Aula 1 Introdução as Células

Prévia do material em texto

Biologia Celular e 
Molecular 
Profa. Vanessa Nogueira 
INTRODUÇÃO ÀS CÉLULAS 
• Todos os organismos são feitos de células – 
Principais unidades de vida. 
• Biologia Celular: Estrutura, função, comportamento, 
e evolução das células 
 
O que significa estar vivo? 
Como nos desenvolvemos de 
uma única célula? 
Por que somos 
diferentes? 
UNIDADE E DIVERSIDADE DAS CÉLULAS 
• Célula – termo universal 
• Mínimo de 10-100 milhões de espécies de seres 
vivos no mundo 
 
O que as células dessas espécies tem em 
comum? E no que diferem? 
O QUE É UMA CÉLULA? 
Diversidade Estrutural Celular 
Tamanho, forma e função Celular 
 
Diversidade química 
 
• Ex: Necessidade de O2 
• Quantidade de Nutrientes 
• Produção de substâncias 
• Requerimento ou produção de Energia 
 
QUÍMICA CELULAR BÁSICA 
- Os seres vivos eram formados por conjunto de células que 
com papeis individualizados agindo em conjunto. 
 
- Vida: Crescimento e Reprodução 
 
- Biologia Molecular: Seres infinitamente variáveis vistos 
de fora – fundamentalmente similares por dentro. 
 
- As células compartilham muitos detalhes na química – 
mesma maquinaria para funções mais básicas 
As células são a principal unidade da matéria 
viva 
 
Uma célula pode ser chamada 
verdadeiramente de VIDA? 
 
E os Vírus? 
EVOLUÇÃO CELULAR 
• As células atuais evoluíram de um único ancestral 
comum. 
• Processos moleculares de replicação e seleção (mutação 
e recombinação): base da evolução. 
• Primeiro ancestral: 3,5 bia – protótipo da maquinaria 
universal da vida na Terra atual. 
CÉLULAS SOB O MICROSCÓPIO 
1º Microscópio – sec. XVII 
Microscópios ópticos x Microscópios eletrônicos 
 
Podem ser observadas: 
- Células 
- Organelas 
- Moléculas 
 
- Estruturas internas 
pequenas e 
transparentes 
- Diferenças de 
refração – técnicas 
ópticas 
• Estruturas menores que 0,2 um – não resolvidas 
• Microscópio eletrônico – nanômetros 
• Não visualiza células vivas úmidas 
QUAL TAMANHO DE UMA CÉLULA? 
VERSÃO MODERNA DA “TEORIA 
CELULAR” 
 
1) as células são as unidades morfológicas e 
fisiológicas de todos os organismos vivos; 
2) as propriedades de um dado organismo 
dependem daquelas de cada uma de suas células; 
3) as células originam-se somente de outras 
células, das quais herdam suas características; 
4) a menor unidade da vida é a célula. 
ORGANIZAÇÃO GERAL DAS CÉLULAS 
Organismos da natureza 
Eucariontes: unicelulares ou pluricelulares 
- Protozoários, fungos, plantas e animais 
 
Procariontes: unicelulares 
- Bactérias e Arqueias 
A CÉLULA PROCARIÓTICA 
 
OS PROCARIOTOS 
 
• Organismos unicelulares estruturalmente simples 
• Metabolicamente complexos e diversos 
• Diversos habitats 
• Mais numerosos do planeta 
 
 
OS PROCARIOTOS 
 
EX. MICROBIOMA HUMANO 
• 80 instituições de pesquisa/5 
anos 
• 10 bilhões células e 100 
bilhões de micro-organismos! 
• Microbioma individual (exc. 
Pele) 
• 10 mil espécies: 
 Arqueias 
 Bactérias 
 Vírus 
 Micro-organismos eucarióticos 
A CÉLULA EUCARIÓTICA 
• Maiores e mais elaboradas 
• Podem ser independentes ou viver em 
agrupamentos 
NÚCLEO 
• Compartimento mais proeminente; 
• Incluso em duas membranas concêntricas (envelope 
nuclear) 
• Contém moléculas de DNA 
MITOCÔNDRIAS 
• Tamanho de 1 a muitos µm 
•  Envolvidas por duas membranas, 
com a interna projetando 
invaginações p/ interior. 
•  Contém DNA próprio e 
reproduzem-se por simples 
divisão; 
•  Geram energia química (ATP) 
pela oxidação de moléculas 
presentes nos alimentos = 
respiração celular 
MITOCÔNDRIA: ORIGEM 
CLOROPLASTOS 
•  Estrutura mais complexa que 
das mitocôndrias: além das 
duas membranas, há inúmeras 
membranas internas contendo 
clorofila; 
•  Realizam a fotossíntese; 
•  Possuem seu próprio DNA e 
reproduzem-se por simples 
divisão. 
CLOROPLASTO: ORIGEM 
OUTRAS ORGANELAS DELIMITADAS 
POR MEMBRANAS 
Retículo endoplasmático(RE): 
local onde os componentes de 
membrana e material destinado 
à exportação são “montados”. 
 
