Aula 3 Fundamentos de Biologia Celular Aula 10 03 2016

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A Arqu itetura Celular
Profa. Dra. Thérèse Rachell Theodoro
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS
Diferenças entre Procariotos e Eucariotos
Célula 
Procariótica
Células Eucarióticas
Célula Animal
Célula Vegetal
Diferenças entre Procariotos e Eucariotos
 O Citoplasma
 O Núcleo
Os Componentes Celulares
 A Membrana Plasmática
Componentes
Carboidratos
A Membrana Plasmática
Funções
 Define os limites da célula;
 Separa o conteúdo intracelular do meio extracelular;
 Permeabilidade Seletiva;
 Flexibilidade;
 Proteínas que são capazes de transmitir sinais da superfície através de receptores moleculares
Os principais componentes estruturais das membranas são: 
Lipídeos - fosfolipídios, totalizando 25% a 40% 
Proteínas - 60% a 75% são os compostos que participam diretamente na formação de membranas celulares. 
Glicídios e outras moléculas permanentes ou transitórias. 
 Antígenos, Enzimas
moléculas de proteínas apresentam certa liberdade de movimentação lateral.
O mosaico da membrana é fluido por muitas interações entre os componentes não-covalente, deixando lipídeos individuais e moléculas proteicas livres para se moverem lateralmente no plano da membrana, possibilitando a permeabilidade seletiva. 
GLICOCÁLIX
*açúcares ligados aos lipídeos e proteínas da membrana 
*GLICOLIPÍDEOS
*GLICOPROTEÍNAS (oligossacarídeos+proteínas)
* PROTEOGLICANAS (polissacarídeos+proteínas)
*Funções: proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas, adsorção de água: superfície celular lisa, e reconhecimento célula-célula.
barreira contra agentes físicos e químicos e atua no reconhecimento das células
Colesterol (LIPÍDEO DE MEMBRANA CELULAR): 
*preenche os espaços entre moléculas de fosfolipídeos 
*enrijece a bicamada (limita a motilidade dos fosfolipídeos) e a torna menos fluida e permeável;
TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
Transporte molecular:
 - Passagem do solvente: difusão osmótica (transporte passivo) – [-] → [+]
 - Passagem do soluto: Transportes ativo e passivo:
TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
TRANSPORTE PASSIVO: é impulsionado por gradientes iônicos, não havendo gasto de energia a partir da hidrólise de ATP.
Podem ocorrer:
 1. Através da bicamada: membrana semi-permeável [+] → [-]
 
TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
TRANSPORTE PASSIVO: é impulsionado por gradientes iônicos, não havendo gasto de energia a partir da hidrólise de ATP.
Podem ocorrer:
 2. Por difusão facilitada: proteínas transportadoras [+] → [-]
TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANA
TRANSPORTE PASSIVO
3. Mediada por canais iônicos ou protéicos: o interior desses canais é polar, o que permite a passagem de íons, e raramente encontram-se sempre abertos, pois geralmente se abrem mediante a um estímulo químico [+] → [-]
Transporte Ativo: Há hidrólise de ATP para produção de energia.
BOMBAS IÔNICAS: Mecanismos que transportam íons de: 
-Na e K ATPase: mantém o potencial negativo no interior celular.
-H : mantém o pH em mitocôndrias e lisossomos.
-H e K ATPase: membranas parietais do estômago.
Transporte Ativo –
Bomba de NA+ e K+: íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), devem atravessar a membrana contra um gradiente de concentração. 
 Sempre haverá oncentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. 
Transmissão do impulso nervoso.
 A Membrana Plasmática
 O Núcleo
Os Componentes Celulares
 O Citoplasma
 organizar as milhares de enzimas existentes na célula
A Compartimentalização 
Celular
 isolar as reações metabólicas
 fornecer um ambiente favorável para que ocorra a reação
Serve para:
Partículas Suspensas
Podem ser: 
 O sistema de endomembanas
 As organelas envolvidas por membranas 
 O citoesqueleto
O Citoplasma
Componentes
Citosol 
 É uma solução aquosa altamente concentrada;
 Possui composição complexa (proteínas, enzimas, aminoácidos, RNAs, metabólitos, íons inorgânicos, etc.);
 Possui consistência de gel.
