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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Aula 14: Revisão AV2 Profa Dra. Juliana I. Hori Biologia Celular Organização celular dos seres vivos Todo ser vivo é formado por células. A célula é a unidade estrutural e funcional, fundamental dos seres vivos. Tecido nervoso Forma a substância cinzenta do cérebro. Tecido muscular Os músculos dos braços são formados por tecido muscular estriado. Tecido epitelial A camada superficial da pele é o tecido mais extenso do Corpo humano e uma das variedades de tecido epitelial. Tecido conjunIvo O tecido sanguíneo é um dos Ipos de tecido conjunIvo. Biologia Celular Organização celular dos seres vivos Existe uma grande variedade de formatos de células. Fibroblasto Espermatozoide Célula hepáIca Neurônio Célula do rim Hemácia Célula muscular lisa Biologia Celular Organização celular dos seres vivos Seres Unicelulares: Seres vivos compostos por uma única célula. Existem dois níveis de organização celular: Seres unicelulares e pluricelulares. Bactérias Ameba Leveduras (fungos) Euglena (alga) Biologia Celular Organização celular dos seres vivos Exemplos: • Algas; • Fungos; • Plantas; • Animais. Seres Pluricelulares: Seres vivos compostos por mais de uma célula. Biologia Celular Organização celular dos seres vivos • Células; • Tecidos; • Órgãos; • Sistemas; • Organismo; Em seres pluricelulares observamos a organização: Sistema Órgão Tecido Organismo Célula Biologia Celular Tipos de Células • Eucariontes; • Procariontes. Existem dois Jpos básicos de células: Núcleo Citoplasma Organelas citoplasmáIcas delimitadas por membranas Membrana plasmáIca Célula eucarióJca Mesossomo Citoplasma Ribossomos Nucleóide Parede celular Membrana plasmáIca Célula procarióJca (Bactérias) Biologia Celular Tipos de Células CaracterísJcas das células procariontes (ou procarióJcas): • Não possuem núcleo (carioteca) e, por isso, o material genéIco fica disperso no citoplasma. • São encontradas em bactérias; • São células muito simples e pequenas; • São pobres em membranas, apresentando apenas a membrana plasmáIca; • Contém apenas ribossomos como organelas citoplasmáIcas. Biologia Celular Tipos de Células Citoplasma Fimbrias Parede celular Cápsula Mesossomo Membrana citoplasmáIca Ribossomo DNA Flagelo Plasmídeo CaracterísJcas das células procariontes: Biologia Celular Tipos de Células CaracterísJcas das células eucariontes (ou eucarióJcas): • Possuem carioteca e, por isso, o material genéIco fica limitado à um espaço denominado núcleo. • São encontradas em protozoários, fungos, plantas e animais; • São células mais complexas e maiores; • São ricas em membranas, apresentando outras membranas além da membrana plasmáIca; • Apresentam uma variedade de organelas citoplasmáIcas. Biologia Celular Tipos de Células Complexo de Golgi Membrana plasmáIca Mitocôndria Lisossoma CaracterísJcas das células eucariontes: Re]culo EndoplasmáIco (RE) RE Rugoso RE Liso Flagelo Centrossoma Microvilosidade Microfilamentos Filamentos intermédios Microtúbulos Citosqueleto CromaIna Nucléolo Membrana nuclear Núcleo Biologia Celular CaracterísJcas dos vírus • Parasitam todos os Ipos de células. Célula Vegetal Bactéria Vírus Protozoário Célula Animal Fungo • São parasitas intracelulares obrigatórios; • MulIplicam-‐se dentro de células vivas usando a maquinaria de síntese das células; Biologia Celular Método de Estudo das Células As células são microscópicas • As células são estruturas muito pequenas e, por isso, não podem ser vistas sem o uso de um microscópio; • As estruturas intracelulares são ainda menores, e são necessários microscópios específicos, com poder de resolução maior.. Células vermelhas do sangue (10,000 nm) nm 0 75 150 225 300 nm 0 2500 750 0 nm 375 Escala microscópica mostrando a relação real do tamanho das células e das par]culas virais. E. coli (1000 nm x 3000 nm) Poliovírus (30 nm) Pox Vírus (200 nm x 300 nm) Bacteriófago T4 (50 nm x 225 nm) Vírus mosaico do tabaco (15 nm x 300 nm) BACTERIÓFAGO MS2 (24 nm) Biologia Celular Microscopia ÓpJca • Foi o primeiro microscópio desenvolvido, que permiIu o conhecimento da célula a parIr da sua visualização; • Também chamado de microscópio de luz, uma vez que esta é fundamental para a formação de uma imagem ampliada do objeto examinado; • Possui um conjunto de lentes que aumenta o objeto 1.000 a 1.500 vezes o objeto observado. Biologia Celular Microscopia Eletrônica • Diferente dos microscópios de luz, esta não é fundamental para a formação de uma imagem ampliada do objeto examinado, e simum feixe de elétrons; • Permite a observação de subestruturas celulares e até de macromoléculas, com poder de resolução muito