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A CÉLULA 1 NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO Átomos Moléculas Organelas Células Tecidos Órgão Sistema Organismos 2 NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO Partículas Átomos Moléculas Organelas Células Tecidos Órgãos Sistemas Organismo vivo 3 DIMENSÕES DOS COMPONENTES “VIVOS” 4 ESCALA ENTRE UMA CÉLULA VIVA E ÁTOMOS 5 TEORIA CELULAR Todos os organismos são compostos de uma ou mais células. Célula é a unidade morfofuncional dos seres vivos: unidade de estrutura e função. Todas as células originam-se de uma célula pré-existente 6 O QUE É UMA CÉLULA Unidade estrutural, funcional e reprodutiva de todos os organismos vivos. Organismos unicelulares e multicelulares. Nutrientes Fonte de energia Funções especializadas metabolismo Produtos excretados Reprodução 7 CARACTERÍSTICAS DA VIDA Organismos vivos se reproduzem; Genes contém informação necessária para a hereditariedade e o metabolismo; Metabolismo são todas as reações químicas de uma célula; A reprodução pode ser assexuado ou sexuada. 8 CARACTERÍSTICAS DA VIDA Os organismos vivos são homeostáticos; Homeotase é a habilidade de um organismo de manter relativamente constante suas condições internas. Todos os sistemas de órgãos contribuem para a homeostase do organismo. 9 ASPÉCTOS GERAIS As formas mais simples de vida são as células solitárias (seres unicelulares) Formas superiores são associações de células constituindo: colônias de organismos unicelulares organismos multicelulares (mais complexos) As células são revestidas por uma membrana plasmática de constituição lipoprotéica: As mais simples não apresentando núcleo individualizado (procariotos); As mais complexas contém um ou vários núcleos (eucariotos) 10 AUTOPOISE A teoria autopoiética tem como idéia básica um sistema organizado auto-suficiente. Este sistema produz e recicla seus próprios componentes diferenciando-se do meio externor. As unidades autopoiéticas são fechadas em sua organização autoprotetora e automantenedora, mas são abertas às trocas de matéria e energia com o meio. 11 SURGIMENTO DA VIDA ~3,8 bilhões de anos 12 TIPOS CELULARES 13 FORMAS E TAMANHOS CELULARES As células apresentam formas e tamanhos variados, geralmente associados especializações funcionais. De modo geral as formas celulares dependem: da tensão superficial; da viscosidade do citoplasma; ação mecânica das células vizinhas; rigidez da membrana plasmática; função da célula. 14 FORMAS E TAMANHOS CELULARES Muitas vezes a forma celular pode auxiliar um diagnóstico. Ex.: os eritrócitos humanos, normalmente discos bicôncavos na porção central, tornam-se falcizados em condições de baixa tensão de oxigênio, em portadores de anemia falciforme. 15 PROCARIÓTICAS 16 EUCARIÓTICAS 17 CÉLULAS EUCARIÓTICAS Possuem muitos compartimentos membranosos (organelas) que controlam funcionamento da célula; Cada organela está associada a uma função celular; Todas as organelas são perfeitamente integradas ao metabolismo celular 18 COMPARAÇÃO ENTRE PROCARIOTOS E EUCARIOTOS Características Procarioto Eucarioto Membrana nuclear Ausente Presente Mitocôndria Ausente Presente Cloroplastos Ausente Presente Retículo endoplasmático Ausente Presente Complexo de Golgi Ausente Presente Endosporos resistentes ao calor Presente Ausente Ácidos graxos insaturados na MP Ausente Presente 19 COMPARAÇÃO ENTRE PROCARIOTOS E EUCARIOTOS Características Procarioto Eucarioto Divisão celular por mitose Ausente Presente Forma do cromossomo Circular Linear Número de cromossomo Um vários Ribossomos: localização Dispersos Ligados ao RE e dispersos Ribossomos: coeficiente de sedimentação 70 S 80 S Nucléolo Ausente Presente Reprodução Assexuada Sexuada/assexuada 20 COMPARAÇÃO ENTRE PROCARIOTOS E EUCARIOTOS Características Procarioto Eucarioto Tamanho da célula 0,2-2,0 µm >2,0 µm