Biologia Celular p2

Prévia do material em texto

Biologia Celular- P2
 Organelas
•Mitocôndrias
*importante para metabolização de fármacos 
Organela central para produção de energia da célula sem funcionamento dela não tem um tecido funcional. 
Organela muito diferente em questão morfológica, lembra uma bactéria
os animais ela e única e comparável ao reino vegetal ao cloroplastos (organela da célula vegetal responsável pela fotossíntese-produção de ATP) 
Única organela que possui duplo sistema de membrana uma externa e outra interna, que entre elas tem um espaço, elas não são colocadas uma na outra. Esse espaço que tem entre elas esta relacionado com a cadeia transportadora de elétrons (que é o processo final para a geração de ATP pelas mitocôndrias)
A membrana externa dela é lisa (como se fosse uma capa)
A membrana interna possui processos de invaginações que são chamadas de crista. E ao longo dessas cristas que estão alocadas as proteínas da cadeia transportadora de elétrons (conjunto de proteínas/enzimas- elas que produzem a grande quantidade de ATP) 
Por que a membrana externa é lisa e a interna não? 
Porque as enzimas da cadeia transportadora de elétrons está presente na membrana interna e não na externa. E quanto maior extensão de membrana externa a mitocôndria tiver maior será a quantidade de ATP será produzida, e assim a célula vai ter mais quantidade de energia para a realização de todos os processos que ela precisa. Mitocôndria é uma bactéria primitiva
Características: Possui sua própria matriz (citoplasma) com o seu DNA próprio. Ou seja temos dois conjuntos de genes em nossas células, o nuclear (metade pai e metade mãe) e conteúdo genético mitocondrial (que é a origem que vai passando)
A mitocôndria consegue se auto duplicar. E a sua duplicação é independente da duplicação da célula como um todo. O seu DNA próprio também é a capaz de produzir proteínas. 
A mitocôndria não tem esse formato físico (varia de uma mitocôndria para outra)tem muito a ver com a comanda energética do órgão. Tem uma quantidade de mitocôndria muito maior em pessoas que são atletas do que em pessoas sedentárias, podendo mudar.
-Membrana interna: são encontradas proteínas que são relacionadas com a metabolização de fármacos, proteínas de síntese de ATP, proteínas que regulam os metabólicos celulares e varias outras. 
-No citoplasma da mitocôndria é encontrado as proteínas especificas responsáveis pela elaboração do ciclo de Krebs, as proteínas responsáveis pela oxidação de lipídeos, as enzimas de replicação e transcrição do DNA mitocondrial e da síntese proteicas da mitocôndria.
-Membrana externa: igual a todas as membranas, comum.
Ciclo de Krebs: as enzimas do ciclo de Krebs estão localizadas no interior da mitocôndria ,e vão utilizar o acido pirúvico obtido com o produto final a glicose, que ocorre no citosol, que ocorre a produção de ácido pirúvico. Esse acido pirúvico que t no citosol vai entrar na mitocôndria e vai parar na matriz mitocondrial, aonde vai ter todas as enzimas do ciclo de Krebs, que estão só esperando o acido pirúvico entrar na matriz mitocondrial para entrar no ciclo e fazer o ciclo de Krebs.
A glicose entra no processo de glicólise(ocorre no citoplasma), produziu pouco ATP e produziu o acido pirúvico vai atravessar a membrana mitocondrial externa , atravessar o espaço entre as membranas, atravessas a membrana mitocondrial interna e cair na matriz mitocondrial, que ao cair vai entrar pra ciclar no ciclo de Krebs(ocorre na matriz mitocondrial), e como produto de ciclo de Krebs também tem a produção de ATP em menor quantidade, e o subproduto que é o NADH, ele vai ser utilizado nas enzimas. O produto do ciclo de Krebs vai interagir com as proteínas da cadeia transportadora de elétrons da (membrana mitocondrial interna), para produzir o produto mais importante que é o ATP. 
