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22/05/2014 1 Introdução às células Profa.: Jacira Rabelo UFCG/CCTA/UAGRA Microscópio... Microscópio... • Hans Jansen e seu filho Zacharias (1590) Microscópio... Anton van Leeuwenhoek... Primeiras observações microscópias - Material biológico... Embriões de plantas Sangue Microorganismos... Teoria celular 1838 - vegetais 1839 – animais 22/05/2014 2 1838 - vegetais 1839 – animais Organismos unicelulares x Pluricelulares Organismos unicelulares • Bactérias e protozoários Células únicas Organismos Pluricelulares • Animais e plantas Milhões de células Diversidade das células Diversidade das células • Forma, tamanho e funções 22/05/2014 3 Figure 1-1a Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Célula nervosa Figure 1-1b Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Paramecium Figure 1-1c Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Diversidade das células • Necessidades químicas e atividades Diversidade das células • Necessidades químicas e atividades – Oxigênio necessário ou letal... Diversidade das células • Necessidades químicas e atividades – Oxigênio necessário ou letal... – Fábricas especializadas Hormônios, amido, gordura... 22/05/2014 4 Diversidade das células • Organismos multicelulares Divisão de trabalho Células especializadas Células dependentes Funções básicas. Todas as células vivas têm uma química básica similar Todas as células vivas têm uma química básica similar • Diversidade de ANIMAIS x VEGETAIS Todas as células vivas têm uma química básica similar • ANIMAIS x VEGETAIS Todos são constituídos por células Todas as células vivas têm uma química básica similar • Embora todos os seres vivos sejam infinitamente variáveis por fora São fundamentalmente similares internamente... Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: 22/05/2014 5 Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: – Mesma maquinaria para as funções básicas; Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: – Mesma maquinaria para as funções básicas; – Constituídas pelas mesmas moléculas que participam do mesmo tipo de reação... Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: – Mesma maquinaria para as funções básicas; – Constituídas pelas mesmas moléculas que participam do mesmo tipo de reação... – Informações genéticas Moléculas de DNA; Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: – Mesma maquinaria para as funções básicas; – Constituídas pelas mesmas moléculas que participam do mesmo tipo de reação... – Informações genéticas Moléculas de DNA; – DNA Nucleotídeos; Todas as células vivas têm uma química básica similar • Todas as células: – Mesma maquinaria para as funções básicas; – Informações genéticas Moléculas de DNA; – DNA Nucleotídeos; – Proteínas 20 aminoácidos; Vírus? 22/05/2014 6 Vírus? • Ser vivo? Vírus? • Ser vivo? • Material genético + capa proteica = metabolicamente inerte Vírus? • Ser vivo? • Material genético + capa proteica = metabolicamente inerte • Precisa de uma célula hospedeira para se replicar Vírus? Vírus? • Ser vivo? • Material genético + capa proteica = metabolicamente inerte • Precisa de uma célula hospedeira para se replicar • “Zumbis” Inertes e inativo fora da célula hospedeira • "Vida emprestada” Vírus em plantas • 2000 tipos de doenças virais em plantas... - Prejuízo de 15 bilhões de dólares/ano - Maioria RNA 22/05/2014 7 Vírus em plantas Vírus em plantas • Formas de contaminação – Transmissão horizontal Planta infectada por uma fonte externa... – Danificadas (vento, lesão ou herbívoros) – Agricultores e jardineiros – Tesouras de podas – Transmissão vertical Planta infectada herda a infecção da planta mãe – Propagação assexuada (enxertia) – Sementes... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas DNA é duplicado Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas DNA é duplicado Dividido 22/05/2014 8 Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas DNA é duplicado Dividido Repassado para as células filhas... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas DNA é duplicado Dividido Repassado para as células filhas... • As células filhas são semelhantes às células parentais... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Células se dividem em duas DNA é duplicado Dividido Repassado para as células filhas... • As células filhas são semelhantes às células parentais... • Porém... (ah! Porém...) Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Nem sempre essa cópia é perfeita... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Nem sempre essa cópia é perfeita... • Mutações Alteram o material genético (DNA) Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes 22/05/2014 9 Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores < sobrevivência e reprodução Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Neutros Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Neutros Geneticamente diferentes, mas igualmente viáveis... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Neutros Melhores Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Neutros Melhores > sobrevivência e reprodução 22/05/2014 10 Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Mutações Descendentes Piores Neutros Melhores Elimina Tolera Seleciona A luta pela sobrevivência... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Esses princípios de alteração e seleção genética... