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Biologia Celular
Prof. William Volino
Biologia Celular
Conteúdo desta aula
1. INTROD. AO ESTUDO DA CÉLULA E VÍRUS
2. BASES DA CONSTITUIÇÃO CELULAR
3. ESTRUTURA E FUNÇÕES DA MEMBRANA 
4. TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA 
5. ESPECIALIZAÇÃO E SINALIZAÇÃO CELULAR
6. O NÚCLEO 
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS CÉLULAS
Todo ser vivo é formado por células
A célula é a unidade fundamental dos seres vivos, estrutural e funcional. 
Fonte: http://www.ocorpohumano.xpg.com.br/celulas_e_tecidos.htm 
Existem dois níveis de organização celular:
Seres Unicelulares 
Bactérias
Protozoários
Leveduras (fungos)
Algas
Seres Pluricelulares
Algas
Fungos
Plantas
Animais
Em seres pluricelulares observamos a organização:
Células
Tecidos
Órgãos
Sistemas
Organismo
Fonte: http://espacocienciasquintoano.blogspot.com.br/2011/05/blog-post.html
Existem dois tipos básicos de células:
Fonte : http://www.jornallivre.com.br/249400/celulas-procariontes-ecelulas-eucariontes.html
Procariontes
Eucariontes
Cariomembrana
ausente
presente
Organelas
ausentes
presente
Mitose/meiose
ausente
presente
Genoma
DNA circular
DNA linear
As células eucariontes podem ser classificadas como células animais e células vegetais
Fonte: http://www.que-es-la-ciencia-quimica-y-fisica.info/celula-vegetal-y-sus-partes/
Células Animais
Células Vegetais
Centríolos
presentes
ausentes
Cloroplastos
ausentes
presentes
Vacúolo central
ausentes
presentes
Parede celular
ausente
presentes
OS VÍRUS
Os vírus são acelulares
Os vírus não possuem metabolismo próprio
Os vírus são seres vivos?
Possuem um envoltório proteico denominado capsídeo
O capsídeo pode ou não ser revestido por um envelope lipídico derivado das membranas celulares
BASES QUÍMICAS DA CONSTITUIÇÃO CELULAR
Todo ser vivo é um sistema químico que obedece as leis da Física e da Química
Diferentes elementos químicos se combinam, e formam a matéria.
A matéria compõe todo o universo, incluindo a célula e os seres vivos.
Fonte: http://consultaestudo.com/tabela-periodica/
Do que são formadas as células?
As células são formadas por moléculas e estas, por sua vez, são formadas pela combinação de elementos químicos ou átomos.
Fonte: http://www.tecnologiadoglobo.com/2009/03/materia-atomos-protoes-electroes-tabela-periodica/
Sendo assim, observamos que:
Fonte: http://minhalogia.blogspot.com.br/2013/03/organizacao-hierarquica-das-unidades-de.html
A água
É o elemento mais abundante na Terra e pode ser encontrada no estado físico líquido, sólido e gasoso
Sua molécula é formada por dois átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio, cuja fórmula é H2O.
Está presente na célula numa proporção de aproximadamente 70%, podendo variar por várias razões, como o tipo de célula.
Macromolélulas orgânicas:
São encontradas nas células quatro categorias:
Lipídeos
Carboidratos
Proteínas
Ácidos nucleicos
MEMBRANAS CELULARES: FUNÇÕES E ESTRUTURA
Nas células existe uma membrana que delimita a célula e separa o meio intracelular do extracelular, chamada membrana plasmática;
A membrana plasmática é composta por três tipos de biomoléculas: lipídeos, proteínas e carboidratos.
Lipídeos da membrana
Fosfolipídeos da membrana plasmática
	Formam a estrutura básica da membrana. Estes lipídeos tem uma característica em comum: uma cabeça hidrofílica (polar) e caudas hidrofóbicas (apolares).
Lipídeos esteroides
Estão em menor proporção. Em células animais é representado pelo colesterol, que interferem na fluidez da membrana plasmática, a deixando menos fluida
Proteínas da membrana 
São específicas e podem desempenhar diferentes funções
Transporte
Adesão
Receptora
Enzimática
Carboidratos da membrana 
Estão localizados na sua superfície externa
Eles se associam às proteínas e aos lipídeos, formando glicoproteínas e glicolipídeos
Eles formam o glicocálice ou glicocálix, que tem como funções:
	Reconhecimento celular
	Adesão celular
							
