Resumo Biologia Celular

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BIOLOGIA CELULAR
UNIDADE I – MÉTODOS DE ESTUDO EM BIOLOGIA CELULAR
MICROSCOPIA
Para a obtenção de um preparado permanente, fragmentos de tecidos e de órgãos necessitam ser fixados por processos químicos (p. ex. com formaldeído) ou físicos (p. ex. por congelação).
Em seguida são submetidos a vários procedimentos após os quais os fragmentos podem ser cortados em um aparelho chamado micrótomo para obtenção das fatias que podem ser observadas em um microscópio de luz.
Como a maioria dos cortes de tecidos e órgãos são incolores, os cortes precisam ser corados para que possam ser observados em um microscópio de luz. Finalmente, os cortes são cobertos por uma lamínula de vidro para sua proteção.
O Microscópio óptico
Com um limite de resolução imposto pela natureza do comprimento de onda da luz, o microscópio óptico permite um aumento de até 1000 vezes. Três fatores são necessários para visualizar as células nesse aparelho: primeiro, uma luz brilhante deve ser focalizada sobre o espécime por lentes no condensador. Segundo, o espécime deve ser cuidadosamente preparado para permitir que a luz passe através dele. Terceiro, um conjunto apropriado de lentes (a objetiva e a ocular) deve ser arranjado para focalizar a imagem do espécime no olho.
Microscopia de Luz
Para a coleta e fixação da amostra, é necessário um fixador, com o objetivo de preservar os tecidos e manter suas estruturas da maneira mais semelhante possível ao que existem num in vivo, e alguns exemplos são o paraformaldeído e álcoois, e um líquido de imersão, que possui como objetivo aumentar o poder de resolução. Ainda existem técnicas de coloração, sendo as principais a basofilia, que usa corantes como a hematoxilina, que possui características básicas, e portanto, interage com substâncias ácidas, e a acidofilia, que usa corantes como a eosina, que possui características ácidas, e portanto, interage com substâncias básicas.
Microscopia de Fluorescência
Corantes fluorescentes são utilizados, além de duas fontes de luz – a primeira filtra a luz antes que ela alcance o espécime, passando apenas aqueles comprimentos de onda que excitam o agente fluorescente em particular, e o segundo repreende essa luz, e passam apenas aqueles comprimentos de onda emitidos quando o agente fluorescente emite fluorescência. A técnica utilizada pode ser a de imunofluorescência, que usa anticorpos para detectar proteínas específicas na célula. 
Microscopia de Contraste de Fases
Nesse tipo, o estudo das células vivas é possível através da cultura de células, que é a criação de um ambiente estéril afim de evitar contaminações num meio de cultura e nutrientes, possibilitando assim, a reprodução das células. A luz atravessa numa velocidade diferente as regiões da célula. 
2.1 Microscopia Eletrônica de Transmissão
É, em princípio, similar a um microscópio óptico, mas ele utiliza um feixe de elétrons, em vez de um feixe deluz, e 3 bobinas magnéticas para focar o feixe, em vez das lentes de vidro. O espécime, que é colocado no vácuo, deve ser muito fino, e portanto é geralmente cortado com lâmina de diamante no ultra micrótomo. O contraste normalmente é introduzido corando-se o espécime com metais pesado eletrondensos, que absorvem ou espalham localmente os elétrons, removendo-os do feixe à medida que passam através do espécime. Ele tem um poder de aumento útil de até um milhão de vezes.
2.2 Microscopia Eletrônica de Varredura
Imagens tridimensionais são permitidas por esse tipo de microscópio, no qual os elétrons “batem e refletem”, possibilitando uma análise de superfície da célula. O depósito de materiais pesados também é utilizado. 
UNIDADE II – BIOMOLÉCULAS
Proteínas
São macromoléculas formadas por aminoácidos. Podem ser classificadas por sua forma, em globulares, com interações como ponte de hidrogênio, ponte dissulfeto, interação hidrofóbica, etc, ou fibrosas, formadas por fibras de alta resistência física e insolubilidade em água. Ainda sobre sua classificação química, podem ser simples, quando são formadas só por aminoácidos, ou conjugadas, quando possuem um grupo prostético. O número de cadeias polipeptídicas também influencia na sua classificação, sendo monomérica, quando há somente uma, e multissubunitária quando há mais de uma (dentro dessas, ainda existem as oligoméricas, quando dentro das várias cadeias, algumas são idênticas). 
As proteínas possuem função estrutural e nutritiva. 
Carboidratos
Sua principal função é a nutritiva, graças ao grande potencial energético, mas também podem ser constituintes de membrana celular, MEC ou parede celular. Podem ser classificados de acordo com seu tamanho em monossacarídeos, que são os menores carboidratos, oligossacarídeos, que são a união entre poucos monossacarídeos, e polissacarídeos ou glicanos, que possuem centenas de milhares de monossacarídeos. 
