
Cápsula
Pili
• Célula Procariótica:
Célula Hepática (do Fígado) mostrando seu conjunto de
membranas internas e suas organelas citoplasmáticas
Células Eucarióticas e a Evolução da Complexidade
Células eucarióticas
constituem vegetais, animais,
fungos e protistas.
São usualmente maiores e
estruturalmente complexas.
São divididas em duas
regiões: núcleo e citoplasma.
Apresentam sistema de
endomembranas (membranas
internas).
Secreção por exocitose
Peroxissomos
Ribosomos
R. E. Rugoso
Núcleo
Envelope nuclearCromatina
Complexo de Golgi 
Núcleolo
Retículo Endoplasmático Liso
Citosol
Lisossomos
Mitocôndria
Centriolos
Microtubulos
Microvilosidades
Microfilamentos
Filamentos intermediários
Membrana 
plasmática
• Célula Eucariótica:
C
IT
O
E
S
Q
U
E
L
E
T
O
Ribossomos 
Vacuolo Central
Microfilamentos
Filamentos 
intermediários
Microtubulos
R.E. Rugoso
R. E Liso
Cromatina
Núcleo
Envelope Nuclear
Nucleolo
Cloroplasto
Plasmodesmata
P arede da célula adjacente
Parede Celular
Aparelho de Golgi
Peroxissomo
Centrossomo
Membrana Plasmática
Mitocondria
• Célula Eucariótica:
Célula Vegetal
Célula Vegetal e Animal: Uma comparação
Mitocôndrias
Parede Celular
Cloroplasto
FlageloVacúolo Central
Centríoloss
• Num primeiro processo a
célula eucariótica formou
um sistema de
endomembranas que
evoluiram da invaginação
da membrana plasmática
de células procarioticas.
DNA Membrana Plasmática
Citoplasma
Procarioto 
ancestral
Retículo 
endoplasmático Envelope 
Nuclear
Núcleo
Célula com núcleo e sistema de
endomembrnas
Células Eucarióticas e a Evolução da Complexidade
Célula eucariota fotosintética
Procariotos
fotosintéticos
Cloroplastos
Mitocondrias
Procariotos heterotróficos aerobicos 
• Num segundo processo evolutivo relações endossimbióticas
entre as células levaram o surgimento de mitocôndrias e 
cloroplastos.
Células Eucarióticas e a Evolução da Complexidade
Características Células procariontes Células eucariontes
Envoltório nuclear Ausente Presente
DNA Livre
Condensado com 
proteínas
Cromossomos Únicos Múltiplos
Nucléolos Ausentes Presentes
Divisão bipartição Mitose e meiose
Ribossomas 70S* (50S + 30S) 80S (60S + 40S)
Sistema de Endomembranas Ausentes Presentes
Mitocôndrias Ausentes Presentes
Cloroplastos Ausentes
Presentes em células 
vegetais
Parede celular Não celulósica
Celulósica em células 
vegetais
Citoesqueleto Ausente Presente
• Células Eucarióticas e Procarióticas: Uma
Comparação
Membrana Celular: Modelo Mosáico Fluido
• As membranas celulares são compostas de:
– Uma camada dupla de fosfolipídio.
– Proteínas específicas dispersas na camada fosfolípídica.
Fibras colageno
Fibronectina
Membrana
plasmática
FLUÍDO EXTRACELULAR
Micro-
filamentos
CITOPLASMA
Integrina
Molécula de polissacarídeo
Carboidratos
Molécula de 
proteoglicano
Integrina
ProteoglIcanos
Estrutura e Função da Membrana
• A membrana plasmática separa o meio intracelular do ambiente externo.
• Mantém condições de pH e osmolaridade adequadas (homeostase celular);
• Mantém equilíbrio iônico, absorve nutrientes, excreta toxinas, resíduos e 
produtos celulares;
• Auxilia na locomoção de seres unicelulares.
• Dá suporte e proteção à célula.
• Permite a interação célula- célula e célula ambiente.
Permeabilidade Seletiva da Membrana
• A membrana das células são seletivamente permeáveis.
– Permite a passagem livre de determinadas substâncias;
– Bloqueia e regula a entrada de outras para a célula.
• A passagem de muitas moléculas é regulada pela membrana (como p. ex. 
glicose).
