Biologia Celular Introdução a Biologia Celular

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INTRODUÇÃO Á BIOLOGIA CELULAR 
 
As células são as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. 
Representa a menor porção de matéria viva dotada da capacidade de auto-
duplicação independente. As células seriam como os tijolos de uma casa. 
Cada tijolo seria como uma célula. 
História 
As células foram descobertas em 1663 pelo inglês Robert Hooke. Ao examinar 
em um microscópio rudimentar, uma lâmina de cortiça, Hooke verificou que ela 
era constituída por cavidades poliédricas (figura geomética cuja superfície é 
composta por um número finito de faces), às quais chamou de células (do 
latim cella, pequena cavidade). 
Na realidade Hooke observou blocos hexadecimais que eram as paredes de 
células vegetais mortas. A teoria celular foi formulada em 1839 por Schleiden e 
Schwann que concluiram que todo ser vivo é formado por celulas. 
As células são envolvidas pela membrana celular e preenchidas com uma 
solução aquosa concentrada de substâncias químicas, o citoplasma em que se 
encontram dispersos organelas (por vezes escrito organelos, organóides, 
orgânulos ou organitos), que são estruturas com funções especializadas, 
suspensas no citoplasma das células vivas. 
As formas mais simples de vida são organismos unicelulares que se propagam 
por cissiparidade (processo de divisão celular no qual um organismo 
unicelular se reproduz em dois). As células podem também constituir arranjos 
ordenados, os tecidos. 
O termo célula vem do grego KYTOS= cela;e do latim CELLA= espaço vazio. 
 
Estrutura 
 
De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: 
 CÉLULAS PROCARIONTES 
 CÉLULAS EUCARIONTES 
● Células Procariontes 
As células procariontes ou procarióticas, também chamadas de protocélulas, 
são muito diferentes das eucariontes. A sua principal característica é a 
ausência de carioteca (estrutura que envolve o núcleo das células 
eucarióticas, responsável por separar o conteúdo do núcleo celular, em 
particular o DNA do citosol que é o líquido que preenche o citoplasma) 
individualizando o núcleo celular, pela ausência de alguns organelas e pelo 
pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem 
compartimentos membranosos originados por evaginação (projeção da 
membrana celular para fora da célula) ou invaginação (dobras da membrana 
celular para o interior da célula). 
Também possuem DNA na forma de um anel não associado a proteínas (como 
acontece nas células eucarióticas, nas quais o DNA se dispõe em filamentos 
espiralados e associados à histonas que são as são as principais proteínas 
que compõem a cromatina (complexo de DNA e proteínas que se encontra 
dentro do núcleo celular nas células eucarióticas). 
O DNA ou ADN (ácido desoxirribonucleico (Deoxyribonucleic Acid) é uma 
estrutrura que contém a "informação" que instrui o desenvolvimento e 
funcionamento de todos os organismos vivos. 
O seu principal papel é armazenar as informações necessárias para a 
construção das proteínas e RNAs ou ARNs (ácido Ribonucleic acid). 
Os segmentos de DNA que são responsáveis por carregar a informação 
genética são denominados genes. O restante da sequência de DNA tem 
importância estrutural ou esta envolvido na regulação do uso da informação 
genética. 
 