Ácidos Nucleicos
São macromoléculas formadas por nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por um radical fosfato, um açúcar do grupo das pentoses, e uma base orgânica nitrogenada. Desses três componentes, somente o radical fosfato é invariável – o açúcar e as bases (púricas, A e G; e pirimídicas, T, C e U), são variáveis. 
Além do núcleo celular, o DNA está presente também nas mitocôndrias e cloroplastos, organelas que podem sintetizá-lo. A partir do DNA, são transcritas as moléculas de RNA, que podem ser RNAm, RNAt, e RNAr. 
UNIDADE III – MEMBRANA CELULAR
A membrana possui funções como permeabilidade seletiva, interação celular, compartimentalização através de uma interferência externa mínima, participa das atividades bioquímicas, e ainda é responsável pela transdução de sinal e energia. É constituída de lipídeos, carboidratos e proteínas. 
Os lipídeos estão presentes na bicamada. Impedem movimentos aleatórios de substâncias hidrossolúveis e são anfipáticos (cabeça hidrofílica x cauda hidrofóbica). Podem ser classificados em fosfolipídeos, esfingolipídeos e colesterol. 
A bicamada confere uma estrutura sem extremidades livres, capacidade de autoconstrução, e uma tendência a formar compartimentos selados. Facilita a fusão ou brotamento de membrana e a manutenção de um ambiente interno apropriado. 
Os carboidratos conferem uma ligação covalente entre lipídeos e proteínas, que constituem 90% da membrana. Todos estão voltados para o meio extracelular e atuam, portanto, na mediação de interações da célula com seu meio. 
As proteínas determinam a lateralidade da membrana e podem ser divididas em três classes, de acordo com sua relação. As integrais são responsáveis pelo transporte, recepção, enzimas e são capazes de movimentos laterais dentro da membrana. As periféricas estão localizadas inteiramente fora da bicamada, associadas por ligações não-covalentes, e internamente, são responsáveis por suporte mecânico e coberturas especializadas, enquanto externamente, são constituintes da MEC.
Transporte através da membrana
Algumas moléculas atravessam a bicamada mais facilmente que outras, dependendo de seus graus de polaridade, tamanhos e se estão carregadas ou não. 
Os transportadores diminuem a energia necessária para a difusão de moléculas através da membrana celular.
As moléculas que não conseguem atravessar as membranas celulares através da bicamada, são transportadas mediante proteínas específicas.
A atividade da bomba de sódio e potássio depende da fosforilação que acontece na mitocôndria. A bomba é uma enzima anti-porte que obtém energia pela hidrólise de ATP.
UNIDADE VI – NÚCLEO INTERFÁSICO
Componentes do envelope celular
Carioteca, caracterizada pela membrana dupla, porosa e com ribossomos. Heterocromatina, condensada, fazendo a “parte escura”, com genes inativos. Eucromatina, descondensada, com genes ativos. Nucléolo produtor de RNAr.
Tráfego molecular pelo complexo de poro do envelope
Os poros nucleares possibilitam um tráfego molecular: pequenas moléculas passam por difusão passiva, como íons, água e nucleotídeos; já macromoléculas precisam de transporte ativo, como acontece com a importaçãode proteínas para o núcleo e a exportação de RNA para o citoplasma. 
A síntese de RNA
Transcrição é o processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir de um molde de DNA. Todos os tipos de RNA podem ser sintetizados (RNAm, RNAr e RNAt). Por sua vez, o RNA está envolvido na síntese de proteínas. É principalmente durante a transcrição que a célula exerce o controle da expressão gênica, e tal processo é controlado por proteínas. 
Apenas uma das fitas da dupla hélice de DNA é usada no processo de síntese de RNA, e a esta dá-se o nome de fita molde ou anti-senso. A outra fita, que teria a sequência idêntica ao RNA transcrito, se não fosse pela Uracila, é chamada de fita codificadora ou senso.
A reação catalisada pela RNAP possui o mesmo mecanismo da DNAP: ocorre o reconhecimento e ligam-se as sequências específicas de DNA; a dupla hélice é desnaturada, expondo a sequência a ser copiada; mantém-se as fitas de DNA separadas na região da síntese; mantém-se estável o duplex DNA-RNA na região da síntese; e a síntese termina. 
É possível dividir a transcrição em três etapas, iniciação, alongamento e terminação.
UNIDADE V – Síntese Proteica e Retículo Endoplasmático
Síntese de proteínas - Tradução
É o processo que converte a informação armazenada nos ácidos nucleicos em proteínas. Sequências do RNAm são traduzidos em uma única sequência de aminoácidos, sendo que a ordem desses é preservada. Ela ocorre no citoplasma, com exceção de algumas proteínas, que podem sintetizar na mitocôndria ou no citoplasma, e é executada pelos ribossomos. 
São necessários um molde de RNAm, RNAt carregados que deverão estar ligados no aminoácido, ribossomos, várias proteínas acessórias, e energia. 
O código genético é redundante, ou seja, mais de um códon pode especificar um mesmo aminoácido (o códon de iniciação é a metionina). 