Utilização de substratos inorgânicos Sim Não Utilização de substratos orgânicos Sim Sim Fotossíntese Sim Sim Fixação de nitrogênio Sim Sim Respiração aeróbia Sim Sim Respiração anaeróbica Sim Não Fermentação de açucares Sim Sim Fermentação de aminoácidos Sim Não 21 TIPOS DE BACTÉRIA Coccus Coccobacillus Vibrio Bacilus Spirilum Spirocheta Bacillus Spirulina Boedetella Staphylococcus Streptococcus Clostridium Escherichia Salmonella 22 Bactérias patogênicas para o homem DOENÇA BACTÉRIA OUTRO NOME Lepra Mycobacterium leprar Bacilo de Hansen Tuberculose Mycobacterium tuberculosis Bacilo de Koch Tétano Clostridium tetani Bacilo de Nicolaier Blenorragia / Gonorréia Neisseria gonorrheae Gonococo de Neisser Pneumonia Diploccocus pneumonie Pneumococo Febre Tifóide Salmonella tiphosa Bacilo de Eberth Brucelose Brucella melitensis **** Leptosprose Leptospira icterohaemorragiae **** Difeteria / Crupe Corynebacterium diphteriae Bacilo de Klebs-Löefer 23 Transição para multicelularidade Volvocales espécies que vão do unicelular ao colonial e ao multicelular Chlamydomonas Gonium Pandorina Volvox UNICELULAR UNICELULAR COLONIAL MULTICELULAR 24 Multicelularidade evoluiu muitas vezes na história da vida: nos ramos que levaram aos animais, plantas e fungos Multicelularidade 25 Vantagens da multicelularidade Diferentes tipos de células se tornaram especializadas para tarefas diferentes, permitindo uma divisão de trabalho mais eficiente; Organismos multicelulares podem crescer muito mais que os unicelulares, o que pode ser importante para escapar da predação ou da competição. 26 Tipos de células Animais 27 Tipos de tecidos animais Nervoso Muscular Epitelial Ósseo Germinativo Sanguíneo 28 Tipos de tecidos de plantas 29 Classificação dos seres vivos Cinco Reinos Monera bactérias Protista protozoários Fungi fungos Plantae vegetais Animalia animais 30 Sistemas de domínios Sistema de cinco reinos Monera Protista Plantae Fungi Animalia Sistema de oito reinos Bactéria Archaea A rcha e zo a P ro tista C hro m ista Plantae Fungi Animalia Sistema de três domínios Domínio Bactéria Domínio Archaea Domínio Eukarya (Eucariontes) A rcha e zo a Eu g le n o zo a A lve o la ta S tra m e no p ila R ho d o p hy ta Plantae Fungi Animalia 31 MEMBRANAS 32 MEMBRANA PLASMÁTICA É uma estrutura altamente diferenciada Responsável por delimitar a célula Confere a célula uma relativa individualidade com o meio externo É uma barreira com permeabilidade seletiva Possui sistemas de transporte regulam a composição do meio intracelular Controla o fluxo de informação entre as células 33 FUNÇÕES DA MEMBRANA Regula a troca de substâncias entre a célula e o meio externo. Individualidade a cada célula. Contém e delimita o espaço da célula. Mantém as condições adequadas para ocorrer as necessárias reações metabólicas. Diz o que deve entrar e sair da célula. Auxilia na locomoção Permeabilidade seletiva, ou seja, permite a passagem de certas substâncias entre a célula e o seu meio. 34 MOSAICO FLÚIDO (Singer & Nicholson, 1972) Proteínas Integradas Podem estar total ou parcialmente integradas a bicamada lipídica Proteínas Periféricas Encontram-se ligadas à superfície da membrana Modelo mais aceito A membrana é uma estrutura dinâmica e fluida Composta por: Um bicamada fosfolipídios Dois tipos de proteínas específicas 35 COMPOSIÇÃO As membranas são os contornos das células, compostos por uma bicamada lipídica. Cabeça polar hidrofílica Bicamada de fosfolipídios Fosfolipídios Proteínas GlicídiosCorpo apolar hidrofóbico 36 MEMBRANAS Não são estáticas; Isto é, não são formadas por conjuntos de moléculas rigidamente colocadas; As moléculas lipídicas têm mobilidade lateral, Conferindo a bicamada grande flexibilidade; Mais raramente podem existir movimentos de cambalhota de uma camada para outra (flip-flop) 37 DINÂMICA DA MEMBRANA PLASMÁTICA DIFUSÃO LATERAL FLEXÃO ROTAÇÃO