Roteiro Biologia Celular I

Prévia do material em texto

Roteiro Biologia Celular
- Membrana 
Todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica, sendo constituídas por duas camadas lipídicas fluidas e contínuas, onde estão inseridas moléculas proteicas, constituindo o chamado mosaico fluído. As moléculas da bicamada lipídica estão organizadas com suas cadeias apolares (hidrofóbicas) voltadas para o interior da membrana, enquanto as cabeças polares (hidrofílicas) ficam voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma, que são meios aquosos. 
A membrana plasmática circunda a célula, define seus limites e mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o ambiente extracelular. Gradientes de íons através da membrana, estabelecidos pelas atividades das proteínas especializadas da membrana, podem ser utilizados para sintetizar ATP, direcionar o movimento transmembrana de solutos selecionados ou, como nas células musculares e nervosas, produzir e transmitir sinais elétricos. Portanto as membranas celulares atuam como barreira física (delimitando compartimentos), auxiliam no transporte de soluto, reage a sinais externos e participa diretamente nas interações intermoleculares.
As proteínas que se associam as membranas celulares podem ser dividas em dois grandes grupos, as integrais ou intrínsecas e as periféricas ou extrínsecas, dependendo da facilidade de extraí-las da bicamada lipídica. As proteínas integrais estão firmemente associadas ao lipídios e só podem ser separadas da fração lipídica através de técnicas drásticas, como o emprego de detergentes. As moléculas das proteínas integrais, graças as zonas hidrofóbicas situadas na sua superfície, prendem-se aos lipídios da membrana por interação hidrofóbica, algumas proteínas integrais podem atravessar a bicamada lipídica , fazendo saliências em ambas as superfícies da membrana, sendo denominadas proteínas transmembrana.
As proteínas periféricas podem ser isoladas facilmente pelo emprego de soluções salinas. Essas proteínas não interagem com a região hidrofóbica da bicamada lipídica, elas se ligam à membrana por interação com as proteínas integrais, ou interagindo com a região polar dos lipídios.
As proteínas transmembrana podem desempenhar funções estruturais, quando concentram a membrana e o citoesqueleto para manter a forma da célula e criar junções celulares que fazem com que os tecidos permaneçam unidos. Enzimática, catalizando reações químicas que ocorrem na superfície externa ou na região próxima ao lado interno do citoplasma. Receptora, faz parte do sistema químico de sinalização do corpo, sendo especifica para uma molécula ou um grupo de molécula ao qual esta associada. Transportadora, se organiza para permitir a passagem de solvente ou soluto do meio externo para o meio interno ou, do meio interno para o externo.
Os fosfolipídeos são os lipídeos mais abundantes das membranas. Eles são formados por um grupamento polar e duas caudas de hidrocarbonos hidrofóbicos (nos animas, as caudas normalmente são ácidos graxos e podem diferir em comprimento). Tipicamente uma cauda possui uma ou mais ligações duplas em cis (insaturada) enquanto a outra cauda não possui esta ligação (ou seja, ela é saturada).
A fluidez da membrana plasmática depende da temperatura e da concentração de colesterol, pois quanto maior a temperatura e maior a quantidade de colesterol, a membrana é menos fluida.
O aspecto trilaminar que é observado nas membranas celulares ocorre pois as moléculas de fosfolipídeos, por serem cilíndricas, formam bicamadas espontaneamente em ambiente aquosos. Dessa forma as cabeças hidrofílicas voltam-se para a água da superfície da bicamada, formando as duas laminas externas da membrana, enquanto as caudas hidrofóbicas estão voltadas para o interior, sendo responsável pela lâmina interna que pode ser observada.
O glicocálice é funcionalmente importante e sua composição não é estática, varia de um tipo celular para outro. Numa mesma célula, varia de acordo com a região da membrana e conforme a atividade funcional da célula em determinado momento. O glicocálice atua protegendo a célula contra danos químicos ou mecânicos e mantém outras células à distancia, para prevenir interações indesejáveis proteína – proteína, tendo papel importante também no reconhecimento e divisão celular.
