INTRODUÇÃO Á BIOLOGIA CELULAR aula 1

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INTRODUÇÃO Á BIOLOGIA CELULAR
As células são as unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. 
Representa a menor porção de matéria viva dotada da capacidade de auto-duplicação independente. As células seriam como os tijolos de uma casa. Cada tijolo seria como uma célula. 
História 
As células foram descobertas em 1663 pelo inglês Robert Hooke. Ao examinar em um microscópio rudimentar, uma lâmina de cortiça, Hooke verificou que ela era constituída por cavidades poliédricas (figura geomética cuja superfície é composta por um número finito de faces), às quais chamou de células (do latim cella, pequena cavidade). 
Na realidade Hooke observou blocos hexadecimais que eram as paredes de células vegetais mortas. A teoria celular foi formulada em 1839 por Schleiden e Schwann que concluiram que todo ser vivo é formado por células. 
As células são envolvidas pela membrana celular e preenchidas com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas, o citoplasma em que se encontram dispersos organelas (por vezes escrito organelos, organóides, orgânulos ou organitos), que são estruturas com funções especializadas, suspensas no citoplasma das células vivas. 
As formas mais simples de vida são organismos unicelulares que se propagam por cissiparidade (processo de divisão celular no qual um organismo unicelular se reproduz em dois). As células podem também constituir arranjos ordenados, os tecidos. 
O termo célula vem do grego KYTOS= cela; e do latim CELLA= espaço vazio.
Estrutura 
De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: 
 CÉLULAS PROCARIONTES 
 CÉLULAS EUCARIONTES 
● Células Procariontes 
As células procariontes ou procarióticas, também chamadas de protocélulas, são muito diferentes das eucariontes. A sua principal característica é a ausência de carioteca (estrutura que envolve o núcleo das células eucarióticas, responsável por separar o conteúdo do núcleo celular, em particular o DNA do citosol que é o líquido que preenche o citoplasma) individualizando o núcleo celular, pela ausência de alguns organelas e pelo pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem compartimentos membranosos originados por evaginação (projeção da membrana celular para fora da célula) ou invaginação (dobras da membrana celular para o interior da célula). 
Também possuem DNA na forma de um anel não associado a proteínas (como acontece nas células eucarióticas, nas quais o DNA se dispõe em filamentos espiralados e associados à histonas que são as são as principais proteínas que compõem a cromatina (complexo de DNA e proteínas que se encontra dentro do núcleo celular nas células eucarióticas). 
O DNA ou ADN (ácido desoxirribonucleico (Deoxyribonucleic Acid) é uma estrutrura que contém a "informação" que instrui o desenvolvimento e funcionamento de todos os organismos vivos. 
O seu principal papel é armazenar as informações necessárias para a construção das proteínas e RNAs ou ARNs (ácido Ribonucleic acid). 
Os segmentos de DNA que são responsáveis por carregar a informação genética são denominados genes. O restante da sequência de DNA tem importância estrutural ou esta envolvido na regulação do uso da informação genética.
Do ponto de vista químico, o DNA é um longo polímero de unidades simples (monômeros) de nucleotídeos (compostos ricos em energia e que auxiliam os processos metabólicos das células), formado por açúcar e fosfato intercalados unidos por ligações éster. 
Atracado a molécula de açúcar está umas das quatro bases nitrogenadas (base nitrogenada é um composto contendo nitrogênio e dividem-se em: purinas: adenina e guanina e pirimidinas: uracila, citosina e timina) e é a sequência dessas bases ao longo da molécula de DNA que carrega a informação genética. 
O código genético é justamente a leitura destas sequências, a qual especifica a sequência linear dos aminoácidos das proteínas. O código não é lido diretamente no DNA, mas as suas informações são transmitidas para um intermediário (RNAm) que é sintetizado a partir de um molde de DNA através de um processo chamado Transcrição e posteriormente a informação contida neste é "traduzida" em proteínas através de um processo chamado Tradução. 
Embora a maioria do RNA produzido é usando na síntese de proteínas, a outra parte tem função estrutural e como exemplo temos o RNA ribossômico (faz parte da estrutura dos ribossomos que são organelas citoplasmáticas). 
Dentro da célula, o DNA é organizado numa estrutura chamada cromossomo (que é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e sequências de nucleotídeos) com funções específicas nas células dos seres vivos e o um conjunto de cromossomas de uma célula forma o genôma. Antes da divisão celular os cromossomas são duplicados através de um processo chamado Replicação. Os eucariotos têm o seu DNA dentro do núcleo enquanto que as bactérias o tem disperso no citoplasma. 
É responsável pela transmissão das características hereditárias de cada espécie de todos os seres vivos. 
Estas células são desprovidas de mitocôndrias, plastídeos, complexo de Golgi, retículo endoplasmático e sobretudo carioteca o que faz com que o DNA fique disperso no citoplasma. 
A este grupo pertencem seres unicelulares também denominados coloniais:
 