FLIP-FLOP OSCILAÇÃO 38 COMPOSIÇÃO Encontram-se ligados hidratados de carbono Glicolipídios – ligados às cabeças hidrofílicas dos lipídios Glicoproteínas – ligadas às proteínas Podem ter um papel importante no reconhecimento de substâncias Conferem à superfície da membrana uma assimetria estrutural De certo modo todas as membranas biológicas têm uma assimetria não só estrutural como funcional. FACE EXTERNA 39 LIPÍDIOS Os lipídios da membrana são principalmente: Fosfolipídios – lipídios complexos com um grupo de fosfato. Colesterol Glicolipídios – lipídios associados a glicídios. Extremidade polar Hidrofílica (com afinidade pela água) Extremidade apolar Hidrofóbica (sem afinidade pela água) 40 PROTEÍNAS MEMBRANARES Também possuem zonas hidrofílicas e hidrofóbicas São muito variadas Possuem diversas funções: Estruturais; Transporte de substâncias específicas; Contrácteis As proteínas apresentam mobilidade, podendo, por exemplo, deslocar-se no plano da membrana. 41 MOVIMENTO DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA A membrana plasmática é uma estrutura dinâmica que separa o meio extracelular do meio intracelular. Uma das propriedades da membrana é ser seletivamente permeável, ou seja, permite e/ou facilita a passagem de certas substâncias, e dificulta ou impede a passagem de outras. À passagem de substâncias ou de partículas através das membranas plasmáticas dá-se o nome de movimentos transmembranares. 42 TRANSPORTE MOLÉCULAS DE SOLUTO ATRAVESSAM AS MEMBRAMAS A. Difusão simples através da bicamada de lipídeos B. Difusão simples através de um canal aquoso revestido de proteína C. Difusão facilitada – moléculas associadas D. Transporte ativo – dependente de energia A B C D A B C D 43 MOVIMENTOS TRANSMEMBRANARES Transporte Passivo Mediado Não Mediado Difusão facilitada (ex. glicose) Transporte por canais de iônicos (ex. Na+, K+, etc.) Difusão simples Osmose Ocorre a favor do gradiente de concentração, sem gasto de energia Sem intervenção ativa das proteínas da membrana Com intervenção ativa das proteínas da membrana, as permeases 44 MOVIMENTOS TRANSMEMBRANARES Transporte Ativo Primário Secundário Ocorre contra o do gradiente de concentração, com gasto de energia Por co-transporte (Transporte de uma substância contra o gradiente de concentração, acoplada a outra que passa a favor do gradiente.) Através de bombas como por exemplo as de Sódio (Na+) / potássio (K+) 45 DIFUSÃO SIMPLES Passagem de um soluto (como o sódio e o potássio) de um local de maior concentração (meio hipertônico) para um local de menor concentração (meio hipotônico), até as concentrações se igualarem e os meios ficarem isotônicos. Ocorre sem a intervenção ativa dos constituintes da membrana 46 OSMOSE Consiste na passagem de água (solvente), através de uma membrana, de um meio hipotônico para um meio hipertônico. Se o líquido extracelular está mais concentrado que o citoplasma, a célula desidrata-se, perde água – ocorre a Plasmólise. A célula fica Plasmolisada. Se o líquido extracelular está menos concentrado que o citoplasma, a célula absorve água – ocorre a Turgescência. A célula fica Túrgida. 48 OSMOSE Solução hipotônica (hipo = menor) Ganho de líquido Solução hipertônica (hiper = maior) Perda de líquido Solução isotônica (iso = igual) nenhum ganho ou perda 49 Células Eucarióticas em meios de diferentes concentrações MEIO ISOTÔNICO MEIO HIPOTÔNICO MEIO HIPERTÔNICO CÉLULAS ANIMAIS Manutenção do volume celular Aumento do volume da Célula – Turgescência Pode ocorrer o rompimento da célula – lise celular (hemólise, se a lise ocorrer nas hemácias). Diminuição do volume da Célula por retração celular – Plasmólise CÉLULAS VEGETAIS Manutenção do volume celular e do tamanho dos vacúolos Aumento do tamanho dos vacúolos e do volume citoplasmático – Turgescência A parede celular impede a lise da célula Diminuição do tamanho dos vacúolos, sem alteração do volume da célula – Plasmólise 50 Efeitos da osmose em uma célula vegetal Plasmólis e HIPOTÔNICA Pressão de turgor normal HIPERTÔNICA Sem pressão de turgor 51 DIFUSÃO FACILITADA Processo de passagem de um soluto (Ex: Glicose), a favor do gradiente de Concentração, de um lado para o outro da membrana plasmática, com intervenção ativa dos constituintes da membrana. 