O Sistema de Endomembranas
O Citoplasma
O Retículo Endoplasmático
O Sistema de Endomembranas
 Sistema de canais citoplasmáticos circundados por membrana simples (ribossomos aderidos à superfície externa).
 Síntese de proteínas secretadas pela célula, inseridas nas membranas plasmática e nuclear, e de enzimas digestivas que serão sequestradas pelos lisossomos (RER).
 Síntese de lipídios, metabolismo do glicogênio, realiza metabolismo de fármacos impedindo intoxicações (REL).
 Reservatório de cálcio intracelular.
O Sistema de Endomembranas
O Citoplasma
O Retículo Endoplasmático
O Retículo Endoplasmático Rugoso
O Sistema de Endomembranas
O Complexo de Golgi
O Sistema de Endomembranas
 Sistema citoplasmático de membranas simples formado por sáculos achatados.
 Modifica e transforma as proteínas e lipídeos sintetizados no RE adicionando sulfato, carboidratos (glicoproteínas ou glicolipídios) ou lipídios (lipoproteínas). 
 Sistema central de distribuição na célula – centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias.
O Sistema de Endomembranas
O Citoplasma
O Complexo de Golgi
 O sistema de endomembanas
 O citoesqueleto
O Citoplasma
 As organelas envolvidas por membranas 
As Partículas Suspensas
 Os lisossomos
 Os peroxissomos
 As mitocôndrias
As Organelas Envolvidas por Membrana
O Citoplasma
Os Lisossomos
As Organelas Envolvidas por Membrana
 São sítios de reciclagem: quebram moléculas complexas trazidas pela endocitose celular e fragmentos de células vizinhas fagocitadas, além de degradarem organelas defeituosas da própria célula.
 Organela envolvida por membrana única.
 Contém enzimas capazes de realizar a digestão de proteínas, polissacarídios, ácidos nucléicos e lipídios.
As Organelas Envolvidas por Membrana
O Citoplasma
Os Lisossomos
Os lisossomos em ação
As Organelas Envolvidas por Membrana
 Realizam reações oxidativas durante a degradação de aminoácidos e lipídios, protegendo as células do ataque de moléculas altamente reativas, como o peróxido de hidrogênio e outros radicais livres, produzidas durante estas reações. 
As Organelas Envolvidas por Membrana
O Citoplasma
Os Peroxissomos
As Organelas Envolvidas por Membrana
O Citoplasma
As Mitocôndrias
 Oxidam (perda de e-) nutrientes orgânicos através do consumo de O2.
 Sintetizam ATP.
 O sistema de endomembanas
O Citoplasma
 As organelas envolvidas por membranas 
As Partículas Suspensas
 O citoesqueleto
 Funções:
- Estabilização da forma celular.
- Estruturação e organização do citoplasma.
- Locomoção. 
- Transporte intracelular.
O Citoesqueleto
O Citoplasma
 É uma complexa rede citoplasmática de túbulos e filamentos.
O citoesqueleto organiza o citoplasma
O Citoplasma
O Citoesqueleto
Tipos de moléculas citoesqueléticas
O Citoesqueleto
Microtúbulos
Constituição dos centríolos, fuso mitótico, raios astrais de células em divisão, elementos longitudinais dos axônios, cílios e flagelos.
Transporte de macromoléculas e organelas na célula.
 
Morfogênese.
Microfilamentos
Suporte mecânico de estruturas celulares.
Movimentação intracitoplasmática de organelas ou vesículas.
Fagocitose.
Locomoção celular (formação de pseudópodes).
Filamentos Intermediários
Não apresentam polaridade.
Estabilidade mecânica das células e tecidos (organização multicelular tridimensional).
Estabilidade estrutural (posicionamento do núcleo).
