AULA 2 - A célula e seus constituintes

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A CÉLULA E SEUS CONSTITUINTES
 
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CÉLULA
 Unidade que constitui os seres vivos
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
 
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Classificação dos seres vivos baseada em:
	a) Métodos comparativos
	b) Propriedades bioquímicas e nutricionais 
	c) Comparação genômica: mais direto e preciso, “a seqüência bases presentes no DNA de um organismo define a espécie com absoluta precisão, comparação em banco de dados de seqüências.
 Dado que mutações se acumulam no tempo, podem ser usadas para quantificar a distância evolucionaria entre as espécies.
 A nível molecular as arqueobactérias se parecem mais aos eucariontes.
 
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10 milhões, talvez 100 milhões de espécies na terra.
 
“A célula é o veículo que leva a informação hereditária”.
 “DNA: A molécula da vida”
CÉLULAS E GENOMAS 
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Procariontes: unicelulares: bactérias e arqueas.
Eucariontes: unicelulares e multicelulares: protozoários, fungos, plantas e animais. 
 Células procariontes
Estrutura:
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Estrutura das Células procariontes
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 Estrutura das Células procariontes
Não possuem citoplasma compartimentalizado
O cromossomo está imerso no citoplasma
Possuem:
Parede rígida – 20 nm de espessura
Ribossomos ligados ao RNAm  polirribosomas
Um ou mais cromossomos idênticos, circulares
Nucleóide
Não se dividem por mitose, ausência de citoesqueleto
A célula procarionte mais bem estudada é a Escherichia coli
Simplicidade estrutural e rapidez de multiplicação 
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 Os organismos procariotos possuem uma variedade de nichos ecológicos: 
 utilizam diferentes substratos – fontes de carbono
Aproximadamente 99% das espécies procariontes não foram caracterizadas
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Células procariontes
Anabaena
Beggiatoa
E. coli
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Comparação da estrutura de célula procariótica e eucariótica :
procariótica:
 nucleóide
 sem organelas
 ribossomos 
eucariótica:
 núcleo
 organelas
(Madigan et al., Fig 2.1) 
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 peptidioglicano encontrado somente em Bactérias
 parede previne o rompimento da célula devido as pressões osmóticas
Parede celular de bactérias:
(Madigan et al., Fig.4.28)
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Gram +
(Madigan et al., Fig. 4.32b)
Gram -
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 Matriz extracelular rígida
Responsável por características especiais de crescimento, nutrição, reprodução e defesa presente nos vegetais;
Constituída por fibrilas de celulose embebidas em uma substância hidrofílica constituída por hemicelulose, pectina ácida e neutra e glicoproteínas;
Espessura varia de 0,1 a vários μm
É uma barreira para moléculas acima de 15.000 dáltons
Protegem as células contra quedas de pressão osmótica do meio externo
Parede celular de vegetais:
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 MEMBRANA PLASMÁTICA
Mantém constante o meio intracelular e recebe nutrientes e sinais químicos do meio extracelular;
São fluidas e de natureza lipoprotéica
Bicamada de fosfolipídeos
Exteriormente, apresentam uma camada rica em glicídeos  glicocálix
Através da mambrana há conexões protéicas, os fibronetos, entre o citoplasma e macromoléculas da matriz extracelular 
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 MEMBRANA PLASMÁTICA
O transporte em quantidade de material para o interior da célula chama-se endocitose, e o processo inverso, exocitose
Os lisosomas são organelas para a digestão intracelular
Os microvilos são muito frequentes e aumentam a superfície celular
As membranas celulares possuem mecanismos de adesão, vedação do espaço intercelular e de comunicação entre as células 
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Estrutura da membrana citoplasmática:
(Madigan et al., Fig.4.17)
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(Madigan et al., Fig.4.15)
Bicamada de fosfolipídios: 
 componete chave das membranas
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Comparative permeability of membranes to various molecules:
(after Table 4.1, Madigan et al)
		Substance
		Rate of Permeability
		Water
		100
		Glycerol
		0.1
		Tryptophan
		0.001
		Glucose
		0.001
		Cl-
		0.000001
		K+
		0.0000001
		Na+
		0.00000001
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Reconhecimento celular
As células semelhantes se aderem
Contato de céls semelhantes pode inibir divisões mitóticas, regulando o grau de proliferação
Transporte através da membrana: 
Permeabilidade a água, difusão passiva, transporte ativo, difusão facilitada, fagocitose
Funções da membrana plasmática:
(Madigan et al., Fig.4.21)
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Funções da membrana plasmática:
(Madigan et al., Fig.4.21)
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 Células se comportam como maquinas para multipropósito, com sensores 
 capazes de receber sinais e ativar genes específicos 
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Organelas
Citoplasma 
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Citoplasma
O maior volume de uma célula eucariótica é representado pela região compreendida entre a membrana plasmática e a membrana nuclear. 
Nessa região, encontramos uma solução coloidal formada principalmente por água e proteínas. Trata-se do citoplasma ou matriz citoplasmática, onde estão mergulhados uma série de organelas, ribossomos e outras estruturas responsáveis por algumas funções importantes, tais como: digestão, respiração, secreção, síntese de proteínas. 
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Mapa geral
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Formado por um sistema de membranas intracelulares, dividido em :
Retículo Endoplasmático
a) RE Liso(agranular) - Transporte e armazenamento de substâncias e pela síntese de lipídios .