A cadeia transportadora de elétrons bombeia prótons de H+, que vai criar um gradiente eletroquímico, e a energia motriz desse gradiente que é utilizado para sintetizar o ATP. Esses prótons na forma de H+ são bombeados ativamente por enzimas específicas, que vão entupindo essa região de H+, quando ela ficar totalmente lotada de prótons de H+, isso forma esse gradiente eletroquímico e ele que vai ser utilizado para acionar as enzimas da cadeia portadora de elétrons responsável pela produção de ATP. 
Funções mitocôndria 
Responsável pela respiração celular; 
Produção de energia na forma de ATP (através de uma molécula de glicose);
E através desses processos (ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons) que acontecem na presença de oxigênio, o ATP que é produzido por esse processo é utilizado para todos os processos celulares, ou seja, toda fonte de energia que a célula precisa vem dessa produção.
A mitocôndria também esta envolvida em processos celulares como processo Apoptose que é um tipo de morte celular 
-Glicólise ( acontece no citoplasma)
-Ciclo de Krebs (acontece na matriz)
-Cadeia transportadora de elétrons ( acontece na membrana mitocondrial interna)
•Reticulo endoplasmático , lisossomos e complexo de golgi
-Uma complementa a outra 
-reticulo + complexo de golgi relacionados a produção de proteínas, lipídios e carboidratos
-Lisossomos relacionados com degradação de qualquer coisa 
O retículo e o núcleo estão fisicamente conectados, a membrana nuclear/envelope nuclear é cheia de furos (poros) parece uma peneira. Dentro do núcleo tem o material genético da célula (DNA). 
Por que o envelope nuclear é cheio de furo? 
Se ele não tivesse furo nenhum o DNA ia ficar completamente isolado do resto da célula, ele precisa ter esses buracos porque através deles as moléculas de RNA mensageiro (produzido dentro do núcleo) são liberadas para o citoplasma, que ai acontece à tradução (produção da proteína). 
Na célula tem duas rotas diferentes da produção das macromoléculas 
Uma que ocorre dentro do núcleo, como explicado acima e a segunda rota de lipídeo, proteínas e carboidratos através do reticulo e do complexo de golgi
O envelope nuclear tem um espaço que é conectado com o reticulo endoplasmático, eles são totalmente conectados. O reticulo tem uma parte rugosa e outra parte lisa, mas isso não é fixo, pode variar a proporção. Na parte rugosa tem “bolotas” em volta, que são ribossomos. A parte lisa não tem ribossomos. O ribossomo junto com o RNA mensageiro fazem tradução e produção de proteína.
 Os ribossomos livres no citoplasma para acoplar com RNA mensageiro livre no citoplasma para traduzir a proteína, vai fazer a mesma coisa que o ribossomo que tiver grudado no citoplasma faz, se junta ao RNA mensageiro grudado e vai produzir proteína.
•Porção rugosa: tem ribossomos aderidos (produção de proteína)
•Porção lisa: produção de lipídeos 
1- o RNA mensageiro que se liga no ribossomo livre no citoplasma produz proteína livre no citoplasma.
2- o RNA mensageiro que se liga ao ribossomo preso no citoplasma produz proteína que fica presa no citoplasma e que vai cair dentro do reticulo, que depois cai para fora da célula(meio extra celular). 
Por que o RNA mensageiro não tem dificuldade em achar o ribossomo aderido ao reticulo? Porque o reticulo está acoplado no núcleo e o RNA mensageiro sai do núcleo.
*DNA tem 3 processos importantes:
-Replicação(cópias dele mesmo) quando a célula vai fazer divisão celular
-Transcrição ( 1 molécula de RNA mensageiro)
-Tradução (proteína)
Para onde a proteína produzida pelo ribossomo livre pode ir?
-Permanecer no citoplasma
-Ser direcionada para mitocôndria
-Retornar para o núcleo
Quais são essas proteínas?
- Relacionadas a cadeia transportadora de elétrons
- As da matriz mitocondrial
- As do Ciclo de Krebs
Para onde a proteína produzida pelo ribossomo grudado pode ir?
Cai dentro do reticulo endoplasmático, são direcionados para o interior do complexo de golgi e ele vai enviar essas proteínas para também 3 opções:
-Meio extra celular
-Membrana plasmática
-Lisossomos
Quais são essas proteínas?