 A Membrana Plasmática
 O Citoplasma
Os Componentes Celulares
 O Núcleo
O Núcleo
Os Componentes Celulares
Funções: 
 Síntese de DNA
 Síntese de RNA
O Núcleo
Contém o 
Genoma
O Núcleo
Os Poros Nucleares
O Núcleo
Elementos, Moléculas e Compostos
4 Elementos (95%): O (65%), C (18%), H (10%) e N (3%);
Outros (5%): Ca, K, Na, P, Mg e S;
Moléculas. Ex: molécula de H2O;
Compostos orgânicos. Ex: proteínas, carboidratos, lipídeos e ác. nucleicos
Compostos inorgânicos. Ex: H2O e eletrólitos
Água
Composto mais abundante;
Solução aquosa;
Solvente universal;
Temperatura: absorve e libera lentamente;
Transporte de solutos intra e intercelular;
Desidratação
Perda de líquidos ultrapassa a entrada;
⇓ dos vols líquidos intra e extracelular;
Vômito, diarréia ou sudorese excessiva:
Problemas médicos sérios;
Prejuízo da função celular;
Crianças + vulneráveis:
Volume líquido pequeno;
Morte por desidratação em poucas horas;
Eletrólitos
Compostos inorgânicos ;
Os mais importantes são: Potássio, Magnésio, Fosfato, Sulfato e Bicarbonato;
Participam das reações de controle celular;
Decompõem-se em íons na água;
Condução elétrica;
Classificados de acordo com o íon;
Ácidos (H+), bases(OH-) e sais;
Desequilíbrio eletrolítico → Cãimbras, osteoporose, parada cardíaca; entre outros.
Proteínas 
Compostos orgânicos nitrogenados;
Formados por polímeros de aa unidos por ligações peptídicas, em que um dos carbonos tem como substituintes um grupo carboxila (COOH), um grupo amina (NH2) e um átomo de hidrogênio (H); 
Estruturais e funcionais (metabolismo celular);
20 tipos diferentes;
8-9 não essenciais (sintetiza: Gly, 
Ala, Arg, etc) e 11 essenciais 
(não sintetiza: Phe, Iso, Leu, etc);
Compostos orgânicos + abundantes;
2
Construídas por 20 aminoácidos (9 essenciais/exógenos e 11 não essenciais/endógenos); 
Ligados covalentemente (compartilhamento de elétrons) em sequências lineares caracterizadas por uma ligação peptídica.
Proteínas
Liberando uma molécula de 
Entrada de uma molécula H2O → hidrólise (a molécula de água se quebra e se distribui entre os aa) 
Grupos Gerais das Proteínas
PROTEÍNAS
Estruturais
Motoras
Hormonais
Enzimas
Transporte
Anticorpos
Nucleoproteínas
Reserva
de Membrana
Glicoproteínas, lipoproteínas
Transmissão das características hereditárias
Ferritina 
Hemoglobina
 Defesa de infecções
 (Imunoglobulinas)
Catalisadores de reações
 (-ase)
Insulina
Atividades Musculares
Componentes da pele e tecidos
 (melanina)
estrutural
transporte
hormonal
defesa
Transmissão de informação
Carboidratos
Fonte de energia prontamente utilizável;
Polihidroxialdeídos (H-C=O) ou polihidroxicetonas (-C=O) e seus derivados;
Nutrição celular (supri as necessidades de energia da célula)
Fórmula Geral: [CH2O]n, 3<n<6
Monossacarídeos: molécula orgânica constituída de pelo menos 3 átomos de carbono, sendo um deles uma carbonila (aldeído ou cetona), e o restante contendo substituições da hidroxila (OH);
Excesso = Glicogênio e gordura;
Jejum = hipoglicemia;
Lipídeos
Cadeias longas de CH, CH2, CH3, ...totalmente hidrofóbicas; ou pouco solúvel em água;
Solúvel em solventes orgânicos
Energia e isolante térmico (acilgliceróis = ácidos graxos);
Impermeabilizante (ceras);
Anti-oxidantes (vitaminas A e E);
Digestão (sais biliares);
Usados na construção da membrana celular (fosfolipídeos e glicolipídeos);
Regulação do transporte 
Hormônios: EX: protaglandina, originada de um dobramento do ácido aracdônico (ácido graxo – todos insolúveis em água); - esteróides;
3 (H2O)
+
hidrólise
Fosfolipídeos (apresentam um lado polar, o qual apresenta afinidade com a água, e outro apolar, sem afinidade com a água; por isso chamado de estrutura anfipática);
Lipídeos
São polímeros de nucleotídeos;
Cada nucleotídeo é constituído por uma molécula de ácido fosfórico, uma pentose e uma base púrica (adenina e guanina) ou pirimídica (timina, citosina e uracila);
A polimerização dos nucleotídeos cria uma molécula capaz de transmitir uma informação química que controla os mecanismos metabólicos da célula 
Dois tipos de ácidos nucleicos: DNA e RNA
Ácidos Nucleicos
Subst.