maior; • Podem exisIr microcópios eletrônicos de transmissão ou de varredura, de acordo com a forma que o feixe de elétrons incide sobre o material examinado. Biologia Celular Microscopia Eletrônica de transmissão • Um feixe de elétrons atravessa as estruturas e a imagem se forma a parIr da dispersão dos elétrons; • Possui poder de resolução de 3ƞm, o que permite a visualização de estruturas com aumento de até 500.000 vezes, como a membrana plasmáIca e as organelas celulares. Biologia Celular Microscopia Eletrônica de transmissão Macrófago de peritônio de camundongo Corte transversal de um axonema do cílio Biologia Celular Microscópio Eletrônico de Varredura • Neste Ipo de microscópio, o feixe de elétrons não atravessa a estrutura, apenas incide sobre sua superUcie e é refleIdo, formando uma imagem tridimensional de sua superjcie; • Possui poder de resolução de 10ƞm, o que permite a visualização da superjcie das células e tecidos com alta fidelidade e riqueza de detalhes. Biologia Celular Microscópio Eletrônico de Varredura Cílios do epitélio do pulmão Estereocílio do ouvido de sapo Célula procarionte Célula eucarionte animal Célula eucarionte vegetal Membrana Externa ou Membrana PlasmáJca Membrana PlasmáJca -‐ Proteção da célula -‐ Barreira (evita perda e mistura de componentes celulares com o meio) -‐ Trocas de substâncias com o meio -‐ Comunicação celular -‐ Adesão -‐ Movimento e expansão Funções Todas as células possuem membrana plasmáJca! Seja uma bactéria, um fungo, um animal ou vegetal. Biologia Celular Funções da membrana plasmáJca A membrana plasmáIca também parIcipa do transporte intracelular. A membrana forma vesículas, que são uIlizadas para deslocar substâncias dentro da célula. Biologia Celular Funções da membrana plasmáJca A membrana plasmáIca é responsável pelos processos de endocitose e exocitose. (a) Endocitose: entrada de substâncias na célula. a.1. Fagocitose – sólidas (Ex. Bactérias, células mortas). a.2. Pinocitose – líquidas (Ex. Colesterol, hormônios). (b) Exocitose – saída de substâncias da célula. Endocitose Exocitose Exocitose Biologia Celular Transporte através de vesículas A fagocitose envolve o englobamento de par]culas sólidas e grande. Ex: células mortas ou cancerígenas, pedaços de tecidos ou micro-‐organismos. São par]culas sólidas que, por suas dimensões, são visíveis ao microscópio ópIco. A célula forma pseudópodos (falsos pés) e no seu interior passa a exisIr um fagossomo. Receptores Fagossomo Lisossomo Fagolisossomo Debris Exocitose Bactéria Fagocitose Biologia Celular Transporte através de vesículas A pinocitose envolve o englobamento de líquido e solutos dispersos. Ocorre pela invaginação de uma área localizada da membrana plasmáIca, formando-‐se pequenas vesículas que são puxadas pelo citoesqueleto e penetram no citoplasma. Forma-‐se um pinossomo. Par]culas pequenas Membrana Citoplasma Canal pinocíIco Pinossomo Biologia Celular Transporte através de vesículas A exocitose é o mecanismo por meio do qual são transportadas grandes quanIdades de material do meio intracelular para o extracelular. Permite que a célula excrete produtos do seu metabolismo, como da digestão intracelular. Receptores Fagossomo Lisossomo Fagolisossomo Debris Exocitose Bactéria Fagocitose Biologia Celular Transporte através de vesículas A transcitose envolve mecanismos de transporte de substâncias de um polo ao outro da célula. Substâncias são englobadas na superjcie da célula e a vesícula formada transita até o outro polo da célula, liberando seu conteúdo para o meio extracelular. Esquema ilustrando o mecanismo de transcitose da imunoglobulina A, nas células da glândula mamária de nutrizes. Biologia Celular Especializações da membrana: Junções celulares As células também podem apresentar outras especializações da membrana, frequentemente encontradas na superjcie lateral delas. Essas especializações estão relacionadas com: • Adesão entre as células; • Adesão entre as células e a matriz extracelular; • Oclusão entre as células; • Comunicação entre as células. Biologia Celular Existem 3 Jpos principais de junções celulares: Junção oclusiva Junção de ancoragem Junções oclusivas (apertadas) Junções de ancoragem: Junções aderentes, desmossomos e hemidesmossomos. Junções gap (ou comunicantes) Junção comunicante Junções oclusivas • Função de vedação. Moléculas solúveis em água não passam facilmente entre elas. • Formadas por proteínas chamadas de claudinas e ocludinas. São organizadas em feixes, criando um ‘lacre’. Junções ancoragem • Função de unir as células epiteliais entre si pelos citoesqueletos e à lamina basal. Exemplos: • Desmossomos: ligam uma célula epitelial a outra lateralmente. • Hemidesmossomos: ligam células epiteliais à lâminabasal. Junções comunicantes ou Gap juncJons • Permitem a passagem de sinais químicos ou elétricos de uma célula para a outra. Biologia Celular Núcleo É uma organela exclusiva das células eucarióJcas. • núcleo é uma organela envolvida por uma membrana denominada envoltório nuclear (carioteca). • É responsável por controlar todas as caracterísIcas do indivíduo pois contém o material genéIco da célula (DNA) Envoltório Nuclear (carioteca) Biologia Celular Núcleo • No núcleo ocorre os processos de Replicação do DNA; • Transcrição do DNA em mRNA; Diferenças entre DNA e RNA 1- Pentoses (açucar) O HOH2C H H HH H OH OH Desoxirribose 1´ 5´ 4´ 3´ 2´ Ribose O HOH2C H OH HH H OH OH 1´ 5´ 4´ 3´ 2´ DNA RNA 2- Bases nitrogenadas: Uracila ao invés de Timina Citosina H H N H O N N H H H N H O O N H H Uracila Guanina O N N N H N N H H H H Adenina N H N H N H N N H H 3’ 5’ 5’ 3’ DNA: fita dupla RNA: fita simples 3-‐ Número de cadeias (fitas) Biologia Celular Núcleo e Divisão celular • O núcleo parIcipa aIvamente da divisão celular, pois os cromossomos são divididos entre as células-‐filhas. • Existe dois Ipos de Divisão celular: Mitose e Meiose. Fonte: sciepro / science photo library Biologia Celular Diferentes Fases da Mitose: Formação do fuso acromáIco Degradação da carioteca. PRÓFASE Perfilamento dos cromossomos replicados. METÁFASE Fuso acromáJco Separação das cromáIdes irmãs. ANÁFASE Divisão celular propriamente dita. TELÓFASE • CromaIna começa a se enrolar formando os cromossomos; • Os cromossomos já estão duplicados; • Inicia-‐se a formação do fuso mitóIco; • O envoltório nuclear começa a se fragmentar; • O nucléolo desaparece. FASES DA MITOSE: PRÓFASE METÁFASE • Os cromossomos estão no seu grau máximo de condensação; • Os cromossomos migram para a região mediana da célula (meio da célula); ANÁFASE • As cromáIdes-‐irmãs separam-‐se e são levadas para os pólos opostos da célula. TELÓFASE • Os cromossomos chegam aos pólos, começam a se desenrolar e adquirem de novo o aspecto de cromaIna; • O envoltório nuclear e o nucléolo voltam à se formar. CITOCINESE Após o final da telófase, ocorre a citocinese que é a separação do citoplasma, originando assim duas células filhas. Biologia Celular • O citoplasma compreende todo o espaço entre a membrana plasmáIca e o envoltório nuclear em células eucarióIcas. • Mantém a forma e a consistência da célula. • No geral, o citoplasma é todo o material gelaInoso contendo todas as organelas que compõem a célula. Citoplasma Organelas da célula Biologia Celular Mitocôndrias As mitocôndrias são o local onde ocorre a produção da maior parte da energia que a célula precisa para manter as suas funções vitais. O processo de produção de energia com parIcipação das mitocôndrias se chama Respiração Celular Aeróbia. Na respiração celular aeróbia acontece a produção de ATP (adenosina trifosfato), que é uIlizada como fonte direta de energia pela célula. Biologia Celular Redculo endoplasmáJco liso ou agranular • Não apresentam ribossomos aderidos à superjcie das membranas. • Estão envolvidos principalmente com a síntese de lípideos pela célula. Biologia Celular Redculo endoplasmáJco rugoso ou granular É chamado de granular por possuir ribossomos na face externa da membrana. Como os ribossomos são as estruturas celulares que produzem as proteínas, o re]culo endoplasmáIco rugoso tem como principal função a síntese e modificação química de proteínas antes de elas serem uIlizadas. As proteínas sinteIzadas são direcionadas para o RER, sofrem modificações químicas e podem ficar armazenadas até serem uIlizadas ou transportadas em vesículas para outros locais da célula. Biologia Celular Ribossomos Os ribossomos são pequenas estruturas encontradas em todas as células (procarióIcas e eucarióIcas), formados por RNA ribossomal e proteínas ribossomais. Responsáveis pelo processo de Tradução. Biologia Celular Complexo de Golgi • O complexo de Golgi funciona como uma central de distribuição da célula. • Ele recebe proteínas e lipídios vindos do re]culo endoplasmáIco liso e rugoso através de vesículas transportadoras e fazem o seu empacotamento e remessa para outros locais da célula, inclusive para o meio externo. Biologia Celular Lisossomos • Os lisossomos são vesículas que partem do complexo de Golgi contendo no seu interior enzimas hidrolíIcas ácidas. • As enzimas lisossomais são produzidas no Re]culo EndoplasmáIco Rugoso e depois transportadas para o Complexo de Golgi. • Os lisossomos parIcipam de processos de digestão de par]culas englobadas (fagocitose e pinocitose) e de processos de autofagia (Digestão intracelular).
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