Vírus HIV aderidos à membrana celular.
Citoesqueleto
CITOPLASMA
Ligação do 
cioesqueleto à 
matriz
extracelular
a
b Sinalização celular
c
d
Atividade enzimática
Transporte
e Ligação
intracelular f Reconhecime
nto celular
CITOPLASMA
Funções das Proteínas de Membrana
Membrana Celular: Endocitose e Exocitose
Endocitose
Macrófago realizando
endocitose. Microscópio
Eletrônico de
Transmissão
Endocitose:
Consiste na captação e 
englobamento de 
partículas do ambiente
Pode ser classificada em:
 Pinocitose →
partículas líquidas.
Fagocitose →
partículas sólidas.
Exocitose
Exocitose:
Consiste na excreção de 
resíduos, partículas tóxicas, 
ou produtos celulares.
Membrana Celular: Endocitose e Exocitose
Neurônios realizam exocitose durante suas trocas 
químicas (sinapses)
Cloroplastos e Mitocôndrias: 
Máquinas de Energia
• Células necessitam de um constante suplemento de energia para
todas as atividades que desempenham.
• A conversão de energia é realizada por mitocôndrias e
cloroplastos(presente somente em células vegetais);
CloroplastoMitocôndria
A informação genética emeucariotos está dividido entre o
genoma nuclear e as organelas citoplasmáticas
Mitocôndrias e cloroplastos carregam sua própria síntese
protéica.
Cloroplastos e mitocôndrias traduzem seus próprios genes
de acordo com as informações do seu código genético.
Cloroplastos , Mitocôndrias e a Informação Gênica
Mitocôndria: Componentes
Enzimas
Matriz
Crista
Membrana 
interna
Membrana 
externa
Ribossomos
DNA mitocondrial
 Mitocôndrias são organelas
responsáveis pela respiração
celular.
 Estão presentes em orgãos
que exercem grande atividade
metabólica.
 Localizam-se no citoplasma.
 Estão presentes células
vegetais e animais.
Máquinas de Energia da Célula:
Mitocôndria
(a) 
(b) 
Mitocôndrias (em vermelho) espalhadas pelo 
citoplasma. O núcleo está em azul.
Cloroplastos: As Organelas Verdes 
• Cloroplastos são organelas
que realizam fotossíntese.
• Definindo Conceito
• Fotossíntese: Processo de
conversão de energia
luminosa em energia
química.
Membrana interna e externa
Espaço entre 
as membranas
Estroma
Granum
• São delimitados por
membranas lipoprotéicas.
• Nas membranas internas
encontram-se a clorofila,
pigmento responsável pela
fotossíntese.
• O espaço entre as
membranas internas é
denominado estroma.
Cloroplastos: As Organelas Verdes 
Células vegetais apresentando cloroplastos. Microscopia ótica.
Retículo Endoplasmático (R.E.): Componentes
Subunidade
menor
Subunidade 
maior
Ribossomo 
funcional
R. E. Rugoso
R. E. Liso
Envelope Nuclear 
(carioteca)
Ribossomos
Retículo Endoplasmático (R.E.)
É dividido em duas regiões: Retículo Endoplasmático Liso e 
Rugoso.
Mitocôndria ( em 
vermelho) 
R. E Rugoso
R. E Liso
Retículo Endoplasmático Rugoso (R.E.R)
 O R. E. Rugoso apresenta
ribossomos aderidos a parede
externa (daí vem o nome rugoso).
Desempenha síntese de
proteínas.
Apresenta continuidade com a
membrana nuclear.
As proteínas sintetizadas são
lançadas nos canais do retículo
para serem processadas e
armazenadas.
Eletromicrografia mostrando parte de uma célula do
pâncreas. Núcleo em azul, mitocôndria em laranja, um
lisossomo em vermelho e o retículo endoplasmático
rugoso em verde (Credit University of Edinburgh, Wellcome
Images)
http://images.wellcome.ac.uk/indexplus/result.html?wi_credit_line:text="University+of+Edinburgh"&$+not+"Contemporary+clinical+images"+index+wi_collection=.&$=sort=sort+sortexpr+image_sort&*sform=wellcome-images&_IXACTION_=query&_IXFIRST_=1&_IXSPFX_=templates/b&_IXFPFX_=templates/t&$+with+image_sort=.
