Introdução às células!

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22/05/2014 
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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  
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 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 
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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... 
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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: 
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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? 
 
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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 
 
 
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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 
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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 
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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 
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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 
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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 
 
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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 
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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 
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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 
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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) 
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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 
 
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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 
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Origem e evolução das células 
 
 
 
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• As primeiras células eram provavelmente 
procarióticas e heterotróficas... 
• As primeiras células eram provavelmente 
procarióticas e heterotróficas... 
 
• Esgotamento dos compostos de carbono... 
 
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• 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... 
 
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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