A configuração molecular faz com que haja dois tipos de transporte de substancias, esta determina que substância seja transportada por intermédio de mecanismos especiais desenvolvidos durante a evolução, como o transporte ativo ou transporte passivo (difusão facilitada). O transporte passivo ocorre da seguinte maneira: como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o,soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior da célula do que no meio externo, e sai no caso contrario. A força que impulsiona o soluto para dentro ou para fora da célula é a agitação térmica das moléculas de soluto. Esse tipo de transporte pode ocorrer por difusão ou com o auxilio de proteínas transportadoras (carreadoras ou canais), esse processo não gasta energia, pois ocorre a favor do gradiente de concentração. Outro processo de passagem através da membrana celular é o transporte ativo. Neste caso há consumo de energia, e substancia pode ser transportada do local de baixa concentração para um local de alta concentração, portanto o soluto é transportado contra o gradiente de concentração. As células também são capazes de transmitir para seu interior, em bloco, grandes quantidades de macromoléculas, o transporte para o interior da célula é denominado endocitose e pode ocorrer por dois processos: fagocitose (a célula emite pseudopodes para englobar partículas grandes ou até mesmo outra célula) e pinocitose (formação de vesículas para englobamento de gotículas), já o transporte para o exterior da célula recebe o nome de exocitose (por exemplo, células secretoras de proteínas).
Quando colocada em meio hipertônico a hemácia se encontra crenada (“enrugada”); em meio isotônico, bicôncava (normal); em meio hipotônico, turgida; em meio muito hipertônico a hemácia sofre lise, portanto se encontra lisada (“arrebentada”)
No transporte ativo, a atividade bombeadora da proteína transportador é direcional, porque ela é fortemente ligada a uma fonte de energia metabólica, como a hidrolise de ATP ou um gradiente de íons. Assim, o movimento transmembrana de pequenas moléculas mediado por transportadores pode ser ativo ou passivo, enquanto o transporte por proteína de canal é sempre passivo. 
A bomba de Na/K opera como um antiporte acionado por ATP, bombeando Na ativamente para fora da célula contra seu acentuado gradiente eletroquímico, e bombeando K para o interior da célula. Ou seja, o sódio se encaixa no sitio ativo da proteína e sofre fosforilação (a proteína muda sua conformação) pela enzima chamda de proteína cinase, o sódio é liberado para o meio extracelular. O potássio se encaixa no sitio ativo e proteína sofre desfosforilação, assim o potássio é liberado no interior da célula. A cada ciclo três sódios saem e dois potássios entram.
Os receptores controlam atividade de abertura e fechamento dos canais. Em vez de estarem sempre abertos, eles são controlados, o que lhes permite abrir por um breve momento então fechar novamente. Na maioria dos casos, o canal se abre em resposta a um estimulo especifico. Ou seja, quando os sítios ligantes da subunidade alfa são ativados, há uma mudança na conformação das proteínas que compõem o canal iônico, permitindo ou não a passagem de íons.
Fagocitose: processo pelo qual a célula, graças a formação de pseudopodes, engloba em seu citoplasma partículas solidas que, por suas dimensões são visíveis a microscopia óptica. A fagocitose consiste na formação de um pseudópodo que envolve gradualmente cada paramécio. Forma-se deste modo um vacúolo, o fagosoma, que é puxado pela atividade motora do citoesqueleto para a profundidade do citoplasma. O fagosoma vai se fundir a um ou mais lisossomos, ocorrendo então a digestão do material fagocitado. 
Endocitose:nesse processo as macromoléculas ligam-se as proteínas receptoras transmembrana complementares, acumulam-se em fossas revestidas e, então, entram na célula como complexos receptor – macromolécula em vesículas revestidas de clatrina. Como os ligantes são seletivamente capturados por pelos receptores, a endocitose mediada por receptores fornece um mecanismo seletivo de concentração que aumenta a eficiência de internalização de determinados ligantes em mais de cem vezes. 
- Núcleo	 
1- O núcleo é responsável por controlar, regular as atividades celulares, nele também estão contidas as informações genéticas.
2- A maior parte do volume nuclear é constituído por uma massa filamentosa chamada cromatina, existe ainda um corpo mais denso, o nucléolo e um liquido viçoso (cariolinfa ou nucleoplasma).
3- O envoltório nuclear é constituído por uma dupla membrana, possui poros que regulam as trocas de macromoléculas com o citoplasma. A membrana interna, apresenta em sua face interna, um espessamento chamado lâmina, que é parte da matriz celular. A membrana externa apresenta ribossomos na sua face citoplasmática. A membrana externa do envoltório nuclear se continua com o reticulo endoplasmático do citoplasma. O envoltório nuclear não é continuo, estando interrompido por poros, uniformemente espaçados, que estabelecem comunicação entre o interior do núcleo e o citoplasma. 
4- Os poros nucleares são grandes complexos de proteínas (nucleoporinas) que atravessam o envoltório nuclear. Os poros nucleares permite a passagem de moléculas hidrossolúveis através do envoltório nuclear. Pelos poros é feita a transcrição de moléculas do citoplasma para o núcleo e também do núcleo para o citoplasma. 