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Esses princípios de alteração e seleção genética... • Evolução Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Esses princípios de alteração e seleção... • Evolução Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Esses princípios de alteração e seleção... • Evolução Processo pelo qual as espécies vivas se modificam gradualmente e se adaptam ao seu meio de maneiras cada vez mais sofisticada Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Evolução oferece uma explicação convincente Todas as células sejam semelhantes em seu fundamentos 22/05/2014 11 Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Evolução ofereceuma explicação convincente todas as células sejam semelhantes em seu fundamentos Herdaram a informação genética de um ancestral comum... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Célula ancestral 3,5 a 3,8 bilhões de anos atrás... Todas as células evoluíram de um mesmo ancestral • Célula ancestral 3,5 a 3,8 bilhões de anos atrás... • Mutações Células descendentes divergiram e ocuparam diversos locais do planeta... Células procariontes x eucariontes Células procariontes x eucariontes Células procariontes 22/05/2014 12 Células procariontes • Pro – Primeiro, primitivo • Cario - Núcleo Células procariontes • Pro – Primeiro, primitivo • Cario - Núcleo - Células sem um núcleo individualizado Cromossomos não estão separados do citoplasma por uma membrana... Células procariontes • Exemplo: Bactérias Células procariontes • Primeiros organismos na terra... • Organismos mais abundantes da terra Células procariontes • Poucas membranas internas Células procariontes • Sem membranas internas Membrana plasmática Tamanho: 0,5 -5 µm Parede celular Peptideoglicano 22/05/2014 13 Células procariontes • Menor quantidade de DNA • Um cromossomo circula Células procariontes • Reprodução Fissão binária • Reprodução rápida Procariontes desempenha papéis cruciais na biosfera... Procariontes desempenha papéis cruciais na biosfera... • Reciclagem química Decompositores... • Convertem compostos inorgânicos Outras formas Absorvidas por outros organismos... – Fixação de Nitrogênio – Aumentar a concentração de alguns nutrientes (N, F e K) Plantas Procariontes desempenha papéis cruciais na biosfera... • Interações ecológicas – Mutualismo – Comensalismo – Parasitismo As vilãs... • Bactérias patogênicas Metade de todas as doenças humanas • 2 milhões de pessoas morrem por ano Tuberculose • 2 Milhões Doenças diarreicas Diversas bactérias... • Uso de antibióticos – Bactérias resistentes 22/05/2014 14 Células eucariontes • Eu – Verdadeiro • Cario – Núcleo Células eucariontes • Eu – Verdadeiro • Cario – Núcleo - Células com um núcleo bem individualizado e delimitado por um envoltório nuclear... Células eucariontes • Duas partes morfologicamente bem distintas Células eucariontes • Duas partes morfologicamente bem distintas Citoplasma e núcleo Figure 1-15 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) Células eucariontes Células eucariontes • Duas partes morfologicamente bem distintas Citoplasma e núcleo • Citoplasma Membrana plasmática 22/05/2014 15 Células eucariontes • Duas partes morfologicamente bem distintas Citoplasma e núcleo • Citoplasma Membrana plasmática • Núcleo Envoltório nuclear Células eucariontes • Células vegetais x animais Células eucariontes • Células vegetais x Animais Células eucariontes • Células vegetais - Presença de parede celular de celulose; Células eucariontes • Células vegetais - Presença de plastídios (cloroplastos); Figure 1-20 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 22/05/2014 16 Células eucariontes • Células vegetais - Grande vacúolo citoplasmático; Células eucariontes • Células vegetais - Presença de plasmodesmos. Células eucariontes • Células vegetais x Animais - Presença de amido como carboidrato de reserva; Células eucariontes • Células vegetais x Animais CARACTERÍSTICA CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL Parede celular Ausente Presente Plastídios Ausentes Presentes Vacúolos Ausentes ou pequenos e numeroso Presentes Plasmodesmos Ausentes Presentes Reserva energética Glicogênio Amido Organismos autótrofos x heterótrofos 22/05/2014 17 Organismos autótrofos - Fotossíntese CO2 + H2O Compostos orgânicos (Luz) e libera O2; Organismos autótrofos - Fotossíntese CO2 + H2O Compostos orgânicos (Luz) e libera O2; - Ex.: Plantas... Organismos heterótrofos Organismos heterótrofos - Obtêm a energia necessária para a vida através dos carboidratos, gorduras e proteínas produzidas pelos autótrofos... Organismos heterótrofos - Obtêm a energia necessária para a vida através dos carboidratos, gorduras e proteínas produzidas pelos autótrofos... - O2 + Carboidratos CO2 + H2O Organismos heterótrofos - Obtêm a energia necessária para a vida através dos carboidratos, gorduras e proteínas produzidas pelos autótrofos... - Ex.: Animais 22/05/2014 18 Origem e evolução das células 22/05/2014 19 22/05/2014 20 • As primeiras células eram provavelmente procarióticas e heterotróficas... • As primeiras células eram provavelmente procarióticas e heterotróficas... • Esgotamento dos compostos de carbono... 22/05/2014 21 • As primeiras células eram provavelmente procarióticas e heterotróficas... • Esgotamento dos compostos de Carbono... • Manutenção da vida na terra Primeiras células autótrofas Fotossintéticas (O2) Separação molecular e funcional aumentou a eficiência dos processo celulares... Evidências a favor da hipótese da endossimbiose... 22/05/2014 22 Evidências a favor da hipótese da endossimbiose... • DNA dos cloroplastos e mitocôndrias Circular... Evidências a favor da hipótese da endossimbiose... • DNA dos cloroplastos e mitocôndrias Circular... • Presença de duas membranas... – Interna semelhante à bactérias – Externa semelhante à MP da célula hospedeira
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