Funções da Membrana Plasmática
A membrana plasmática controla a entrada e saída de substâncias nas células
A membrana apresenta permeabilidade seletiva, controlando a entrada de moléculas e íons, impedindo o intercâmbio indiscriminado de substâncias.
A membrana plasmática atua como suporte físico
Muitas enzimas ficam fixas na membrana 
A membrana plasmática é responsável pelos processos de endocitose e exocitose
A membrana plasmática participa dos mecanismos de interação química celular
Através de receptores proteicos específicos, que interagem com moléculas como neurotransmissores, hormônios e fatores de crescimento.
MEMBRANAS CELULARES: TRANSPORTE E ESPECIALIZAÇÕES
Nas células existe um fluxo contínuo e controlado de substâncias que entram e saem da célula.
Chamamos de soluto os íons ou moléculas pequenas que devem atravessar a membrana plasmática. 
Chamamos de solvente o veículo aquoso no qual o soluto é dissolvido.
O fluxo de substâncias se dá de diferentes maneiras, de acordo com as características do meio intra e extracelular.
 
O meio é isotônico quando sua concentração de soluto é fisiológico, isto é proporcional à das condições celulares. 
O meio é hipertônico quando a concentração de soluto é superior ao ideal, em relação ao solvente. O meio está mais concentrado.
O meio é hipotônico quando a concentração de soluto é menor que a ideal, em relação ao solvente. O meio está menos concentrado.
A passagem de solutos através das membranas celulares pode ser do tipo passiva ou ativa.
O transporte passivo ocorre por meio dos componentes da dupla camada lipídica e sem que haja gasto de energia pela célula. É à favor do gradiente de concentração (de onde tem mais para onde tem menos).
O transporte ativo ocorre com gasto de energia pela célula. Contra o gradiente de concentração. 
	
Difusão simples
Ocorre passagem de soluto através da dispersão deste num meio aquoso ou gasoso
O soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior da célula do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário
O soluto precisa ser pequeno, ser uma molécula hidrófoba (apolar) ou mesmo uma molécula polar, desde que seja pequena.
Osmose
Ocorre passagem de solvente (água) de um meio hipotônico para o hipertônico, com o intuito de estabelecer a isotonia entre os meios.
 
Difusão facilitada
Ocorre passagem de íons e macromoléculas através de proteínas carreadoras, chamadas de permeases ou canais iônicos.
As permeases mudam a sua conformação para permitir a passagem do soluto.
	