5-A lâmina nuclear, localizada no lado nuclear da membrana interna do núcleo, é uma malha de subunidades proteicas interconectadas chamadas de laminas nucleares. As lâminas são uma classe de proteínas filamentosas intermediarias que polimerizam uma rede bidimensional. A lâmina nuclear da forma e estabilidade ao envelope nuclear, também interage diretamente com a cromatina. Durante a mitose, fase da interfase, a lâmina sofre fosforilação para que o envoltório nuclear se desorganize, ainda durante a divisão, na fase telófase, as lâminas são desfosforiladas para que o núcleo se reorganize. 
6- Nucleoplasma apresenta-se como uma solução aquosa de proteínas, metabólitos e íons que preenche o espaço entre a cromatina e os nucléolos. Matriz nuclear é a estrutura fibrilar que atua como esqueleto de sustentação dos cromossomos interfásicos dentro do núcleo determinando sua localização.
7- Genoma: série completa de informações do DNA de um organismo, contém a informação para todas as proteínas e moléculas de RNA que o organismo ira sintetizar durante sua existência.
Cromatina: complexo de duas classe de proteínas (histonas e proteínas cromossômicas não histonas) com o DNA nuclear eucariótico, designa toda a porção do núcleo que se cora e é visível a microscopia óptica.
Eucromatina: cromatina que se apresenta difusa/menos condensada.
Heterocromatina: porção de cromatina que aparece altamente condensada.
Cromossomo: Estruturas com forma de cordão, presente no núcleo de células eucarióticas, constituído por DNA e proteínas associadas, portanto carrega as informações genéticas.
8- São importadas para o núcleo apenas proteínas que possuem o sinal de importação (para que consigam atravessar os complexos de poro), são elas: histonas, RNA polimerases e proteínas reguladoras de genes. A importação e exportação de proteínas para o núcleo são mediadas por receptores. As proteínas importinas reconhecem o sinal de importação e as exportinas o sinal de exportação. O transporte de proteínas para o núcleo é regulado pelas proteínas ligantes de GTP chamadas RAN. 
9- As histonas são responsáveis por compactarem o DNA, possibilitam o encaixe nuclear dos genomas eucarióticos de amplas dimensões, sem comprometer a transcrição para a expressão gênica.
10- Nucleossomo: complexo de DNA e proteínas, corresponde ao primeiro nível de compactação do DNA.
11- Nucléolo: constituído principalmente de RNA e proteínas, mas contendo também DNA, onde há transcrição de RNA ribossômico e montagem das subunidades dos ribossomos. 
12- A Biossíntese de subunidades ribossômicas ocorre no nucléolo das células eucarióticas. Uma sequencia de nucleotídeos sofre clivagem para formar RNAr menores. Essas partículas vão sofrendo esse processo até formar uma RNAr envolto de proteínas não mais divisíveis, que é a subunidade do RNAr.
13- A eucromatina é responsável pela transcrição gênica, ou seja, por seus genes não estarem condensados ele são transcritos. A heterocromatina é geneticamente inativa, pois devido ao seu alto teor de condensação, exceto durante a divisão celular, seus genes não conseguem ser transcritos.
14- A heterocromatina facultativa: é a hetero cromatina que se apresenta condensada em algumas células, mas não em outras, do mesmo organismo ou quando se encontra temporariamente condensada. Ex: a cromatina sexual que, numas células é formada pelo cromossomo X do pai e, em outras, pelo cromossomo X da mãe. Quando a heterocromatina é dita constitutiva ela sempre permanece condensada nas células do organismo, como é o caso dos centrômeros.
15- As células somáticas são diploides, ou seja apresentam 46 cromossomos. Já as células gaméticas são haploides, portanto apresentam 23 cromossomos.
-Expressão gênica 
1- Gene é a unidade de herança, a origem primária dos caracteres, responsável por armazenar as informações hereditárias. Ou seja, gene é toda sequencia de DNA que é transcrita, seja para codificar proteínas ou RNAs funcionais.
2- Expressão gênica consiste no processo em que a informação genética contida na molécula de DNA se expressa através das proteínas e usa o RNA como molécula intermediaria nesse processo.
3- A diferença morfofuncional das células, que possuem o mesmo genoma, ocorre pois os genes específicos de cada célula são transcritos diferencialmente.
4- Participam do processo de transcrição: DNA, DNAs polimerases, nucleotídeos que são adicionados a sequencia de RNA, RNA mensageiro.