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Retículo Endoplasmático Liso (R.E.L)
Não apresenta ribossomos aderidos a membrana.
É contínuo com R. E Rugoso.
Atua na degradação de toxinas (desintoxicação).
Participa da síntese de esteróides e fosfolipídios. 
– São organelas
responsáveis pela
síntese protéica.
– São compostas por
duas subunidades.
– Contém o RNA 
ribossômico na sua
constituição (rRNA)
Sítios de ligação do tRNA
Sítio P Sítio A
P A
Subunidade Maior 
Sítio de ligação do 
mRNA
Subunidade Menor
(a)
Ribossomos
 Ribossomos são sítios de produção de novas proteínas.
 Nos procariotos estão
distribuidos nas células
 Nos eucariotos estão
situados no citoplasma e
na parede do retículo
endoplasmático rugoso e
no núcleo.
Retículo Endoplasmático Rugoso (a) e Núcleo
Celular (b). Os ribossomos encontram-se aderidos
na parede externa de ambas estruturas .
Ribossomos: Sítios de Síntese Protéica
(a) 
(b) 
Núcleo Celular e o Armazenamento da
Informação Genética
O Núcleo contém a informação genética da célula.
É delimitada pela membrana nuclear (carioteca) que se comunica com os
retículos endoplasmáticos.
Do núcleo parte a informação (RNAm) necessário para a síntese protéica.
Comparando a célula a uma cidade o núcleo é a prefeitura.
Condrócito (célula do tecido cartilaginoso) mostrando
núcleo celular em vermelho. Microscópio Eletrônico de
Transmissão
Núcleo Celular: Componentes
Poros
Cisternas do Retículo 
Endoplasmático Rugoso
Núcleo
Nucléolo
Cromatina 
Condensada
Envelope Nuclear
Fita de dupla hélice de DNA
Histonas
Nucleossomos
Enovelamento da
fita nas proteínas
Helicoidização
Cromátides irmãs
Centrômero
Núcleo e a Organização da Informação Gênica
Complexo de Golgi: Componentes
Vesícula de transporte do 
Golgi
Vesícula secretória 
da face trans
Face Trans do 
Complexo de Golgi
Formação de 
novas vesículas
Transporte de vesículas 
do R. E Rugoso
Cisterna
Face Cis do 
Complexo de Golgi
Organela descoberta no século XIX pelo médico italiano Camilo Golgi
Atua no armazenamento, processamento, empacotamento e transporte de 
produtos celulares.
Responsável por processos pós-traducionais (p. ex. glicosilação).
Apresenta-se abundante em células com grande atividade secretória (p. ex. 
produtoras de muco).
Complexo de Golgi: Processamento e 
Distribuição.
(a) Camilo Golgi. (b) Leucócito humano mostrando o 
Complexo de Golgi. Microscópio Eletrônico de Transmissão
(A) 
(B) 
Complexo de Golgi: Processamento e 
Distribuição.
 Comparando a célula à uma cidade o Complexo de Golgi seria as vias de 
transporte.
Produtos celulares são distribuídas em vesículas que brotam da face trans do 
complexo de Golgi
Vesículas da face trans
Face Cis
Complexo de Golgi. Microscópio Eletrônico de Varredura
Secreção por exocitose
Fluido Extracelular
Membrana Plasmática
Vesícula incorporada à 
membrana plasmática
Lisossomos contendo 
enzimas hidrolases 
ácidas
Fagossomo
Proteínas presentes na cisterna
Membrana
Vesículas
Vesículas Secretórias
Proteinas
Complexo de Golgi
R.E Rugoso
O Sistema de Endomembranas: Distribuição
e Processamento dos Produtos Celulares
Lisossomos e a Digestão Celular
 Contém enzimas digestivas (hidrolases ácidas)
 Apresentam pH ácido.
 Digerem partículas estranhas e patógenos.
 Participam do processo digestivo da célula.
 Definindo Conceito
 Enzimas: Proteínas com
atividade catalítica
capazes de acelerar
reações biológiccas. São
capazes de quebrar
macromoléculas em
substâncias menores
facilmente absorvidas
pelo organismo.