Do ponto de vista químico, o DNA é um longo polímero de unidades simples 
(monômeros) de nucleotídeos (compostos ricos em energia e que auxiliam os 
processos metabólicos das células), formado por açúcar e fosfato intercalados 
unidos por ligações éster. 
Atracado a molécula de açúcar está umas das quatro bases nitrogenadas 
(base nitrogenada é um composto contendo nitrogênio e dividem-se em: 
purinas: adenina e guanina e pirimidinas: uracila, citosina e timina) e é a 
sequência dessas bases ao longo da molécula de DNA que carrega a 
informação genética. 
O código genético é justamente a leitura destas sequências, a qual especifica a 
sequência linear dos aminoácidos das proteínas. O código não é lido 
diretamente no DNA, mas as suas informações são transmitidas para um 
intermediário (RNAm) que é sintetizado a partir de um molde de DNA através 
de um processo chamado Transcrição e posteriormente a informação contida 
neste é "traduzida" em proteínas através de um processo chamado Tradução. 
Embora a maioria do RNA produzido é usando na síntese de proteínas, a outra 
parte tem função estrutural e como exemplo temos o RNA ribossômico (faz 
parte da estrutura dos ribossomos que são organelas citoplasmáticas). 
Dentro da célula, o DNA é organizado numa estrutura chamada cromossomo 
(que é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e sequências 
de nucleotídeos) com funções específicas nas células dos seres vivos e o um 
conjunto de cromossomas de uma célula forma o genôma. Antes da divisão 
celular os cromossomas são duplicados através de um processo chamado 
Replicação. Os eucariotos têm o seu DNA dentro do núcleo enquanto que as 
bactérias o tem disperso no citoplasma. 
É responsável pela transmissão das características hereditárias de cada 
espécie de todos os seres vivos. 
Estas células são desprovidas de mitocôndrias, plastídeos, complexo de Golgi, 
retículo endoplasmático e sobretudo carioteca o que faz com que o DNA fique 
disperso no citoplasma. 
A este grupo pertencem seres unicelulares também denominados coloniais: 
 BACTÉRIAS 
 CYANOBACTERIAS (ALGAS AZUIS OU CIANÓFICEAS) 
 PPLO ("pleuro-pneumonia like organisms") 
BACTÉRIAS 
São organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser encontrados na 
forma isolada ou em colônias e pertencente ao reino Monera. 
Monera é um reino biológico que inclui todos os organismos vivos que 
possuem uma organização celular procariótica. Antes da criação deste reino, 
estes seres eram tratados como duas divisões das plantas: Os Schizomycetes, 
ou bactérias (incluindo a maioria dos procariontes, que eram considerados 
fungos da palavra grega "mycetes"="fungo") e os Cyanophyta, ou algas azuis-
esverdeadas. Os últimos são atualmente considerados como um grupo das 
bactérias, tipicamente chamados de Cyanobacteria. O reino Monera possui 36 
divisões. 
As bactérias são microrganismos constituídos por uma célula, sem núcleo 
celular nem organelas membranares. 
Descobertas por Anton van Leeuwenhoek em 1683, as bactérias foram 
incialmente classificadas entre as plantas; em 1894, Ernst Haeckel incluiu-as 
no reino Protista e atualmente as bactérias compõem um dos três domínios do 
sistema de classificação cladístico (método de análise das relações evolutivas 
entre grupos de seres vivos). Vulgarmente, utiliza-se o termo "bactéria" para 
designar também as archaebactérias, que atualmente constituem um domínio 
separado. 
As bactérias são normalmente microscópicas ou submicroscópicas 
(detectáveis apenas ao microscópio electrônico), com dimensões máximas 
tipicamente da ordem dos 0,5 a 5 micrômetros. Uma exceção é a bactéria 
Epulopiscium fishelsoni isolada no tubo digestivo de um peixe, com um 
comprimento compreendido em 0,2 e 0,7 mm. 
 
Bactérias Cytrobacter freundii ao microscópio eléctronico (Fonte: Wikipedia). 
 