Bomba de Sódio e Potássio
Estabelece as diferenças nas concentrações de Na+ (sódio) e K+ (potássio) entre o interior da célula e o líquido extracelular.
Tem por função expulsar Na+ para o espaço extracelular e introduzir K+ no citoplasma (contra o gradiente de concentração)
O transporte através da membrana também pode se dar através da formação de vesículas pela membrana.
Este transporte pode ocorrer por endocitose, exocitose e transcitose.
Especializações da Membrana Plasmática
A membrana plasmática, em muitas células, apresenta especializações que permitem o desempenho de atividades específicas.
Algumas especializações, como as microvilosidades e estereocílios, estão relacionadas com o aumento da superfície da membrana.
Outras especializações, como os flagelos e cílios, estão relacionadas com o movimento celular.
As microvilosidades são prolongamentos do citoplasma recobertos por membrana.
Aumentam superfície de absorção (intestino e tubos contorcidos proximais dos rins)
Os estereocílios são semelhantes aos microvilos, porém possuem maior comprimento e se ramificam frequentemente. 
Aumentam a superfície de absorção facilitando o transporte de água e outras moléculas.
São encontrados
nos epidídimos e no pavilhão auditivo.
Os cílios são projeções móveis semelhantes a pelos.
São finos, curtos e móveis, presentes em grande quantidade em células do revestimento do sistema respiratório e tubas uterinas.
Movimentam substâncias e partículas que estão sobre as células.
Alguns protozoários utilizam cílios para a sua locomoção.
Os flagelos são projeções móveis longas, presentes em menor quantidade.
São utilizados para movimentação das células, como nos espermatozoides, protozoários, algas unicelulares e bactérias.
As células também podem apresentar outras especializações da membrana, frequentemente encontradas na superfície lateral delas.
Estas especializações estão relacionadas com:
Adesão entre as células;
Adesão entre as células e a matriz extracelular;
Oclusão entre as células;
Comunicação entre as células.
As moléculas sinalizadoras são classificadas em:
Hidrossolúveis: são moléculas polares, que podem ser pequenas e derivadas de aminoácidos ou grandes como os peptídeos. O hormônio insulina e o neurotransmissor adrenalina são exemplos.
Lipossolúveis: são moléculas apolares e de pequeno tamanho, derivadas do colesterol, de aminoácidos ou são compostos gasosos. Os hormônios sexuais e da tireoide são exemplos.
SINALIZAÇÃO CELULAR
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Receptores proteicos interagem com as moléculas sinalizadoras.
Os receptores podem estar na membrana plasmática, no citoplasma ou no núcleo celular.
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As moléculas sinalizadoras hidrossolúveis se ligam nos receptores de membrana.
Essas moléculas não conseguem atravessar a membrana e, por isso, seus receptores precisam estar localizados nela.
Esses receptores se ligam a moléculas sinalizadoras com grande afinidade e traduzem este sinal em sinais intracelulares, que afetam o desenvolvimento celular. 
Nesse caso há necessidade da formação de um segundo mensageiro, como o AMP cíclico, dentro da célula.	
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Os receptores citoplasmáticos e nucleares se ligam às moléculas sinalizadoras lipossolúveis.
Essas moléculas conseguem atravessar a membrana e se ligam aos receptores que estão no seu interior.
Ao se ligar ao receptor, ocorre uma mudança metabólica na célula por meio da alteração da expressão dos seus genes. 
Neste caso, não é necessária a formação de segundos 
mensageiros intracelulares.
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NÚCLEO
É uma organela exclusiva dos seres eucariontes
Núcleo
Geralmente a célula apresenta um único núcleo, que fica em posição central.
Existem diferentes formas de núcleo.
A carioteca é uma membrana dupla, que apresenta poros na sua constituição e na parte voltada para o citoplasma possui ribossomos 
Nucleoplasma é uma solução aquosa de proteínas (maioria enzimas), RNAs, nucleosídeos, nucleotídeos e íons, onde estão mergulhados os nucléolos e a cromatina.
Nucléolo é uma estrutura fortemente corada, encontrada nas células de eucariotos, envolvida na síntese de rRNA e na formação da primeira etapa na síntese dos ribossomos.
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/citologia/imagens/nnucleo31.jpg
A Cromatina é formada pelo DNA e um número de proteínas especializadas.
Quando a célula vai se dividir a cromatina se condensa e acaba originando a estrutura conhecida como cromossomo.
Os Cromossomos são compostos por:
 
Duas cromátides divididas em braços (curto e longo).
Centrômero.
Telômeros
Os Cromossomos humanos são classificados morfologicamente em:
Metacêntrico (M)
Submetacêntrico (SM)
Acrocêntrico (A). 
C- centrômero
Os Cromossomos são também classificados em: 
Autossômicos: são os 22 pares de cromossomos não sexuais 
Alossômicos: são os 2 cromossomos sexuais
 
De acordo com a quantidade de cromossomos as células são classificadas em:
Diploide (2n) – cromossomos aos pares
Haploides (n) – apenas um cromossomo de cada par
Divisão celular
As células precisam se dividir constantemente, seja para crescimento do organismo, reposição de células mortas ou para permitir a reprodução.
O núcleo participa ativamente da divisão celular, pois os cromossomos são divididos entre as células filhas.
	
http://actu.epfl.ch/image/7983/324x182.jpg
Existem dois tipos de Divisão Celular:
Mitose
Divisão das células somáticas
Células filhas idênticas a célula inicial
Objetiva o desenvolvimento do organismo e a renovação ou regeneração dos tecidos
Meiose
 As células filhas não são idênticas à célula inicial
Células diploides originam haploides 
Destina-se a formação de gametas e reprodução da espécie
2n 
2n 
2n 
2n 
n 
n 
n 
n 
n 
n