Local na célula
Função
Água
Toda
Dissolução e Temperatura
Eletrólitos
Toda
Osmolaridade e pH
Proteínas (acelerador de reação química)
Membrana, citoesqueleto, ribossomos e enzimas
Estrutura, contratilidade, catálise e tamponamento.
Lipídeos
Membrana, Complexo de Golgi, inclusões
energia, forma, proteção, isolamento
Carboidratos
Inclusões
Combustível preferencial
DNA
Núcleo, cromossomos e genes
Armazenamento da informação genética e controle da atividade celular
RNA
Núcleo e citoplasma
Transmissão da informação genética e transporte de aa
Vitaminas
Citoplasma e núcleo
Enzimática
Minerais
Citoplasma e núcleo
Equilíbrio osmótico
Sinais extracelulares
Receptores protéicos;
Resposta a moléculas sinalizadoras secretadas por outras células;
Regulação da célula;
A célula animal depende de múltiplos sinais extracelulares;
Ausência dos estímulos apropriados causa o suicídio celular;
Os tecidos não são constituídos apenas por células. Uma parte substancial do seu volume é de espaço extracelular, que por sua vez, é preenchido por uma rede de macromoléculas que constituem a MATRIZ EXTRACELULAR
Matriz Extracelular
Apoptose – cascata de eventos
Necrose celular: resposta inflamatória;
Apoptose: morte limpa;
Maquinaria de proteases;
Condensação e encolhimento;
Destruição do citoesqueleto;
Envelope nuclear degradado;
DNA nuclear fragmentado;
Alteração da superfície celular causando fagocitose pelas cels vizinhas e pelos macrófagos;
Apoptose
Mutação genética e desenvolvimento tumoral
TÉCNICAS DE COLORAÇÃO
Métodos que permitem identificar os componentes 
celulares 
O microscópio óptico é um instrumento usado para ampliar, com uma série de lentes, estruturas pequenas impossíveis de visualizar a olho nu. Esta visualização pode ser realizada com a ajuda de corantes (Feulgen-DNA, Hematoxilina-linfócitos, Schiff-polissacarídeos)
Método citoquímico baseado no uso de anticorpos, 
através de uma reação direta, na qual o anticorpo é acoplado a um corante fluorescente. Permite observar microorganismos capazes de fixar substâncias fluorescentes (fluorocromos). A luz UV, ao incidir nessas
partículas, provoca a emissão de luz visível e observa-se os
microorganismos a brilhar em fundo escuro. 
Forma-se a imagem pela passagem 
de elétrons através das estruturas 
celulares (cortes ultrafinos).
Apresenta um potencial de aumento muito superior ao óptico!!!
20-50 nm de espessura.
Forma-se a imagem pela passagem 
de elétrons refletidos a partir das 
estruturas (superfície da célula e dos 
organismos – organelas)
 H2O2 é citotóxico (recuperação antigênica)
 Peroxidase quebra a molécula do peróxido de hidrogênio em H2O + O2
 Ligação específica do anticorpo detectável ao antígeno
 Mostra a localização citológica do antígeno
Resultados Imunocitoquímicos 
(Expressão da heparanase na FMSP de mulher 
saudável e pacientes portadoras de câncer de mama)
Kit: Peroxidase.
Mulher Saudável
Mulher Saudável 
+ MCF-7
Células MCF-7
OBRIGADA!!!