52 TRANSPORTE ATIVO Processo de passagem de substâncias através da membrana plasmática, contra gradiente de concentração, mediante intervenção ativa de constituintes da Membrana e gasto de Energia. 54 ENDOCITOSE A endocitose inclui a pinocitose, a fagocitose e endocitose com receptores. Consiste na passagem de substâncias sólidas ou líquidas do meio extra para o meio intracelular, mediante a formação de uma pequena invaginação da Membrana Plasmática. 55 EXOCITOSE A exocitose é um processo inverso da endocitose, que permite à célula libertar produtos de excreção e outros produtos por ela secretados. 56 MOSAICO FLÚIDO 57 FOSFOLIPÍDIO PROTEÍNAS BICAMADA LIPÍDICA FOSFOLIPÍDIO PROTEÍNAS PROTEÍNA DE MEMBRANA 58 BICAMADA LIPÍDICA MEIO EXTRACELULAR MEIO INTRACELULAR PROTEÍNAS DE MEMBRANA 59 PROTEÍNAS DE MEMBRANA 60 B IC A M A D A L IP ÍD IC A PROTEÍNAS DE MEMBRANA 61 TRANSPORTE LIGAÇÃO RECEPTOR ENZIMA MEIO EXTRACELULAR MEIO INTRACELULAR PROTEÍNAS DE MEMBRANA 62 PROTEÍNAS DE MEMBRANA 63 PROTEÍNA CARREADORA CANAL DE PROTEÍNA SOLUTO SÍTIO DO SOLUTO PORO AQUOSO BICAMADA LIPÍDICA PROTEÍNAS DE MEMBRANA 64 MOLÉCULA TRANSPORTADA ÍON CO-TRANSPORTADO CO-TRANSPORTE BICAMADA LIPÍDICA NÚCLEO 65 MEMBRANA NUCLEAR A membrana nuclear é uma especialização do Retículo Endoplasmático Rugoso, com que pode ter continuidade. Tem forma de membrana dupla com poros A fase externa possui ribossomos aderidos A fase interna conecta-se com a cromatina. 66 ORIGEM DO NÚCLEO 67 CÉLULA PROCARIOTA CÉLULA EUCARIÓTICA MEMBRANA NUCLEAR 68 Espaço perinuclear Poro nuclear Lâmina nuclear Lúmen do Retículo membrana do Retículo Fase externa da membrana nuclear Fase externa da membrana nuclear membrana nuclear ESTRUTURA DOS POROS Poros são estruturas complexas Várias proteínas, nucleoporinas, formam arranjos complexos octaméricos (anéis, canal central, fibrilas, etc...) Passagem livre apenas de moléculas pequenas (9nm ou 17kDa) Moléculas maiores entram por transporte ativo e intermediadas por importinas e exportinas. 69 TRANSPORTE PELOS POROS 70 TRANSPORTE DEPENDENTE DE ENERGIA TRANSPORTE PASSIVO CROMATINA Encontra-se organizada dentro do núcleo e pode apresentar regiões mais difusas – eucromatina e regiões mais condensadas – heterocromatina. HETEROCROMATINA é inativa, pois o alto enovelamento do DNA não permite o acesso de enzimas como as RNA e DNA polimerases. EUCROMATINA permanece na periferia e é facilmente acessado podendo ter os genes transcritos. 71 CROMATINA 72 ESTRUTURA DA CROMATINA 73 DNA + proteínas (histonas e não-histônicas) Histonas: proteínas pequenas, básicas e muito conservadas na evolução.AS MOLÉCULAS PROTEÍNAS – Cadeia de aminoácidos ÁCIDOS NUCLÉICOS – Cadeias de nucleotídeos A sequência dos monômeros que forma essas moléculas dá identidade e funcionalidade as moléculas. Mudanças na sequência poderá inativar completamente a ação biológica das moléculas 74 MOLÉCULAS 75 ÁCIDOS NUCLÉICOS Toda a informação que uma célula necessita durante a sua vida e a de seus descendentes, está organizada em forma de código nas fitas dos ácidos nucléicos. Constituem os armazenadores e transmissores de informação nos seres vivos. Esta informação traduzida em proteínas permite que a célula execute todo o trabalho necessário à sobrevivência do organismo. Um ácido nucléico é um polinucleotídeo, isto é, um polímero constituído de nucleotídeos. 