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DISCIPLINA BIOLOGIACELULAR Profa. Dra. Luciane Lopes de Souza llopes@uea.edu.br UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS ESCOLA NORMAL SUPERIOR CURSO DE LICENCIATURA EM CIENCIAS BIOLÓGICAS UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS ESCOLA NORMAL SUPERIOR CURSO DE LICENCIATURA EM CIENCIAS BIOLÓGICAS Ementa da Disciplina • Origem e evolução celular. A célula procariota e a célula eucariota. Noções gerais sobre microscopia. Principais métodos de estudo da célula. Noções de citoquímica. Biomembranas. Estrutura, ultraestrutura, composição e fisiologia dos componentes nucleares e organelas citoplasmáticas. Ciclo celular. Diferenciação celular. Bibliografia Básica • ALBERTS, Bruce. et al. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artes Médicas, 2010. • CARVALHO, Hernandes F.; PIMENTEL, Shirlei Maria Recco. A Célula. 3. ed. São Paulo: Manole, 2013. • JUNQUEIRA, Luís Carlos Uchôa; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. Bibliografia Complementar • COOPER, Geoffrey M.; HAUSMAN, Robert E. A célula: uma abordagem molecular. 3. ed. São Paulo: Artmed, 2007. • DE ROBERTIS, Eduardo; HIB, José. Bases da Biologia Celular e Molecular. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. • KÜHNEL, Wolfgang. Atlas de Citologia: Histologia e Anatomia microscópica para teoria e prática. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1991. • MALUF, Sharbel Weidner; RIEGEL, Mariluce (Orgs.). Citogenética Humana. Porto Alegre: Artmed, 2011. • PAVONE, Ângelo Antônio. A célula: da origem aos tecidos. São Paulo: Núcleo, 2002. • VIEIRA, Ênio Cardilho; GAZINELLI, Giovanni; MARES-GUIA, Marcos. Bioquímica Celular e Biologia Molecular. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2002. Carga Horária TOTAL 75hs TEÓRICA 45hs • Sala de aula PRÁTICA 30hs • Laboratório Metodologias • Aulas expositivas; • Debate de textos atuais; • Vídeos/ Documentários; • Resolução de exercícios; • Seminários; • Aulas práticas de laboratório; • Relatórios. Frequência/Participação Para aprovação o aluno deverá ter 75% de presença. Será contabilizada a falta não justificada!!! A presença dos alunos será registrada através de chamadas e listas de presença durante as aulas. Abono de faltas somente em casos de: ◦ GRAVIDEZ ◦ DOENÇAS INFECTO-CONTAGIOSAS ◦ MILITAR EM MANOBRA Os atestados deverão ser entregues na Secretaria do Curso. Atividades avaliativas AP Prova teórica 4,0 Prova prática 2,0 Seminários 3,0 Exercícios Individuais 1,0 Trabalhos Individuais Relatórios de aulas •Entrega do texto Resposta dos exercícios •Entrega do exercício Trabalhos em grupos • Seminários AP1 – os alunos deverão formar grupos de no máximo cinco alunos. Cada grupo apresentará um seminário sobre um texto científico. • Seminários AP2 – os grupos deverão produzir e apresentar métodos práticos e didáticos voltados para algum tema da Biologia Celular. Critérios para os Seminários 1- Domínio do Conteúdo » 1,0 2- Objetividade e Participação » 1,0 3- Produção, Organização e Criatividade »1,0 OBS: O ALUNO QUE FALTAR NO DIA DA APRESENTAÇÃO, SEM A DEVIDA JUSTIFICATIVA, SERÁ AVALIADO SOMENTE PELO CRITÉRIO DE PRODUÇÃO, ORGANIZAÇÃO E CRIATIVIDADE. As avaliações escritas são discursivas e interpretativas! Para ajudar nas avaliações serão feitas revisões dos conteúdos e correção dos exercícios; Não será permitido durante as avaliações: ◦ O uso de celular; ◦ O uso de lembretes; ◦ Respostas a lápis; ◦ O uso de qualquer material que não seja a caneta, rascunho fornecido pela professora, borracha ou corretivo e quando necessário a calculadora. Calendário (2017/1) • AP1 – Seminários – 28 de abril – Prova prática -05 de maio – Prova teórica – 12 de maio • AP2 – Seminários – 16 de junho – Prova prática- 23 de junho – Prova teórica – 30 de junho • Prova Final – 07 de julho O QUE ESTUDA A BIOLOGIA CELULAR? O que é Biologia? • É a ciência que estuda a vida. • É o estudo dos seres vivos. Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) Jean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). 1800 Karl Friedrich Burdach título do Volume 3 da obra de Michael Christoph Hanov Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia, publicada em 1766. (do grego βιος - bios = vida e λογος - logos = estudo, ou seja, o estudo da vida) O QUE É CÉLULA? Noções Básicas de Citologia ‘A célula é a unidade básica da vida em que existe uma complementariedade entre estrutura e função.’ (Carvalho & Recco- Pimentel, 2007). ‘A célula é a unidade que constitui os seres vivos podendo existir isoladamente, nos seres unicelulares, ou formar arranjos ordenados, os tecidos que constituem o corpo dos seres pluricelulares.’ (Junqueira & Carneiro, 2012) ‘Somente a célula tem a capacidade de manter vida e de transmiti-la.’ (Carvalho & Recco-Pimentel, 2007). Robert Hooke (1665) Celas = Células ‘Toda célula provém de outra pré-existente’ Rudolf Virchof (1858) Walther Flemming (1882) Histórico BIOLOGIA CELULAR • Formas e tamanhos celulares; • Número de núcleos; • Noções de interações núcleo- plasmáticas; • Características estruturais e fisiológicas das organelas; • Divisão e diferenciação celular. TIPOS CELULARES TIPOS CELULARES SERES VIVOS* UNICELULARES PROCARIONTES EUCARIONTES MULTICELULARES EUCARIONTES *Formas superiores contém associações de células constituindo colônias de organismos unicelulares ou constituindo organismos multicelulares. unicelulares multicelulares Exemplos: Bactérias Protozoários Fungos As células do mesmo tipo podem se apresentar ligadas por uma matriz extracelular adesões entre membranas ou ainda pontes citoplasmáticas. Exemplo: Plantas e Animais DIFERENÇAS ENTRE OS PROCARIONTES E OS EUCARIONTES Os eucariotas são produtos posteriores da evolução! • As células humanas, por exemplo, contém cerca de 1000 vezes mais DNA do que as células bacterianas. Características dos procariontes Não tem núcleo, mas tem nucleóide. São células menores. O citoplasma é muito pobre em membranas que não formam compartimentos funcionais - mesossomos. Ausência de um citoesqueleto. Possui parede extracelular. Não se divide por mitose. Diferentes espécies de procariotos são diversas nas suas capacidades químicas e habitam uma ampla variedade de hábitats. Características dos eucariontes Possui um núcleo bem organizado, individualizado e delimitado por um envoltório nuclear. São maiores e estruturalmente mais completas. Contém mais DNA. O citoplasma é dividido por membranas em compartimentos. O citoplasma é constituído por matriz, organelas e depósitos diversos. Características Procariontes Eucariontes Envoltório nuclear Ausente, cromossomos em contato com o citoplasma Presente Tamanho Menor Maior Parede celular Contem polissacarídios com peptídios Quando presente, não possui polissacarídios com peptídios mas sim celulose e quitina Material Genético DNA com proteínas (não histonas), molécula de DNA simples, circular, no nucleóide, sem invólucro nuclear DNA complexo com proteínas histonas, organizado em cromossomos, existente no núcleo bem definido com involúcro nuclear Organelas Sem organelas membranosas, com muitos ribossomos Vários tipos de organelas membranosas (mitocôndrias, retículo, complexo de Golgi) Estruturas respiratórias Hialoplasma e membrana plasmática Hialoplasma e mitocôndrias Fotossíntese Sem cloroplastos mas ocorre por vezes em lamelas fotossintéticas Dá-se nos cloroplastosapenas em células vegetais Flagelos Quando presentes, sem o padrão microtubular, simples apenas ligados à superfície da célula Com o padrão microtubular, envoltos de membrana plasmática Nivel de complexidade Baixo Alto Citoesqueleto Ausente, por conseguinte apresenta poucas variações em seu formato Presente Nutrição Absorção na maioria, fotossíntese ou quimiossíntese Absorção, ingestão e fotossíntese Divisão Fissão binária e gemiparidade, sem mitose. Por mitose ou meiose, centríolos nem sempre presentes Exemplos de Células Procariontes • Riquétsias e Clamídias são células procariontes incompletas. • São bactérias muito pequenas que não tem a capacidade de autoduplicação independente de colaboração de outras células, completas (células eucariontes). As células incompletas são células degeneradas perdem parte do seu DNA e enzimas, e portanto, a sua autonomia. Vírus, riquétsias e clamídias são parasitas intracelulares obrigatórios. • As células incompletas diferem dos vírus em dois aspectos fundamentais: 1) os vírus não contém organelas já as bactérias tem parte da máquina celular para se reproduzir; 2) Células incompletas (bactérias) tem membrana semipermeável através da qual ocorre trocas com o meio, já os vírus não possuem. Exemplos de Células Eucariontes Exemplos: Protistas Fungos Plantas Animais As células eucariontes são compartimentadas • O citoplasma é constituído por matriz, organelas e depósitos diversos. • Membrana plasmática (plasmalema) • Núcleo Generalidades sobre o núcleo • Robert Brown – 1833 – descobriu o núcleo celular. • Função: transmissão de caracteres hereditários e a de organização da atividade metabólica da célula. • O núcleo se forma a partir de outro pré-existente, por divisão, que pode ser sincronizada ou não com a divisão celular. • O núcleo se acha presente em todas as células dos eucariotos, exceto eritrócitos de mamíferos. • A maioria das células são mononucleadas, porém em hepatócitos, músculo