-(Proteínas periféricas e integrais)
Como a célulaorganiza essa distribuição?
-Através da sequencia de sinal que é o que determina para onde a molécula vai. Para cada destino tem uma sequencia de sinal especifica. 
Tudo que cai dentro do reticulo endoplasmático é enviado para o complexo de golgi, que funciona como uma central de distribuição das moléculas. 
Núcleo + Reticulo Endoplasmático = fisicamente conectados 
Reticulo Endoplasmático + Complexo de Golgi = não estão grudados fisicamente, eles enviam uma coisa para o outro através de vesículas.
Vesículas são revestidas externamente por proteínas (são as marcações que indicam o caminho e são transportadoras)
2 proteínas principais na célula: Copi 1 e Copi 2(O reticulo tem que enviar essa proteína para o interior do Golgi.)
Quando o retículo conclui a produção dessa proteína e ele quer enviar para o Complexo de Golgi, ele coloca essa proteína na vesícula.
Copi 1= nasceu complexo de golgi e é enviada para o reticulo
Copi 2= nasceu do reticulo e é enviada para o complexo
•Complexo de Golgi
-Tem lados diferentes (duas faces)
Face cis/entrada: voltada para o reticulo (copi 2)
Face trans/saída: voltada para a membrana plasmática (copi 1)
-Morfologicamente parece uma panqueca
-Nele acontece modificação dos lipídeos e proteínas produzidos no RE.
Quais são essas modificações?
-Glicolização (adicionamento de grupamento glicose)/ glicolipideos e glicoproteinas 
-Sulfatação (adicionamento de grupamento sulfato)/ proteínas da MEC
-Fosferização (adicionamento de grupamento fosfato)/ processos genéticos/ ciclo de Krebs 
PROTEÍNA: RETICULO ENDOPLASMATICO LISO
LIPIDEO: RETICULO ENDOPLASMATICO RUGOSO
CARBOIDRATO: COMPLEXO DE GOLGI
•Lisossomos 
-formato bem arredondado
-dentro tem um pH de 5,0 (ácido) e no citoplasma pH 7,2 a 7,4 (neutro)
-é uma grande família de proteínas denominadas hidrolise ácidas que são enzimas que degradam, mas precisam ter um pH ácido.
Como o lisossomo mantem o pH ácido?
Ele tem uma bomba de prótons (que é como um mecanismo de segurança) que pega H+ do citoplasma e joga o H+ para dentro do lisossomo, faz isso o tempo todo. Com isso mantem o pH constantemente ácido. Se a bomba parar de funcionar o pH do lisossomo, tende a igualar com o pH do citoplasma (que é neutro). As hidrolises ácidas param de funcionar e o lisossomo perde o poder de degradação.
Sinalização celular
Uma molécula sinal que sempre vem do meio extracelular e interage com a membrana através de receptores de superfície. Quando a molécula sinal interage quimicamente com o receptor, essa interação gera uma escata de sinalização celular dentro da célula. Então o sinal que esta no meio extracelular, se liga no receptor, essa interação química entre a molécula sinal e o receptor vai produzir um efeito que vai fazer que produza dentro da célula intracelular moléculas sinalizadoras também. 
Molécula sinal primaria: primeira a entrar no sistema
Molécula sinal secundário: produzidas em resposta a sinalização, são produzidas em consequência da molécula sinal primaria com seu respectivo receptor.
As proteínas secundarias produzidas em resposta a molécula primaria, é que vão fazer com que a célula produza uma resposta. 
Processo de sinalização celular
Uma molécula sinal que veio do lado de fora , vai se ligar em um receptor especifico dentro da célula e a célula vai responder de alguma forma a esse estimulo que veio do meio extra celular. 