Aparelho de Golgi: recebe e 
modifica moléculas provenientes 
do RE e as redireciona. 
Lisossomos: organelas irregulares envolvidas na digestão 
intracelular (nutrição, reciclagem, excreção) 
 
Peroxissomas: vesículas que fornecem o ambiente de 
contenção p/ reações oxidativas 
OUTRAS ORGANELAS DELIMITADAS 
POR MEMBRANAS 
O CITOSOL 
• Contém grandes e pequenas 
moléculas tão comprimidas que 
se comporta mais como um gel 
aquoso; 
• É o local de muitas reações 
químicas fundamentais; 
• Contém ribossomos; 
• Contém filamentos longos e 
delgados de proteínas 
(citoesqueleto) 
CITOESQUELETO 
CITOESQUELETO 
• Responsável pelos movimentos celulares 
• AF = filamentos de actina, 
presentes em todas as células. 
eucarióticas, abundantes nas 
fibras musculares; 
• IF = filamentos intermediários, 
que reforçam a estrutura da 
célula. 
• MT= microtúbulos, filamentos 
mais espessos. Participam na 
organização e divisão celular; 
Microtúbulos 
CITOPLASMA: SISTEMA 
DINÂMICO 
video 
ORIGEM DOS EUCARIOTOS 
Célula ancestral – predador 
Citoesqueleto – resistência e movimentação 
Núcleo - proteção do DNA 
Eubactérias livres – ancestrais das mitocôndrias (1,5 bia) 
Bactérias fotossintéticas – ancestrais dos cloroplastos 
 
 
ORGANISMOS-MODELO 
Escherichia coli como modelo 
• Bactéria gram negativa que é 
comumente presente nos intestinos de 
homens e animais. 
• Facilidade de cultivo; 
• Informação genética contida numa 
única molécula de DNA, codificando 
cerca de 4000 proteínas; 
• A maioria dos nossos conhecimentos 
sobre mecanismos fundamentais da 
vida vieram de estudos com E. coli: 
replicação do DNA, decodificação das 
informações genéticas, etc. 
Quais os modelos de células eucarióticas? 
• A levedura é uma boa alternativa para se estudar 
células eucarióticas 
• Organização celular eucariota, mas unicelular! 
• Estudos sobre: 
 o controle do ciclo e divisão celular; 
 regulação gênica; 
 estrutura dos cromossomos; 
 envelhecimento; 
 Funcionamento do citoesqueleto, etc. 
ORGANISMOS-MODELO 
OUTROS ORGANISMOS MODELO 
 
Arabidopsis thaliana 
- Pequena erva daninha 
- Genoma 110 milhões pb (8x da levedura) 
 
Estudos sobre: 
•  Desenvolvimento de padrões de tecidos; 
•  Genética da biologia celular; 
•  Aplicações agronômicas; 
•  Fisiologia vegetal; 
•  Regulação gênica; etc. 
Modelos de animais 
• Drosophila melanogaster 
- Estudos genéticos – genes e cromossomos 
- Estudos sobre a formação do sistema nervoso; 
apoptose; controle da proliferação celular; 
desenvolvimento; diferenciação celular; efeito de 
drogas; etc. 
- Genes similares aos humano 
- Modelo para desenvolvimento humano 
OUTROS ORGANISMOS MODELO 
 
Caenorhabditis elegans 
 
• Nematódeo – infecta raízes de plantas 
• Desenvolve de uma célula até adulto de 959 células 
• 70% similar ao genoma humano 
• Modelo no desenvolvimento dos eixos corporais; 
estudos do sistema nervoso; apoptose; câncer; 
envelhecimento… 
Mus muscullus – Camundongo 
 
• Genética de mamíferos, doenças metabólicas, 
autoimunes, desenvolvimento, cânceres, regulação 
gênica e herança... 
 
• Testar para que serve um gene e como funciona• Investigações com próprio ser humano - mutações 
“ALTERNATIVA” AOS ORGANISMOS 
MODELO: CULTURA DE CÉLULAS 
COMPARAÇÃO DE GENOMAS: HERANÇA 
COMUM DA VIDA 
Alterações evolucionárias – lentas (fundamento da biologia 
molecular) 
Sequenciamento de genomas – similaridades entre os seres vivos 
Genes homólogos 
ATIVIDADE 
1) Defina o que é célula. 
2) Porque o estudo da Biologia Celular e Molecular é 
importante. 
3) Quais as contribuições que essa ciência pode dar a 
humanidade. 
4) Elabore uma tabela estabelecendo comparação entre 
célula bacteriana, animal e vegetal. 
5) Esquematize através de desenhos essas três células. 
Deverá ser entregue na próxima aula. Grupo de 3 
alunos (Colocar informações completas: nome e 
matrícula).