Vesícula fagocítica ((rosa))e lisossomo (roxo
escuro). Ambos participam da digestão
celular. Microscópio Eletrônico de 
Transmissão
 Lisossomos desempenha diferentes funções na digestão
intracelular
– Se fundem com os vacúolos digestivos para participar da degradação do 
alimento.
Membrna Plasmática
Enzimas DigestivasLisossomo
Alimento Vacuolo
Digestão
Degradação de alimento realizada pelo lisossomo
Lisossomos e a Digestão Celular
– São responsáveis pela “reciclagem” de organelas
Degradação de organelas defeituosas
Lisossomo
Organela defeituosa
Digestão
Lisossomos e a Digestão Celular
Vacúolos
 Vacúolos são espaços internos da membrana plasmática.
 Armazenam produtos de nutrição ou de excreção, podendo conterenzimas.
– Existem dois tipos: Vacúolos contrateis de protistas e vacúolos centrais de 
plantas.
Vacúolo Contrátil
Vacúolo Central
(a) Vacuolos contráteis em protistas (b) Vacuolo central em células vegetais
Cílios, Flagelos e a Locomoção Celular
 Cílios e flagelos são apêndices móveis das células que se projetam na
superfície celular.
 Auxiliam na locomoção, e na captura de alimentos (no caso de protistas).
 No corpo humano, os cílios localizam-se nas vias respiratórias (traqueia e 
broquios) e nas tubas uterinas.
Paramecium, protozoário ciliado de 
vida livre. Microscopia Ótica
Trypanosoma cruzi, protozoário flagelado 
parasita humano. Microscópio Eletrõnico de 
Varredura
• Cílios e Flagelos compartilham estruturas comuns.
(b)
Par de microtúbulos
externos
Braços de 
dineína
Microtubulo
central
Membrana
plasmática
Microtubulos
Membrana Plasmática
Corpo basal
0.5 µm
0.1 µm
0.1 µm
Corte transversal do corpo basal
Triple
Cílios e Flagelo: Estrutura e Componentes
 Batimento dos flagelos
1 µm
Direção do nado
 Movimento Ciliar
15 µm
Cílios e Flagelos e a Locomoção Celular
 O citoesqueleto é a infraestrutura da célula.
 Consiste de um conjunto de fibras e túbulos que formam uma
complexa rede.
 filamentos de actina, microtubulos e filamentos intermediários)
Citoesqueleto e a Infraestrutura Celular
Citoesqueleto de células eucarióticas
 Funções: 
 O citoesqueleto mantém 
a forma e dá suporte 
mecânico à celula.
 Permite os movimentos 
celulares.
 Participa dos processo de 
endocitose e exocitose.
O Citoesqueleto:
A Forma e o Movimento Celular
Citoesqueleto (em verde) de uma célula
eucariótica
Citoesqueleto e o Movimento Celular
Ameba mostrando pseudópodes
O citoesqueleto atua na formação
de pseudópodes.
Definindo Conceitos:
Pseudópodes: projeções da
membrana plasmática que
permitem o movimento da
célula.
Superfície Celular: Proteção, Suporte e Interação 
Célula-Célula
 A superfície celular apresenta grande quantidade de 
especializações.
 Entre elas estão:
 Junções de oclusão,
 Desmossomos,
 Junções comunicantes ,
Microvilosidades.
Matriz extracelular
Junções de Oclusão
(bJunções de adesão
(c) Junções comunicantes
Membrana plasmática de 
células adjacentes
 Bibliografia:
Livros
• Amabis, José Mariano, Fundamentos da Biologia Moderna/José Mariano
Amabis, Gilberto Martho -3.ed rev.e atual - São Paulo: Moderna.
• Albert, Bruce, Biologia Molecular da Célula/Bruce Albert, Alexander Johnson,
Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts e Peter Walter Tradução Ana Beatriz
Gorini da Veiga [et al].- 4.ed. Porto Alegre: Artmed.
• Snustad, Peter, Fundamentos da Genética Molecular Tradução Paulo A.Motta
4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.
Sites
Profº John Kyrk http:// www.johnkyrk.com
Cell Alive!: http://www.cellsalive.com/
http://www.cellsalive.com/
http://www.cellsalive.com/
http://www.cellsalive.com/
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