 BACTÉRIAS 
 CYANOBACTERIAS (ALGAS AZUIS OU CIANÓFICEAS) 
 PPLO ("pleuro-pneumonia like organisms") 
BACTÉRIAS 
São organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias e pertencente ao reino Monera. 
Monera é um reino biológico que inclui todos os organismos vivos que possuem uma organização celular procariótica. Antes da criação deste reino, estes seres eram tratados como duas divisões das plantas: Os Schizomycetes, ou bactérias (incluindo a maioria dos procariontes, que eram considerados fungos da palavra grega "mycetes"="fungo") e os Cyanophyta, ou algas azuis-esverdeadas. Os últimos são atualmente considerados como um grupo das bactérias, tipicamente chamados de Cyanobacteria. O reino Monera possui 36 divisões. 
As bactérias são microrganismos constituídos por uma célula, sem núcleo celular nem organelas membranares. 
Descobertas por Anton van Leeuwenhoek em 1683, as bactérias foram incialmente classificadas entre as plantas; em 1894, Ernst Haeckel incluiu-as no reino Protista e atualmente as bactérias compõem um dos três domínios do sistema de classificação cladístico (método de análise das relações evolutivas entre grupos de seres vivos). Vulgarmente, utiliza-se o termo "bactéria" para designar também as archaebactérias, que atualmente constituem um domínio separado. 
As bactérias são normalmente microscópicas ou submicroscópicas (detectáveis apenas ao microscópio electrônico), com dimensões máximas tipicamente da ordem dos 0,5 a 5 micrômetros. Uma exceção é a bactéria Epulopiscium fishelsoni isolada no tubo digestivo de um peixe, com um comprimento compreendido em 0,2 e 0,7 mm. 
Bactérias Cytrobacter freundii ao microscópio eléctronico (Fonte: Wikipedia). 
CYANOBACTERIAS 
Incluem as algas azuis, que são organismos aquáticos procariontes e fotossintéticos em forma de filamento, formando capas de matéria verde-azulada em águas paradas e eutróficas. Algumas cianobactérias produzem cianotoxinas, entre as quais anatoxina-a, anatoxina-as, aplisiatoxina, cilindrospermopsina, ácido domóico, microcistina LR, nodularina R e saxitoxina. 
Importância Ecológica:As cianobactérias foram os principais produtores primários da biosfera durante mais ou menos 1.500 milhões de anos, e continuam sendo nos oceanos. O mais importante é que através da fotossíntese elas encheram a atmosfera de O2. Continuam sendo as principais provedoras de N para as cadeias tróficas dos mares. 
Cianotoxinas são toxinas produzidas por algumas espécies de cianobactérias em água doce ou salgada, e são classificadas como hepatotoxinas (microcistina e nodularina), neurotoxinas (anatoxina-a,anatoxina-as, homoanatoxina-a e saxitoxina), citotoxinas (cilindrospermopsina) e dermatoxinas (lingbiatoxina).
Em altas concentrações de cianotoxinas, primeiramente as comunidades aquáticas são afetadas. As florações de cianobactérias tóxicas podem provocar a mortandade de peixes e outros animais, incluindo o homem, que consomem a água ou organismos contaminados. 
Diversas cianotoxinas têm importância para a saúde pública. Estas toxinas quando presentes na água utilizada para abastecimento doméstico, pesca ou lazer, podem atingir as populações humanas e provocar efeitos adversos como gastrenterite, hepato-enterite e outras doenças do fígado e rim, câncer, irritações na pele, alergias, conjuntivite, problemas com a visão, fraqueza muscular, problemas respiratórios, asfixia, convulsões e morte, dependendo do tipo da toxina, da concentração e da via de contato. 
Tipos de toxinas: 
Hepatotoxinas 
As hepatotoxinas produzidas pelas cianobactérias (microcistina e nodularina) agem de forma semelhante quando ingeridas, sendo responsáveis por mal estar, vômitos, cefaléia e gastrenterite. Atingem os hepatócitos pelo sistema de transporte dos ácidos biliares e induzem à despolimerização de filamentos intermediários e microfilamentos, o que leva à contração dos hepatócitos. A circulação de sangue no fígado é comprometida, resultando em hemorragias. Isto pode levar a hepato-enterite, gastrenterite e eventualmente câncer nos casos de intoxicação crônica. Episódios de ingestão de microcistina foram responsáveis por morte de peixes, animais importantes para a indústria agropecuária, animais de estimação e seres humanos 
Neurotoxinas 
Diferentes tipos de neurotoxinas são produzidos: anatoxina-a e a homoanatoxina-a agem mimetizando o efeito de acetilcolina; já a anatoxina-a(S) pode inibir a colinesterase e bloquear os canais de sódio, todas afetando as neurotransmissões. Saxitoxinas também bloqueiam os canais de sódio. 
Citotoxinas 
Cilindrospermopsina é uma citotoxina inibidora de síntese protéica, que pode afetar todas as células, mas sobretudo os rins e o fígado de mamíferos; em casos de intoxicação grave leva à necrose celular generalizada (rins, fígado, baço, pulmão, intestino). 
Dermatoxinas 
Lingbiatoxina é uma dermatoxina, afetando a pele e podendo causar irritações cutâneas.
Toxinas sintetizadas por cianobactérias
	Cianotoxinas 
	