estriado, células somáticas de muitas espécies de insetos podem ocorrer mais de um núcleo. Núcleo o Nucléolo o Interfase o Divisão celular - cromatina - cromossomos O NÚCLEO CONTÉM O DNA: MOLÉCULA FUNDAMENTAL DA VIDA o Mesmo que todas as células de um organismo multicelular contenham o mesmo DNA, elas podem ser muito diferentes. o A estrutura da molécula de DNA contém pares de bases de nucleotídeos, fosfato e pentose (açúcar). o O organismo humano bastante complexo possui apenas cerca de 24.000 genes codificantes de proteínas, o dobro da mosca e sete vezes mais do que a E. coli. Cromossomos homólogos Merotomia importância do núcleo BALBIANI Quais as diferenças dentre células vegetais e animais? Célula animal Vacúolos menores. Não possui plastos. Não possui parede celular. Reserva energética é o glicogênio. Se comunicam através de junções comunicantes. Célula vegetal Apresenta um grande vacúolo citoplasmático. Possui plastos ou plastídios. Possui parede celulósica. Reserva enérgica é o amido. Se comunicam por meio de plasmodesmos. Diferenças entre células animais e vegetais Formas e tamanhos celulares São variadas e associadas a especializações funcionais. Citoesqueleto Tensão superficial Viscosidade do protoplasma Ação mecânica Rigidez da membrana Especialização funcional DIMENSÕES CELULARES Microscópicas: a maioria delas. Ex: bactérias, protozoários. Macroscópicas: Ex: gema de ovos, alvéolos de laranja, óvulo humano, célula da bainha da folha da bananeira. O tamanho e a forma celular oscila em amplos limites. A maioria atinge poucos μm de diâmetro ou comprimento. Exceto: óvulo humano com 0,2 mm. Acetabularia - célula gigante Algas verdes marinhas unicelulares medem de 10 a 12 cm. Situação dos Vírus • São parasitas intracelulares obrigatórios. (JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2012) • Os vírus não são unidades de vida, por que não podem manter-se independente da célula que infetam. (CARVALHO & RECCO-PIMENTEL, 2007) • Os vírus usam a maquinaria sintética das células que parasitam para produzir macromoléculas virais (JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2012) Características principais • São parasitos moleculares. • São chamados vírions quando fora das células. • Os vírus que atacam as células animais não atacam as células vegetais e vice-versa. – Alguns vírus vegetais se reproduzem em células de insetos. • Não são capazes de se multiplicar; – Reproduzem-se somente em células que possuem enzimas que sintetizam macromoléculas que irão formar novos vírus. Os vírus de bactérias são chamados de bacteriófagos ou fagos. Os vírus são formados de duas partes principais: • Genoma de RNA ou DNA• Genoma de RNA ou DNAPorção central • As proteínas identificam as células que vão parasitar e facilitam a penetração nas células. • As proteínas identificam as células que vão parasitar e facilitam a penetração nas células. Porção periférica Estrutura dos vírus Alguns vírus maiores e mais complexos possuem um involúcro lipoproteíco. Microscopia eletrônica (1950) Exercícios 1- Quais as seguintes afirmativas estão corretas? Explique as suas respostas. a) A informação hereditária de uma célula é passada adiante pelas suas proteínas. b) O DNA bacteriano é encontrado no citosol. c) Os vegetais são compostos de células procarióticas. d) Todas as células de um mesmo organismo têm o mesmo número de cromossomos (om exceção das células-ovo e dos espermatozóides). e) O citosol contém organelas envolvidas por membranas, como os lisossomos. f) O núcleo e as mitocôndrias estão envolvidos por uma dupla membrana. g) Os protozoários são organismos complexos com um grupo de células especializadas que formam tecidos, como os flagelos, partes da boca, ferrões e apêndices semelhantes a pernas. • 2- Quando bactérias são crescidas sob condições adversas, i.e., na presença de um veneno como um antibiótico, a maioria das células cresce lentamente, mas não é incomum que a velocidade de crescimento de uma cultura bacteriana mantida na presença do veneno seja restabelecida, após alguns dias, para aquela observada na sua ausência. Sugira por que este pode ser o caso. • 3- Quais são, se houver alguma, as vantagens de ser multicelular? • 4- O que dizer dos vírus? • 5- Observe a célula abaixo, quais as estruturas celulares que podem ser visualizadas na figura abaixo: • 6- Diferencie os organismos procariontes dos eucariontes. • 7- Compare um neurônio de uma baleia com uma célula da folha da bananeira, quais as semelhanças e quais as diferenças? • 8- Explique sobre a importância do núcleo para a célula, incluindo os experimentos realizados sobre o assunto.
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