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AULA 5 ESTRUTURAS CELUALRES Profa. Dra.: Fabiana L. da Fonseca BACHARELADO EM AGRONOMIA CÉLULA - Na maioria dos seres vivos, as células aparecem, de forma nítida, divididas em três partes: membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Uma célula viva é um compartimento microscópico, isolado do ambiente por pelo menos uma barreira: a membrana plasmática. MEMBRANA PLASMÁTICA 1. ESTRUTURA E FUNÇÕES/ PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA A membrana plasmática está presente em todas as células eucarióticas e procarióticas. 1972: MODELO DO MOSAICO FLUÍDO para ilustrar a composição da membrana plasmática das células (proposto por Singer e Nicholson). Composição: A membrana plasmática é LIPOPROTÉICA, por apresentar uma BICAMADA LIPÍDICA COM PROTEÍNAS EMBUTIDAS. ENVOLTÓRIO CELULAR MEMBRANA PLASMÁTICA Funções Proteção Permeabilidade Seletiva Composição Química Lipídeos Proteínas Propriedades Elasticidade Regeneração 1. ESTRUTURA E FUNÇÕES/ PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Função: PERMEABILIDADE SELETIVA, ou seja, é a membrana plasmática que controla a entrada e a saída de substâncias do meio intracelular e extracelular. 2. ORGANIZAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA Cabeça Hidrofílica = tem afinidade com a água Cauda Hidrofóbica = não tem afinidade com a água 2. ORGANIZAÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA a) Bicamada fosfolipídica: Cabeça: porção hidrofílica ( atrai a água- contém fósforo) Cauda: porção hidrofóbica (repele a água) b) Proteínas: encaixadas entre os fosfolipídios com diversas funções. (ver quadro) c) Moléculas de colesterol: relacionadas a maior ou menor fluidez da membrana. d) Glicoproteínas (carboidratos+proteínas) e glicolipídios (carboidratos+lipídios) formam o GLICOCÁLIX. O glicocálix tem como a função a proteção da membrana plasmática e o reconhecimento celular de um mesmo tecido. OS PAPÉIS DAS PROTEÍNAS DA MEMBRANA Proteínas transportadoras Relacionadas ao transporte de substâncias através da membrana. Porinas Proteínas que formam poros, permitindo a passagem de soluto e solvente. Enzimas Proteínas que catalisam reações celulares da parte interna da membrana. Receptores de membrana Substâncias provenientes do meio externo que se ligam aos receptores, numa reação específica. Glicoproteínas e glicolipídios Reconhecimento celular 3. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Cada célula do nosso corpo tem a função de realizar determinadas funções no nosso organismo. Para isso, a membrana sofre três tipos de especializações: a) Microvilosidades; b) Desmossomos; c) Interdigitações. 3. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA a) Microvilosidades Funções: aumento da superfície celular, aumento da absorção. Ex.: célula do epitélio intestinal. 3. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA b) Desmossomos Função: fibras protéicas que garantem aderência às células. Ex.: células dos epitélios dos órgãos. 3. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA c) Interdigitações Função: atuam na união entre as células do tecido de revestimento. Ex.: células epiteliais. 4. PERMEABILIDADE CELULAR: A MEMBRANA E AS TROCAS COM O MEIO EXTERNO O transporte de substâncias que há entre a célula e o meio extracelular pode se dar de 2 formas: a) Transporte passivo: sem gasto de energia, ou seja, certas substâncias podem atravessar a membrana espontaneamente. a) Transporte ativo: com gasto de energia, ou seja, a membrana também é capaz de absorver ou de expulsar ativamente substâncias, bombeando-as para dentro ou para fora da célula. Transporte através da membrana Transporte Passivo Não há gasto de energia Transporte Ativo Há gasto de energia a) Transporte passivo DIFUSÃO SIMPLES “Passagem de soluto do meio mais concentrado (hipertônico) para o meio menos concentrado (hipotônico), tornando assim os meios isotônicos.” Há 2 condições necessárias para que as partículas de uma substância entrem ou saiam da célula por difusão: • a membrana deve ser permeável a essa substância; • deve haver diferença na concentração da substância dentro e fora da célula. a) Transporte passivo DIFUSÃO SIMPLES a) Transporte passivo DIFUSÃO FACILITADA “Passagem de soluto do meio mais concentrado (hipertônico) para o meio menos concentrado (hipotônico), com o auxílio de proteínas de membrana ou permeases.” Por quê ocorre a difusão facilitada? A difusão facilitada ocorre quando o tamanho das moléculas a serem transportadas é muito grande (ex.: glicose e aminoácido). a) Transporte passivo DIFUSÃO FACILITADA a) Transporte passivo OSMOSE “Passagem de solvente (água) através de uma membrana semipermeável do meio menos concentrado (hipotônico) para o meio mais concentrado (hipertônico). A tendência é as concentrações se equilibrarem no decorrer do tempo.” a) Transporte passivo OSMOSE a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL HEMÁCIAS) Os resultados da osmose em células animais podem ser verificados se colocarmos uma gota de sangue em três soluções de NaCl, de concentrações diferentes. As hemácias devem ser examinadas ao microscópio. a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL (HEMÁCIAS) • Solução isotônica (concentração da solução é igual a do interior das hemácias, ou seja, 0,9%); • Solução hipertônica (concentração da solução é superior a do interior das hemácias); • Solução hipotônica (concentração da solução é inferior a do interior das hemácias). a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL (HEMÁCIAS) a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA ANIMAL (HEMÁCIAS) Hemácia em solução hipertônica: perda de água pela célula (murcha); Hemácia em solução isotônica: equilíbrio (a quantidade de água que entra é mesma que sai); Hemácia em solução hipotônica: entrada excessiva de água dentro da célula (célula fica túrgida e “lisa’’ ou rompe-se). a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA VEGETAL As plantas aproveitam o potencial da osmose para