76 COMPOSIÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS A. Um açúcar cíclico de 5 átomos de carbono Ribose RNA Desoxirribose DNA B. Uma base ligada ao carbono 1 do açúcar por ligação N-glicosílica. Purínica (Adenina e Guanina) Pirimídica (Citosina, Timina e Uracila) C. Um fosfato ligado ao carbono 5 do açúcar por uma ligação fosfodiéster 77 ESTRUTURA DO NUCLEOTÍDEO 78 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO É formado a partir da invaginação da membrana plasmática, constitui uma rede membranosa que pode ter morfologia tubular ou de pilhas achatadas. 79 CÉLULA 80 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas e tubos cujas paredes têm uma organização semelhante à da membrana plasmática. Essas estruturas formam uma complexa rede de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático, que pode ser de dois tipos: Granular e Agranular. 81 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO O retículo endoplasmático é uma organela celular que forma uma verdadeira rede de canais dentro da célula. função primária é a de comunicação interna, transportando substâncias de um ponto a outro em seu interior. 82 MÉTODOS DE ESTUDO O RE pode ser estudado por meios de técnicas de microscopia de luz e microscopia eletrônica ou ainda por ensaios bioquímicos. 83 TIPOS DE RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: GRANULAR E AGRANULAR 84 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR (REA) 85 Não possuem ribossomos RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR (REA) Sintetiza diversos tipos de lipídios, como os da membrana plasmática e os esteróides, como o colesterol. Além de servir como reservatório de íons de cálcio, nas células musculares, necessários ao mecanismo de contração. 86 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO AGRANULAR (REA) Principais funções: Síntese de lipídeos Síntese de esteróides Desintoxicação celular Armazenamento de cálcio 87 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR (REG) 88 Possuem ribossomos aderidos * RIBOSSOMOS Podem estar livres no citoplasma ou ligados a membranas do Retículo Endoplasmático. Toda a síntese protéica se inicia nos ribossomos livres no citoplasma. 89 RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO GRANULAR (REG) O Retículo Endoplasmático Granular (REG) é formado por sistemas de túbulos achatados e ribossomos aderidos a membrana o que lhe confere aspecto granular. Principais funções: Síntese de glícoproteínas Síntese de fosfolipídeos 90 DOENÇAS RELACIONADAS O stress no Retículo Endoplasmátco têm sido relacionado a várias doenças, Entre as quais: a diabetes, as doenças neurodegenerativas, tais como, a isquemia, a doença de Alzeimer, a doença de Parkinson entre outras. 91 RIBOSSOMOS São estruturas formadas por rRNA e proteínas e podem ser encontradas em células procarióticas e eucarióticas. 92 Composição São formados de rRNA e proteínas, não são envolvidos por membranas. São constituídos de duas unidades de uma menor e uma maior. Nas células eucarióticas estas unidades são denominadas 80S (S ou Svedberg – coeficiente de sedimentação) Nas procarióticas estas unidades são denominadas de 70S 93 Localização Podem ser encontrados livremente no citoplasma, Presos uns aos outros por uma fita de mRNA, neste caso são chamados de poliribossomos; Podem, ainda, estar associados também ao Retículo Endoplasmático Granular. 94 Função Participação na síntese de proteínas a partir dos aminoácidos 95 COMPLEXO GOLGIENSE Também conhecido como: aparelho de golgi, dictiossomo, golgiossomo ou complexo de golgie 96 Definição e função É uma organela típica de células eucarióticas, com função fundamental de eliminação de substâncias produzidas pela síntese celular através do processo de secreção. É formado por vesículas com morfologia de sacos achatados. Promove maturação e armazenamento de proteínas ribossomais. Efetua distribuição das moléculas sintetizadas, empacotadas nas vesículas e excreção celular 97 Localização e movimentação Aderidas ao citoesqueleto. São transportadas no interior da célula até a região basal da membrana plasmática. A membrana da vesícula se funde à membrana da célula, eliminando o conteúdo proteico para o meio extracelular. 