Sempre que uma molécula sinal se liga em um receptor especifico, isso vai produzir moléculas sinalizadoras secundarias e essa molécula sinalizadora secundaria vão fazer com que a célula execute uma resposta a essa sinalização. Essa resposta pode ser de 3 categorias:
•Metabolismo ou enzima: alteração do metabolismo celular, pode ser para aumentar ou diminuir. Ex: analgésicos
•Regulação da expressão genica: alteração da expressões do gene, tanto pra mais ou menos, 
•Envolve as proteínas de citoesqueleto: alteram o citoesqueleto da célula, pode ter uma mudança de formato da célula também ou a migração celular nessas células 
Quando uma sinalização celular acontece ela cai em algum grupo ou mais de um desses 3 , como consequências, essas moléculas sinalizadoras interferem com a as enzimas .
*Proteína sempre é o receptor 
Molécula primária- é a que traz a informação, se liga ao receptor
Molécula secundaria- é a que vai ser produzida em resposta a ligação da molécula primaria com o receptor
Proteínas efetoras- vão executar a modificação 
Existe 2 classes de receptor das células: os receptores que estão na superfície celular ou os que estão na membrana plasmática. 
Os receptores intracelulares não estão expostos na membrana plasmática, estão dentro da célula, normalmente localizados dentro do núcleo. 
*Quando a célula utiliza a sinalização celular com o receptor de superfície?
Quando é uma molécula grande e hidrofílica 
*Quando que a célula utiliza a sinalização celular com o receptor intranuclear? 
Quando é uma molécula pequena e hidrofóbica 
•Isso depende muito da característica da molécula sinal primaria, quando ela é grande e é hidrofílica, ou seja, que tem afinidade com a agua, os seus receptores estão na superfície celular. Quando tem uma molécula pequena e lipofílica e hidrofóbica, “medo de agua”, ela não vai conseguir estar absorvida no meio extracelular, ela tem facilidade em atravessar a bicamada lipídica da membrana plasmática, ela precisa de uma proteína carreadora, carrega a molécula sinal para um lado e para outro. 
A célula tem 3 mecanismos importantes para a sinalização:
•Difusão: a célula 1 produz a molécula sinal primaria, joga ela para o meio extra celular, por difusão, essas moléculas vão se difundindo ate encontrar o seus receptores especifico de superfície na célula 2 e quando essa molécula sinal primaria se liga ao seu receptor especifico , como consequente , tem a produção dos sinalizadores secundários.
Existe 3 tipos diferentes por difusão (dependendo da distancia de uma célula com a célula alvo): 
-endócrina : referente a produção de hormônios, que são produzidos por glândulas e estão jogando esse hormônio na corrente sanguínea (percorrem distancias enormes), ou seja, o que a célula produz são hormônios, que são lançados nos vasos, viaja longas distancias ate chegar na sua célula alvo.
-parácrina: distancias curtas da célula que produz e a próxima célula que recebe esse sinal. Esse sinal que esta sendo lançado para o meio extracelular afetando as células vizinhas, esses sinais eles não se difundem muito, são captados pelas células vizinhas que estão ao redor das células que estão produzindo essa molécula sinal.
-autócrina: a própria célula que produz a molécula sinal, tem um receptor especifico que vai reconhecer essa célula, ou seja, ela produz para ela mesmo. 
•Contato direto: quando a célula 1 e célula 2 se aproximam muito uma da outra, ou seja, estão em contato próximo uma com a outra, os receptores interagem entre si e essa interação produz uma molécula sinalizadora secundaria, que vai atuar dentro da célula e fazer com a célula mude o seu comportamento. 
•Junções celulares: (tipo de junção comunicante) além de juntar uma célula na outra, elas também tem função de sinalização, porque através desse canal tem passagens de moléculas sinalizadoras de um lado para o outro.
*Isso tudo pode acontecer ao mesmo tempo
 Como essa sinalização ocorre? (em termos temporários/ quanto tempo demora para a célula executar uma atividade/ desde a ligação ate a resposta final)
-tem sinalizações celulares que acontece rapidamente Quando uma molécula sinalizadora se liga a um receptor e tudo que ela precisa para executar a resposta dela já esta pronto dentro do citoplasma é uma resposta rápida , porque a célula já tem tudo pronto para alterar sua resposta e executar o que tiver que executar.