CYANOBACTERIAS 
 Incluem as algas azuis, que são organismos aquáticos procariontes e 
fotossintéticos em forma de filamento, formando capas de matéria verde-
azulada em águas paradas e eutróficas. Algumas cianobactérias produzem 
cianotoxinas, entre as quais anatoxina-a, anatoxina-as, aplisiatoxina, 
cilindrospermopsina, ácido domóico, microcistina LR, nodularina R e 
saxitoxina. 
Importância Ecológica:As cianobactérias foram os principais produtores 
primáriosda biosfera durante mais ou menos 1.500 milhões de anos, e 
continuam sendo nos oceanos. O mais importante é que através da 
fotossíntese elas encheram a atmosfera de O2. Continuam sendo as principais 
provedoras de N para as cadeias tróficas dos mares. 
Cianotoxinas são toxinas produzidas por algumas espécies de cianobactérias 
em água doce ou salgada, e são classificadas como hepatotoxinas 
(microcistina e nodularina), neurotoxinas (anatoxina-a, anatoxina-as, 
homoanatoxina-a e saxitoxina), citotoxinas (cilindrospermopsina) e 
dermatoxinas (lingbiatoxina). 
Em altas concentrações de cianotoxinas, primeiramente as comunidades 
aquáticas são afetadas. As florações de cianobactérias tóxicas podem 
provocar a mortandade de peixes e outros animais, incluindo o homem, que 
consomem a água ou organismos contaminados. 
Diversas cianotoxinas têm importância para a saúde pública. Estas toxinas 
quando presentes na água utilizada para abastecimento doméstico, pesca ou 
lazer, podem atingir as populações humanas e provocar efeitos adversos 
como gastrenterite, hepato-enterite e outras doenças do fígado e rim, câncer, 
irritações na pele, alergias, conjuntivite, problemas com a visão, fraqueza 
muscular, problemas respiratórios, asfixia, convulsões e morte, dependendo 
do tipo da toxina, da concentração e da via de contato. 
Tipos de toxinas: 
Hepatotoxinas 
As hepatotoxinas produzidas pelas cianobactérias (microcistina e nodularina) 
agem de forma semelhante quando ingeridas, sendo responsáveis por mal 
estar, vômitos, cefaléia e gastrenterite. Atingem os hepatócitos pelo sistema 
de transporte dos ácidos biliares e induzem à despolimerização de filamentos 
intermediários e microfilamentos, o que leva à contração dos hepatócitos. A 
circulação de sangue no fígado é comprometida, resultando em hemorragias. 
Isto pode levar a hepato-enterite, gastrenterite e eventualmente câncer nos 
casos de intoxicação crônica. Episódios de ingestão de microcistina foram 
responsáveis por morte de peixes, animais importantes para a indústria 
agropecuária, animais de estimação e seres humanos 
Neurotoxinas 
Diferentes tipos de neurotoxinas são produzidos: anatoxina-a e a 
homoanatoxina-a agem mimetizando o efeito de acetilcolina; já a anatoxina-
a(S) pode inibir a colinesterase e bloquear os canais de sódio, todas afetando 
as neurotransmissões. Saxitoxinas também bloqueiam os canais de sódio. 
Citotoxinas 
Cilindrospermopsina é uma citotoxina inibidora de síntese protéica, que pode 
afetar todas as células, mas sobretudo os rins e o fígado de mamíferos; em 
casos de intoxicação grave leva à necrose celular generalizada (rins, fígado, 
baço, pulmão, intestino). 
Dermatoxinas 
Lingbiatoxina é uma dermatoxina, afetando a pele e podendo causar irritações 
cutâneas. 
 
 
Toxinas sintetizadas por cianobactérias 
Cianotoxinas Gêneros com potencial de síntese 
Anatoxina-a 
Oscillatoria, Aphanizomenon, Planktothrix, Anabaena, 
Cylindrospermum 
Anatoxina-a(S) Aphanizomenon, Anabaena e Lyngbya 
Cilindrospermopsina Cylindrospermopsis, Umezakia, Aphanizomenon, Raphidiopsis 
Homoanatoxina-a Planktothrix 
Lingbiatoxina Lyngbya 
Microcistinas 
Microcystis, Planktothrix, Anabaena, Nostoc, Anabaenopsis, 
Hapalosiphon 
Nodularinas Nodularia 
Saxitoxinas 
Aphanizomenon, Anabaena, Lyngbya, Cylindrospermopsis e 
Planktothrix 
 
 
Anabaena sphaerica 
 
PPLO OU MICOPLASMAS 
É o nome que foi dado aos microorganismos do género Mycoplasma, cujo 
tamanho e complexidade os situa entre as bactérias e os vírus. São os 
menores organismos de vida livre conhecidos. Os microbiólogos ainda 
discutem se as bactérias evoluíram dos micoplasmas primitivos, ou se se trata 
de estirpes separadas, e os micoplasmas evoluíram a partir de vírus. 
A diferença principal entre as bactérias e os micoplasmas é que as bactérias 
possuem uma parede celular sólida, e por esse motivo uma forma definida (o 
que facilita a sua identificação ao microscópio), ao passo que os micoplasmas 
possuem apenas uma membrana flexível, o que associada ao diminuto 
tamanho, dificulta a sua identificação, mesmo quando observados ao mais 
potente dos microscópios electrônicos. 
 Os primeiros micoplasmas foram dectectados em 1898 no Instituto Pasteur, 
em tecidos de gado com artrite e pleuro-pneumonia. Daí veio o primeiro nome 
que foram conhecidos: pleuro-pneumonia-like organisms, ou PPLOs. 
O primeiro micoplasma humano foi isolado em 1932, num abcesso. Desde 
então descobriram-se muitas estirpes diferentes, que são fundamentalmente 
específicas da espécie hospedeira (ou pelo menos de grupos específicos de 
animais: felinos, aves, roedores, homem e símios antropóides, etc.). 
 Descobriu-se também que ao contrário das bactérias, que os micoplasmas 
são sensíveis a penicilina, sendo controláveis por antibióticos como a 
tetraciclina. Os micoplasmas podem viver dentro de células, ou até mesmo 
matar a célula hospedeira, à semelhança do que fazem alguns vírus e 
bactérias, como também podem viver e crescer fora das células, nos fluídos 
corporais, coisa de que os vírus não são capazes. 
São responsáveis por doenças como a artrite reumatóide, inflamações 
alérgicas, pneumonia atípica e outras doenças. 
Estuda-se uma possível ligação entre estes organismos e certas doenças 
relacionadas com o sistema imunitário, como a diabetes e a esclerose 
múltipla, entre outras. 
 