98 LISOSSOMOS Pequenas vesículas com enzimas digestivas de todos os tipos. Essas enzimas digerem material que a célula engloba e, ocasionalmente, elementos da própria célula 99 Composição e características É uma organela envolta por membrana. Contém cerca de 50 enzimas digestivas diferentes. Possui pH ácido (pH 5,5) Presente em células eucarióticas. Nas células vegetais e fungos, o lisossomo é substituído pelo vacúolo celular. Organela cuja morfologia varia entre 0,2-0,5µm 100 Função Envolvida na digestão celular. Hidrolisando moléculas de proteínas, polissacarídeos e lipídeos celulares que não sejam mais necessários. Englobam e degradam macromoléculas celulares. Exemplos de enzimas: Ribonucleases Fosfatases Lipases Etc. 101 MITOCÔNDRIA 102 DEFINIÇÃO E LOCALIZAÇÃO São corpúsculos que variam amplamente de tamanho, forma, número e localização, dependendo da espécie da célula. Ex: células de fígado podem possuir centenas de pequenas mitocôndrias; Espermatozoides e leveduras possuem poucas mitocôndrias muito grandes 103 MORFOLOGIA Possuem dois sistemas de membranas; Membrana externa lisa e muito permeável devido as porinas; Envolve completamente a mitocôndria e é rica em colesterol; Membrana interna possui dobramentos chamados de cristas; O número de cristas depende do tecido onde estejam; As membranas são bicamadas fosfolipídicas Entre as membranas existe o espaço intermembranoso. 104 ESTRUTURA 105 Presente apenas nas células eucarióticas CRISTAS 106 LOCALIZAÇÃO 107 Próxima aos locais de gasto energético FUNÇÃO Principal função é a respiração celular; Libera energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose; 108 DOENÇAS MITOCONDRIAIS DOENÇA DE LUFT – aumento na quantidade de mitocôndrias no músculo esquelético, aumento do metabolismo do doente, forma-se pouca energia e mais calor; MIOPATIA MITOCONDRIAL INFANTIL – doença fatal, acompanhada de lesões no músculo esquelético e destruição renal, ausência total ou parcial das enzimas da cadeia respiratória. OBS.: Só as mulheres transmitem as mitocôndrias. 109 TEORIA DA ENDOSSIMBIOSE DNA circular Ribossomos muito semelhantes aos das bactérias Presença de membrana dupla Organela que se divide 110 HERANÇA MATERNA DNA mitocondrial e as mitocôndrias são bons exemplos de herança materna; Apenas a mãe transmite suas mitocôndrias para seus filhos e filhas. 111 ORIGEM DA MITOCRÔNDRIA E CLOROPLASTO 112 MOLÉCULAS Dos vários tipos de moléculas presentes na célula, as de nosso interesse serãoas macro-moléculas conhecidas como: Proteínas – cadeia de aminoácidos Ácidos nucléicos (DNA e RNA) – cadeia de nucleotídeos A seqüência do monômeros que forma essas moléculas dá identidade e funcionalidade a ambos os grupos. Mudaças na seqüência de aminoácidos ou de nucleotídeos poderá inativar completamente a ação biológica desses compostos; Por isso, esses tipos de moléculas são denominadas moléculas informacionais. A forma e o funcionamento de qualquer célula são decorrentes direto ou indiretamente da presença de um arsenal de proteínas. As proteínas são macromoléculas informacionais sintetizadas sob o comandos de instruções específicas presentes nos ácidos nucléicos (genes). Alterações nos genes podem acarretar em mudanças na conformação e na atuação das nossas proteínas; De maneira simplista, cada gene codifica uma proteína. ÁCIDOS NUCLÉICOS Toda a informação que uma célula necessita durante a sua vida e a de seus descendentes, está organizada em forma de código nas fitas dos ácidos nucléicos. Constituem os armazenadores e transmissores de informação nos seres vivos. Esta informação traduzida em proteínas