-tem sinalizações que acontece de forma lenta Quando a célula não tem dentro dela tudo que precisa para executar a resposta, ela precisa depois que a molécula sinal se liga ao receptor, ela precisa sintetizar as proteínas que elavai precisar para fazer essa resposta, isso envolve transcrição do material genético para ai sim a célula executa a função, ai quando isso acontece tem uma resposta do tipo lenta.
A célula esta o tempo todo recebendo vários tipos de sinalização, que acontecem ao mesmo tempo.
A ausência de sinalização celular indica para célula uma mensagem de morte
Células diferentes vão responder de forma diferente a uma mesma molécula sinal, ou seja, uma mesmo molécula sinalizadora pode gerar uma resposta diferente se a célula for diferente. 
Mas uma mesma célula pode atuar em lugares diferentes, assim tendo respostas diferentes.
Moléculas sinalizadoras gasosas= óxido nítrico: atravessa com muita facilidade a membrana plasmática da célula muscular lisa e ele relaxa o musculo liso do vaso, com isso o diâmetro do vaso aumenta, e o seu receptor esta lá dentro da célula. Ele tem grande facilidade de dilatação. 
 exemplos de sinalizações rápida e lenta:
Como acontece? A terminação nervosa vai liberar acetilcolina (molécula sinalizadora primária) na célula endotelial, a acetilcolina vai se ligar no seu receptor e isso vai fazer uma cascata de sinalização intracelular, e vai produzir as moléculas sinalizadoras secundárias, ai que o óxido nítrico é produzido, que depois vai ser liberado pelo endotélio para o meio extracelular, o óxido nítrico vai atravessar a membrana plasmática da célula muscular lisa e a célula muscular lisa que estava contraída, vai rapidamente relaxar. Relaxando aumenta o diâmetro do vaso. (sinalização rápida)
Sinalizações com hormônios. O hormônio esteroide se liga ao seu receptor na superfície celular, essa ligação induz a ativação de diferentes genes na célula. Cada gene que for ativado, vai produzir uma proteína diferente, e essas moléculas produzidas por esses genes que vão ter uma atuação na célula. (sinalização lenta)
•Existe 3 classes principais de receptores de superfície (membrana): 
-receptores ligados a canal iônico: ele ativa um canal iônico(transporte de íons) na célula, quando a molécula sinal primaria que vem do meio extracelular se liga nesse receptor, esse receptor como consequência vai abrir um canal iônico, permitindo um fluxo de íons. Quando a molécula sinalizadora primaria se liga ao receptor ele abre o canal iônico e tem fluxo de íons.
O próprio canal iônico possui em sua estrutura uma porção que é receptor. Então a mesma molécula é tanto canal iônico como receptora. É um receptor de membrana plasmática, na qual uma molécula sinalizadora primaria se liga a esse receptor, e isso faz que esse canal iônico altere seu formato, se abra e permita a passagem de íons para dentro da célula. Quando os íons entram na célula, é que provoca a resposta da célula.
-receptores ligados à proteína G: quando a proteína sinalizadora primaria que vem do meio extracelular se liga no receptor, esse receptor como ele é ligado a proteína G ele vai ativar na membrana plasmática uma proteína que se chama proteína G, e isso vai desencadear uma cascata de sinalização de produção de mensageiros secundários dentro do citoplasma da célula. Quando se liga a receptores ligados a proteína G, ativa a proteína G e gera a produção de moléculas secundárias dentro da célula. Milhares de moléculas são capazes de ativar receptores ligados à proteína G. Atuam de forma indireta, ativando a proteína G, que vai ativar uma enzima. A ligação do ligante com estes receptores promove uma mudança química no receptor e consequente ativação de uma proteína intracelular trimérica, denominada Proteína G. Esta proteína é responsável pela propagação do sinal dentro da célula, que pode ser feito pela ativação de enzimas específicas ou pela indução da abertura de canais iônicos na membrana plasmática.