Uma fita simples de RNAm codifica uma sequência de polipeptídios. A sequência da tradução é 5’ → 3’. Um RNAt entrega o aminoácido correto ao complexo transducional, e esse atua como um adaptador entre o RNAm e o aminoácido. Uma das alças é denominada anti-códon. 
O local onde ocorre a tradução é o ribossomo, e ele é formado por um complexo RNA-proteínas. Existem três sítios de ligação para o RNAt (entrada), o A, P e E (saída). 
Retículo endoplasmático
O rugoso faz parte da composição do envoltório nuclear, contribui para a formação do complexo de Golgi e de REL. Possui amplas cisternas saculares achatadas, onde se ancoram os ribossomos. No interior dessas cisternas ocorre a glicosilação inicial de proteínas, dobramentos iniciais e armazenamento. 
As regiões do RER podem ser divididos em: retículo endoplasmático transicional ou de transferência (TER) – uma biomembrana da cisterna mais próxima à proção cis do complexo de Golgi e que não possui ribossomos, sendo revestida de proteínas para a deformação da membrana e formação de vesículas de transferência que se fundirão à cisterna cis do complexo de Golgi; carioteca – a região das cisternas comprometidas com o envoltório e organização do material genético nas células eucarióticas; lamelas anulatas ou anelares – a região das cisternas que produz e acumula temporariamente os annulus no citoplasma de células embrionárias que estão em ativa proliferação; REL – região de suas membranas sem associação com ribossomos e que sintetiza lipídeos. 
O REL possui morfologia de túbulos e vesículas, é responsável pela detoxificação de substâncias químicas e álcool, segrega porções do citoplasma ou organelas envelhecidas para sua reciclagem no processo de autofagia, mobilização de glicogênio, compartilha membranas com a parte trans do complexo de Golgi na formação da rede transGolgi e, em conjunto com este, cede membranas para formação de peroxissomos, lisossomos e vesículas para exportação de substâncias. 
UNIDADE VI – TRÁFEGO VESICULAR E COMPLEXO DE GOLGI
Tráfego vesicular no interior das células
Existem receptores na membrana do RE voltados para o meio intracelular que reconhecem a proteína e formam vesículas. Proteínas de revestimento reconhecem sequências sinal nas proteínas da membrana a ser veiculada. A vesiculação requer a participação de moléculas da proteína clatrina e também de adaptinas, que intermediam a ligação das primeiras com as proteínas de membrana receptoras de carga. 
O direcionamento ocorre por receptores chamados SNAREs e Rabs, pelo sistema de docking e fusion. GTPases, Rab e suas proteínas efetoras outorgam maior especificidade de endereçamento às vesículas. No caso de enzimas, elas podem ser empacotadas para fora da célula em forma de zimogênio, no caso de enzimas digestivas. 
Complexo de Golgi
Tem origem no RE de quem recebe membranas e substâncias para maturação através da faze cis. Enzimas presentes nas cisternas realizam, além da glicosilação a sulfatação de substâncias, favorecendo sua desidratação e compactação na maturação dos grânulos secretórios a caminho da exocitose. As enzimas podem funcionar como marcadores para a organela, revelando cisternas medianas, marcando cisternas trans e para a TGN, além de substâncias usadas no preparo do material para a microscopia eletrônica e que se deposita frequentemente nas cisternas cis.
Habitualmente, sua fase trans (de maturação ou côncava) possui sáculos que mostram continuidade com o REL na formação da TGN e um conteúdo com maior densidade no microscópio eletrônico, evidenciando uma formação de grandes vesículas de secreção. Já a fase cis (de formação ou convexa) apresenta associação com o RER, de quem recebe vesículas da transferência, cedendo a essas, membranas e substâncias para o processamento. 
Endocitose
É o processo de incorporação de moléculas grandes ao interior das células, e pode ser dividido em dois tipos. A fagocitose incorpora partículas grandes como bactérias, acontece em células especializadas, e pode ser subdividida em autofagia, que acontece quando o RNAm é velho ou o composto celular não exerce sua função, e crinofagia, que é a regulação e reciclagem de substâncias sintetizadas pela própria célula. A pinocitose incorpora macromoléculas em solução dentro de pequenas vesículas, e acontece em todos os tipos celulares, além de ser mediada por um receptor – como ocorre com vesículas de clatrina, que precisam de receptor para formas a vesícula.
Exocitose
Pode ter o objetivo de exteriorizar resíduos de digestões efetivas ou tentativas de digestão, e então é subdividido em clasmocitose e excreção. Quando a substância a ser exportada tem origem na célular, pode ser subdividido em secreção constitutiva, quando produz sempre a mesma quantidade, ou secreção regular, quando ocorre um agrupamento dentro das vesículas, como ocorre com a glândula salivar. A fusão vesicular é mediada por complexos proteicos denominados exocistos. Um exocisto possui Rabs, SNAREs e proteínas.