permite que a célula execute todo o trabalho necessário à sobrevivência do organismo. ÁCIDOS NUCLÉICOS Um ácido nucléico é um polinucleotídeo, isto é, um polímero constituído de nucleotídeos. Os nucleotídeos são formados por 3 componentes principais: 1º Um açúcar cíclico de 5 átomos de carbono. Ribose RNA Desoxirribose DNA 2º Uma base nitrogenada ligada ao carbono 1 do açúcar Adenina e Guanina (Purínica) Citosina, Timina e Uracila (Pirimidínica) 3º Um fosfato ligado ao carbono 5 do açúcar NUCLEOTÍDEO BASE NITROGENADA GRUPAMENTO FOSFATO PENTOSE H OH DNA RNA A T C G A U C G BASES NITROGENADAS As bases nitrogenadas são de dois tipos: Purinas: Adenina (A) e Guanina (G) Pirimidinas: Timina (T), Citosina (C) e Uracila (U) As purinas são constituídas de dois anéis fundidos de 5 e 6 átomos As pirimidinas de um único anel de 6 átomos BASES NITOGENADAS Apenas 4 tipos diferentes de bases são encontrados em um ácido nucléico. DNA as bases constituintes são A, G, C, e T RNA as bases constituintes são A, G, C, e U ESTRUTURA DO DNA • A molécula de DNA é uma dupla hélice cujas cadeias estão unidas por pontes de hidrogênio estabelecidas entre purinas e pirimidinas complementares. A T G C Ligação fosfodiéster Ponte de Hidrogênio Ligação N-glicosílica • Com base na estrutura de dupla hélice do DNA e nas características de hidrofobicidade das moléculas, a estrutura do DNA fica da seguinte forma: • O grupo fosfato e o açúcar (parte hidrofílica) - estão localizados na parte externa da molécula; • As bases nitrogenadas (parte hidrofóbica) - estão localizadas na parte interna da molécula; • O pareamento das bases de cada fita se dá de maneira padronizada, sempre uma purina com uma pirimidina; • A proximidade destas bases possibilita a formação de pontes de hidrogênio; • Adenina forma duas pontes de hidrogênio com a timina e a citosina forma três pontes com a guanina. DNA x RNA As diferenças entre RNA e DNA não se restringem aos tipos de monômeros constituintes. Na maioria das vezes o DNA apresenta-se como uma longa hélice dupla com uma estrutura secundária regular e simples. Os RNAs são, geralmente, moléculas de fita única bem menores que o DNA. DNA x RNA TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO DNA RNA PROTÍNA Transcrição Tradução Transcrição Reversa Replicação Replicação Expressão TRANSCRIÇÃO A transcrição consiste na síntese de moléculas de RNA a partir da molécula de DNA. Ocorre em 3 etapas: Iniciação, Alongamento e Terminação. RNA polimerases: são enzimas, geralmente formadas por muitas cadeias polipeptídicas, que catalisam toda transcrição do DNA. Em procariotos existe apenas um tipo de RNA polimerase enquanto nos eucariontes existem três. TRANSCRIÇÃO 5’ – A T G G G C C C A T A C G C A – 3’ DNA fita codificadora 3’ – T A C C C G G G T A T G C G T – 5’ DNA fita molde 5’ – A U G G G C C C A U A C G C A – 3’ RNA transcrito Fita codificadora - contém a informação (gene). Fita molde – serve de molde paraconstrução do RNA. TRADUÇÃO Tradução é o processo pelo qual o RNA é decodificado nos ribossomos para especificar a síntese de polipeptídeos. Cada 3 nucleotídeo codificam um aminoácido. 2ª letra do Códon 1ª letra do Códon U C A G 3ª letra do Códon U FENILALANINA FENILALANINA LEUCINA LEUCINA SERINA SERINA SERINA SERINA TIROSINA TIROSINA PARADA PARADA CISTEÍNA CISTEÍNA PARADA TRIPTOFANO U C A G C LEUCINA LEUCINA LEUCINA LEUCINA PROLINA PROLINA PROLINA PROLINA HISTIDINA HISTIDINA GLUTAMINA GLUTAMINA ARGININA ARGININA ARGININA ARGININA U C A G A ISOLEUCINA ISOLEUCINA ISOLEUCINA METIONINA TREONINA TREONINA TREONINA TREONINA ASPARAGINA ASPARAGINA LISINA LISINA SERINA SERINA ARGININA ARGININA U C A G G VALINA VALINA VALINA VALINA ALANINA ALANINA ALANINA ALANINA AC. ASPÁRTICO AC. ASPÁRTICO AC. GLUTÂMICO AC. GLUTÂMICO GLICINA GLICINA GLICINA GLICINA U C A G
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