VÍRUS 
Os vírus são seres muito simples, formados basicamente por uma cápsula 
protéica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, 
pode ser o DNA ou o RNA, nunca os dois juntos. É uma partícula basicamente 
protéica que pode infectar organismos vivos. 
A palavra vem do latim e significa venenos. Atualmente é utilizada para 
descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer 
coisa que se reproduza de forma parasitária, como idéias. O termo vírus de 
computador nasceu por essa analogia. 
As origens dos vírus: A origem dos vírus não é inteiramente clara, porém a 
explicação atualmente favorecida é que eles sejam derivados de seus próprios 
hospedeiros, originando-se de elementos transferíveis como plasmídeos (são 
moléculas circulares duplas de DNA) ou transposons (são segmentos de DNA 
que têm a capacidade de mover-se e replicar-se dentro de um determinado 
genoma). 
Quando não estão se reproduzindo, os vírus não manifestam nenhuma 
atividade vital: não crescem, não degradam nem fabricam substâncias e não 
reagem a estímulos. 
No entanto, a sua capacidade reprodutiva é assombrosa: um único vírus é 
capaz de produzir, em poucas horas, milhões de novos indivíduos. Das 
1.739.600 espécies de seres vivos existentes, os vírus representam 3.600 
espécies. 
Os vírus são seres vivos ou seres não vivos? 
Um vírus retira o mecanismo celular do seu hospedeiro para criar mais 
partículas de vírus por forma a completar o seu ciclo de vida. Estes parasitas, 
em nível molecular, forçam as enzimas das células parasitadas a trabalharem 
para formar novos vírus em vez dos próprios componentes que a célula 
necessita. 
Os vírus são entes naturais que nem podem ser considerados seres vivos nem 
seres não vivos, de acordo com as definições mais comuns para estes 
conceitos. Podem reproduzir-se e mostrar hereditariedade, mas são 
dependentes das complexas enzimas (grupo de substâncias orgânicas de 
natureza normalmente protéica) de seus hospedeiros, e podem ter várias 
formas de ser tratados como moléculas ordinárias (por exemplo, eles podem 
ser cristalizados). 
São parasitas obrigatórios, e não possuem forma de reprodução independente 
de seus hospedeiros. Da mesma forma que a maioria dos parasitas, eles têm 
um certonúmero de hospedeiros específicos, algumas vezes específicos a 
apenas uma espécie (ou até mesmo limitados a apenas um tipo de célula da 
espécie) e em outros casos, mais abrangente. 
Os vírus que atacam as células animais não atacam as vegetais e vice-versa. 
No entanto, existem alguns vírus vegetais que se multiplicam nas células de 
insetos, que os disseminam de uma planta para a outra. Quando estão fora do 
organismo do seu hospedeiro, cristalizam e comportam-se como qualquer 
pedaço de matéria inanimada. (Vírus da Gripe) 
 
As bactérias são diferentes dos vírus por apresentarem: 
 conjuntamente DNA e RNA; 
 uma membrana semipermeável, através da qual realizam as trocas com 
o meio envolvente. 
 
Obs.: Já foram encontrados vírus com DNA e RNA, no entanto são raros os 
vírus que possuem DNA e RNA simultaneamente, sendo denominados 
retrovírus.