Formado por sistema tubular.
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Retículo Endoplásmatico
a) RE rugoso (granular/ergastoplasma) - responsável pela síntese de proteínas e tem aderido os ribossomos.
Formado por sistema de vesículas
ribossomo
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Os vacúolos são estruturas de armazenamento, 
que podem ser classificados em três categorias: 
Vacúolos
 Vacúolos relacionados com os processos de digestão intracelular: vacúolo alimentar (fagossomo ou pinossomo), vacúolo digestivo ( lisossomo secundário), vacúolo autofágico (lisossomo secundário) e vacúolo residual.
Vacúolos contráteis ou pulsáteis: ocorrem apenas em protistas de água doce, 
participando do controle osmótico desses organismos.
Vacúolos de suco alimentar ou vacúolos vegetais: são organelas citoplasmáticas exclusivas das células vegetais; são delimitados por uma membrana lipoprotéica denominada Tonoplasto. Os vacúolos de suco alimentar desempenham basicamente duas importantes funções nas células vegetais:
preenchimento de espaço(aumento de tamanho da célula Vegetal); armazenamento(água, armazenam em seu interior íons como o Na+, carboidratos, aminoácidos e proteínas) . 
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Lisossomos
Os lisossomos são bolsas circundadas 
por típica membrana de bicamada lipídica e 
cheias com grande número de pequenos grânulos, que são agregados protéicos de enzimas hidrolíticas (digestivas) capazes de digerir diversas substâncias orgânicas. São originados no complexo de Golgi e estão presentes em praticamente todas as células eucariontes.
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Complexo de Golgi
Organela composta por sacos achatados ( dictiossomos) e por vesículas do RE liso.
Funções:
Formar o acrossoma;
Formar o lisossomo;
Preside a secreção celular(saída)
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Centríolos
Os centríolos são estruturas citoplasmáticas
 que estão presentes na maioria dos 
organismos eucariontes, com exceção das plantas angiospermas (frutíferas). O centríolo é um cilindro cuja parede é constituída por nove conjuntos de três microtúbulos e geralmente ocorrem aos pares nas células. 
É responsavél pela cinética celular( divisão celular)
Originam os Cílios e flagelos.
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Ribossomos
Ribossomos são os locais de síntese
de proteína. Eles não são limitados
por membranas e portanto ocorrem tanto em procariontes quanto em eucariontes. 
Unidos pelo RNAm formam o polissomo
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Peroxissomos
São encontrados em todas as células eucarióticas e são especializados no processamento das reações oxidativas. 
Em termos físicos, semelhantes aos lisossomos, mas diferem-se em dois aspectos importantes:
Acredita-se que sejam formados por auto – replicação (talvez brotamento do REL) e não pelo complexo de Golgi.
Além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, tem grandes também grandes quantidades de enzima catalase, que converte o peróxido de hidrogênio
( água oxigenada) e água e gás oxigênio.
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Mitocôndrias
São organelas responsáveis pela respiração celular;
Apresenta um sistema duplo de membranas com a presença de DNA 
( autoduplicação)
Forma de bastonetes;
É o motor da célula, muito ativa nas cél. Musculares;
Seu conjunto é denominado de CONDRIOMA
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Plastos
São organelas típicas das células vegetais com membrana dupla, com presença de DNA;
 Cromoplastos = contêm pigmentos
Leucoplastos = armazenam material de reserva ( incolores)
Estrutura:
Envelope, os tilacóides e o estroma;
Estroma=região preenchida com material viscoso;
Tilacóides=Vesículas achatadas, mergulhadas no estroma;
Granum= pilha de tilacóides
Grana= conj. de todos os granum
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CONSTITUINTES MOLECULARES 
1 - Pequenas moléculas substratos e produtos metabólicos e que provêem de energia.Ex:
		 água (solvente natural, indispensável para reações metabólicas).
		 cloro, sódio e potássio (manter a pressão osmótica e o equilíbrio ácido-básico)
		 magnésio Ca++ (cofatores enzimáticos). fosfato inorgânico (forma ATP ).
2- Moléculas poliméricias: - Componentes estruturais sintetizadas a partir de pequenas moléculas 
 constituídas por átomos de carbono.
		 - Alguns são usados como monômeros para construir moléculas gigantes
		 ou polímeros, denominado-se sub-unidades 
 A ligação de cada subunidade envolve a formação de uma ligação covalente. 
 Os polímeros biológicos consistem de um eixo central constituído de uma unidade
 repetida em serie e grupos laterais de características diversas no caso dos polisacarídeos.
Figure: 02-01a-b
Caption:
Internal structure of microbial cells. (a) Diagram of a prokaryote. (b) Diagram of a eukaryote. 
Figure: 04-28
Caption:
Cell walls of Bacteria. (a,b) Schematic diagrams of gram-positive and gram-negative cell walls.
Figure: 04-32b
Caption:
Teichoic acids. (b) Summary diagram of the gram-positive cell wall. 
Figure: 04-28
Caption:
Cell walls of Bacteria. (a,b) Schematic diagrams of gram-positive and gram-negative cell walls.
Figure: 04-17
Caption:
Diagram of the structure of the cytoplasmic membrane; the inner surface (In) faces the cytoplasm and the outer surface (Out) faces the environment. The matrix of the unit membrane is composed of phospholipids, with the hydrophobic groups directed inward and the hydrophilic groups toward the outside, where they associate with water. Embedded in the matrix are proteins that have considerable hydrophobic character in the region that traverses the fatty acid bilayer. Hydrophilic proteins and other charged substances, such as metal ions, may be attached to the hydrophilic surfaces. Although there are some chemical differences, the overall structure of the cytoplasmic membrane shown is similar in both prokaryotes and eukaryotes (but see an exception to the bilayer design in Figure 4.20d)
Figure: 04-15
Caption:
Structure of a phospholipid bilayer. The cytoplasmic membrane is about 8 nm (80 Å) wide.