absorver água e nutrientes. Graças a suas paredes celulósicas altamente resistentes, as células vegetais não correm o risco de estourar devido à osmose. a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA VEGETAL a) Transporte passivo OSMOSE NA CÉLULA VEGETAL 1. Célula vegetal flácida: quando a célula é colocada em uma solução isotônica; 2. Célula vegetal túrgida: quando a célula é colocada em uma solução hipotônica; 3. Célula vegetal plasmolisada: quando a célula é colocada em uma solução hipertônica. O citoplasma é, geralmente, a maior opção da célula. Compreende o material presente na região entre a membrana plasmática e o núcleo. Ocorrem as organelas, estruturas com funções específicas, como é o caso de: retículo endoplasmático (transporte de substâncias), ribossomos (síntese de proteínas), Complexo de Golgi (secreção celular), lisossomos (digestão celular), mitocôndrias (produção de energia) e ainda váriasoutras. EX.: Organela O Citoplasma é constituído por um material semifluido, gelatinoso chamado hialoplasma. No hialoplasma ficam imersas as organelas celulares, estruturas que desempenham funções vitais diversas, como digestão, respiração, excreção e circulação. A substância mais abundante no hialoplasma é a água. O núcleo contém o material genético, representado pelo DNA, a partir do qual, direta ou indiretamente, acontecem todas as reações celulares. A principal característica da célula eucariótica é a existência de um núcleo bem diferenciado, no qual uma membrana envolve o material genético (DNA). MEMBRANA PLASMÁTICA CITOPLASMA NÚCELO A organização estrutural dos seres vivos Os seres vivos podem apresentar o corpo formado por uma ou mais células, sendo, respectivamente, chamados de unicelulares e pluricelulares. Quanto à estrutura celular eles podem ser classificados em eucariontes e procariontes. Os eucariontes apresentam células constituídas por três partes fundamentais: membrana, citoplasma e núcleo, e compreendem a quase totalidade dos organismos. Os procariontes não apresentam um núcleo típico e são representados por bactérias e cianofíceas. UMA CÉLULA VÁRIA CÉLULAS NÃO TEM NÚCLEO TÍPICO PRESENÇA DE NÚCLEO O tamanho da célula Geralmente as células têm um tamanho inferior ao poder de resolução do olho humano, daí elas só terem sido observadas após a invenção do microscópio. De maneira geral, as células animais variam de 10 a 20 micrômetros, enquanto nos vegetais medem de 20 a 50 micrômetros. Existem células de grande tamanho, que podem ser vistas a olho nu. É o caso do óvulo humano, uma célula esférica com 200 micrômetros de diâmetro. MICRÔMETRO: É definido como 1 milionésimo de metro (1 × 10-6 m) AULA 04 NÚCLEO CELULAR Profa. Dra.: Fabiana L. da Fonseca Licenciatura em Ciências Agrárias Características do núcleo Duplicação do DNA; Transcrição de RNA Formato Alongado Formato de U Formato de U Formato de S Arrendondado Componentes do núcleo Carioteca A face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático. Poros da carioteca A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma complexa estrutura protéica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de substâncias. Nucleoplasma - É o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo. Nucléolo Células vegetais vistas em microscópio óptico 500x Cromatina São as principais proteínas que compõem o nucleossomo. Têm um papel importante na regulação dos genes Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros. (4) Cromatina condensada em prófase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5) Cromossoma em metáfase. HISTONAS Cromossomos Constituição química e arquitetura dos cromossomos Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido desoxirribonucléico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas denominadas histonas. Cromossomos da célula em divisão Quando a célula vai se dividir, o núcleo e os cromossomos passam por grandes modificações. Os preparativos para a divisão celular têm inicio com a condensação dos cromossomos, que começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando- se progressivamente mais curtos e grossos, até assumirem o aspecto de bastões compactos. Partes do cromossomo Constrições cromossômicas Durante a condensação cromossômica, as regiões eucromáticas se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo condensado, as heterocromatinas, devido a esse alto grau de empacotamento, aparecem como regiões “estranguladas” do bastão cromossômico, chamadas constrições. Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas, denominadas cromátides-irmãs são idênticas e surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar. Durante o processo de divisão celular, as cromátides-irmãs se separam: cada cromátide migra para uma das células-filhas que se formam. O centrômero fica localizado em uma região heterocromática, portanto em uma constrição que contém o centrômero é chamada constrição primária, e todas as outras que porventura existam são chamadas constrições secundárias. O cromossomo metafásico típico é formado por duas cromátides irmãs, uma delas oriunda do processo de duplicação da cromatina. As cromátides se encontram presas por um região delgada, chamada constrição primária ou centrômero. Alguns cromossomos pode ser visualizada ainda uma constrição secundária, outra região de condensação diferenciada no cromossomo. O segmento seccionado pela constrição secundária e anterior ao telômero (extremidade dos braços cromossômicos) é conhecido como satélite. Classificação do cromossomo quanto a posição do centrômero - As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. - A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classificar os cromossomos em quatro tipos: metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho; submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos desiguais; acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito pequeno; telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço. Telocêntrico
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