-receptores ligados à enzima: quando a molécula sinalizadora primaria que esta no meio extracelular se liga nesse receptor, o receptor vai ativar uma enzima, só que essa enzima ela esta voltada para o lado de dentro da célula, voltada para o citoplasma da célula, ai ela vai começar a catalisar e a produzir os seus produtos enzimáticos, esse produto que vai ser produzido vai depender da enzima que vai ser ativada, ou seja, cada enzima vai ter uma atividade especifica. Quando se liga a receptores ligados a enzima, o receptor ativa a enzima que começa a fabricar um monte de coisa no citoplasma da célula, ou seja, ativa a parte enzimática.
*Independente do tipo de canal, todos eles vão atuar dentro da célula, dentro do citoplasma.
-A molécula sinalizadora primaria vem do meio extracelular, se liga a algum desses receptores e a ação desses receptores vai todo acontecer no citoplasma da célula, ou seja, dentro da célula.
•Os receptores nucleares: (intracelular)
-Também são chamados de receptores de transcrição, porque ativam a transcrição genética lá dentro da célula. Atua através de DNA.
Diferenciação Celular
É um processo pelo qual as células se especializam para realizar determinada função, que gera modificações químicas (modificações no DNA da célula) e morfológicas. 
Célula totipotente: é a celular que é o zigoto, fusão do óvulo e espermatozoide. Essa célula é capaz de gerar um individuo completo. A partir dessa única célula, ela começa a sofrer processos de divisão celular, e as células geradas até a terceira divisão são células indiferenciadas. E é a partir dessas células indiferenciadas que começa o processo de diferenciação celular. Essas células indiferenciadas vão sofrer sucessivas divisões, gerando células cada vez mais maduras, até no final do processo gerar as células diferenciadas.
O que ativa e controla esse processo de diferenciação?
-Fatores de crescimento que normalmente são proteínas, ativam uma cascata de sinalização celular. Essas proteínas vão se ligar nos receptores ativando uma via de sinalização celular que vai induzir essa célula, tanta a proliferar/ dividir, conforme a célula vai dividindo ela vai iniciando o processo de diferenciação celular. Isso tudo ao mesmo tempo.
Durante essa fase que induz a diferenciação, a célula se divide ate que chegue ao estado adulto, além disso ela pode sofrer uma morte celular, ou seja, apoptose. Ela pode crescer, aumentar o seu tamanho e terminar o processo de diferenciação ou então ela pode entrar em um estado de senescência, que é a mesma coisa que envelhecimento celular. O que diz que a célula vai fazer cada coisa dessa? Vai depender do contato que essa célula tiver com esses fatores de crescimento.
Geralmente esses fatores de crescimento vão induzir a proliferação e o crescimento e diferenciação. Se a célula não entrar em contato com esses fatores de crescimento, ela pode entrar no processo de morte celular ou entrar no processo de envelhecimento, com isso acaba que a célula acaba perdendo a funcionalidade para o organismo. 
Os processos de diferenciação esta muito ligada com a proliferação celular, ou seja, a célula precisa se multiplicar para crescer e poder ir avançando no processo de diferenciação celular. 
Fase proliferativa: aonde as células vão se proliferando, ou seja, se dividindo. E as fases de diferenciação, ela se divide e se diferencia mais um pouco, ate chegar na ultima fase do processo, onde as células estão completamente maduras e formadas.
Tem duas grandes classes de fatores que controlam a diferenciação celular: 
-Fatores extrínsecos: 
(sinais que vem do meio extracelular na direção da célula) 
São moléculas sinalizadoras primarias, provenientes de outras células ou da MEC, mas também pode vir do meio ambiente. São fatores locais, que resultam da ação de células, enviando sinais externos que induzem os tecidos a se diferenciarem.
Ex: ação das células vizinhas; hormônios que vem da corrente sanguínea etc.
-Fatores intrínsecos: 
(sinais que vem do citoplasma, meio intracelular na direção da célula)
São fatores que controlam a expressão genica, ativam e inativam os genes da célula. 
São mais os fatores de transcrição, é o que da o start códon e liga aquele gene, que dependendo do gene pode fazer a célula sediferenciar. 
*Todas as células do organismo, são derivadas de uma única célula filha. As modificações que acontecem nas células durante o processo de diferenciação são resultados da inativação e ativação dois genes do nosso genoma.