5- a)Promotor: 
b)Mediador:
c) Acentuador:
d) Silenciador:
6- Rna polimerases são enzima, geralmente formadas por muitas cadeias polipeptídicas, que catalisam toda transcrição do DNA, nos eucariotos ocorrem três tipos de RNA polimerases, são elas: RNA polimerase I: atua na transcrição dos genes ribossomais. RNA polimerase II: transcreve os genes que codificam o RNA mensageiro, tendo grande impacto na diferenciação e manutenção celular. RNA polimerase III: responsável por transcrever genes relacionados na sua maior parte com o processamento de RNA transportador e de interferência.
7- RNA mensageiro: responsável por guiar a síntese de proteínas, de acordo com as instruções genéticas armazenadas no DNA. O RNAm é sintetizado nos cromossomos e representa a transcrição de um seguimento de uma das cadeias da hélice de DNA. Seu peso molecular varia de acordo com o tamanho da proteína que vai codificar no citoplasma, a molécula de RNAm é maior que a proteína já que são necessários três nucleotídeos para codificar um único aminoácido.
RNA ribossômico: muito mais abundante do que os outros tipos de RNA, existe combinado com proteínas, formando partículas facilmente visíveis á microscopia eletrônica. São formados por duas subunidades, uma maior e outra menor, com características funcionais e estruturais diferentes. 
RNA transportador: tem como função fazer a transferência dos aminoácidos para as posições corretas nas cadeias polipeptídicas em formação nos complexos de ribossomos e RNA mensageiro.
8- No processamento do RNAm ocorre adição de CAP na extremidade 5’ e poliadenilação na extremidade 3’. Essas extremidades especiais permitem que a célula verifique se ambas as extremidades de uma molécula de RNAm estão presentes, antes de exportar a sequencia de RNA do núcleo para ser traduzida em proteína.
Splicing: processo que tem lugar na molécula de uma RNA precursor,pelo qual os introns são removidos e os éxons são soldados para formar uma molécula de RNA mensageiro.
9-Na fase anterior ao splicing é chamado de pré-RNA e após o splicing, RNA maduro.
Éxons: as partes da molécula de um pré RNA mensageiro (ou seu equivalente no DNA) que vão codificar uma cadeia polipeptídica após a remoção dos íntrons.
Ìntrons: as partes da molécula de um pré-RNA mensageiro (ou seu equivalente no DNA) que são removidas por “splicing”, para possibilitar a junção dos éxons que irão constituir a molécula do RNA mensageiro.
10- Os splicing alternativos são constitutivos, isto é, os RNAm que sofreram splicing alternativo são produzidos continuamente pelas células de um organismo. Portanto o splicing alternativo produz RNAs diferentes a partir de um mesmo gene por splicing do mesmo transcrito processado de maneiras diferentes.
11- Códon: Sequência de três nucleotídeos em uma molécula de DNA ou RNAm que representa a instrução para a incorporação de um aminoácido específico em uma cadeia polipeptídica crescente. 
Anticódon: Sequência de três nucleotídeos em uma molécula de RNA transportador que é complementar ao códon de três nucleotídeos em uma molécula de RNA mensageiro.
Para síntese proteica, uma sucessão de moléculas de RNAt carregadas com seus aminoácidos apropriados deve unir-se a uma molécula de RNA mensageiro e, através do pareamento, os anticódons dos RNA transportadores emparelham-se com cada um de seus códons sucessivos.
12- O processo de transcrição ocorre no núcleo das células eucarióticas, já o processo de tradução ocorre nos ribossomos situados no citoplasma.
13- Na tradução as moléculas são de RNA são usadas para guiar a síntese de moléculas de proteínas. Participam do processo de tradução. Participam do processo de tradução diversos polipeptídeos, cerca de três moléculas de RNA em cada ribossomo, várias enzimas e proteínas, além de diferentes moléculas de RNA transportador. Esse processo é dividido em três etapas: Inicialização, conjunto de reações que precedem a formação da primeira ligação peptídica da proteína; Elongação: inclui todas as reações que ocorrem desde a formação da primeira ligação peptídica até a incorporação do ultimo aminoácido à proteína; Terminação: processos envolvidos na liberação do polipeptídeo já pronto.
14- O códon AUG é considerado códon de inicialização, ou seja, o códon que define o inicio da leitura do RNA mensageiro.
15- Quando ribossomo cobre algum dos códons de parada (UAA, UAG, UGA) sinaliza o término do processo de tradução através da ligação de fatores de libertação, que fazem com que as subunidades ribossômicas dissociem-se, liberando a cadeia de aminoácidos.
16- CACGCUACTGGGGCCCUAACCGUAUGGCCGUUA