	Gêneros com potencial de síntese 
	Anatoxina-a 
	
	Oscillatoria, Aphanizomenon, Planktothrix, Anabaena, Cylindrospermum 
	Anatoxina-a(S) 
	
	Aphanizomenon, Anabaena e Lyngbya 
	Cilindrospermopsina 
	
	Cylindrospermopsis, Umezakia, Aphanizomenon, Raphidiopsis 
	Homoanatoxina-a 
	
	Planktothrix 
	Lingbiatoxina 
	
	Lyngbya 
	Microcistinas 
	
	Microcystis, Planktothrix, Anabaena, Nostoc, Anabaenopsis, Hapalosiphon 
	Nodularinas 
	
	Nodularia 
	Saxitoxinas 
	
	Aphanizomenon, Anabaena, Lyngbya, Cylindrospermopsis e Planktothrix 
 						Anabaena sphaerica
PPLO OU MICOPLASMAS 
É o nome que foi dado aos microorganismos do género Mycoplasma, cujo tamanho e complexidade os situa entre as bactérias e os vírus. São os menores organismos de vida livre conhecidos. Os microbiólogos ainda discutem se as bactérias evoluíram dos micoplasmas primitivos, ou se se trata de estirpes separadas, e os micoplasmas evoluíram a partir de vírus.
A diferença principal entre as bactérias e os micoplasmas é que as bactérias possuem uma parede celular sólida, e por esse motivo uma forma definida (o que facilita a sua identificação ao microscópio), ao passo que os micoplasmas possuem apenas uma membrana flexível, o que associada ao diminuto tamanho, dificulta a sua identificação, mesmo quando observados ao mais potente dos microscópios electrônicos. 
Os primeiros micoplasmas foram dectectados em 1898 no Instituto Pasteur, em tecidos de gado com artrite e pleuro-pneumonia. Daí veio o primeiro nome que foram conhecidos: pleuro-pneumonia-like organisms, ou PPLOs. 
O primeiro micoplasma humano foi isolado em 1932, num abcesso. Desde então descobriram-se muitas estirpes diferentes, que são fundamentalmente específicas da espécie hospedeira (ou pelo menos de grupos específicos de animais: felinos, aves, roedores, homem e símios antropóides, etc.). 
Descobriu-se também que ao contrário das bactérias, que os micoplasmas são sensíveis a penicilina, sendo controláveis por antibióticos como a tetraciclina. 
Os micoplasmas podem viver dentro de células, ou até mesmo matar a célula hospedeira, à semelhança do que fazem alguns vírus e bactérias, como também podem viver e crescer fora das células, nos fluídos corporais, coisa de que os vírus não são capazes. 
São responsáveis por doenças como a artrite reumatóide, inflamações alérgicas, pneumonia atípica e outras doenças. 
Estuda-se uma possível ligação entre estes organismos e certas doenças relacionadas com o sistema imunitário, como a diabetes e a esclerose múltipla, entre outras. 
VÍRUS 
Os vírus são seres muito simples, formados basicamente por uma cápsula protéica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA ou o RNA, nunca os dois juntos. É uma partícula basicamente protéica que pode infectar organismos vivos. 
A palavra vem do latim e significa venenos. Atualmente é utilizada para descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer coisa que se reproduza de forma parasitária, como idéias. O termo vírus de computador nasceu por essa analogia. 
As origens dos vírus: A origem dos vírus não é inteiramente clara, porém a explicação atualmente favorecida é que eles sejam derivados de seus próprios hospedeiros, originando-se de elementos transferíveis como plasmídeos (são moléculas circulares duplas de DNA) ou transposons (são segmentos de DNA que têm a capacidade de mover-se e replicar-se dentro de um determinado genoma).
Quando não estão se reproduzindo, os vírus não manifestam nenhuma atividade vital: não crescem, não degradam nem fabricam substâncias e não reagem a estímulos. 
No entanto, a sua capacidade reprodutiva é assombrosa: um único vírus é capaz de produzir, em poucas horas, milhões de novos indivíduos. Das 1.739.600 espécies de seres vivos existentes, os vírus representam 3.600 espécies. 
Os vírus são seres vivos ou seres não vivos? 
Um vírus retira o mecanismo celular do seu hospedeiro para criar mais partículas de vírus por forma a completar o seu ciclo de vida. Estes parasitas, em nível molecular, forçam as enzimas das células parasitadas a trabalharem para formar novos vírus em vez dos próprios componentes que a célula necessita. 
Os vírus são entes naturais que nem podem ser considerados seres vivos nem seres não vivos, de acordo com as definições mais comuns para estes conceitos. Podem reproduzir-se e mostrar hereditariedade, mas são dependentes das complexas enzimas (grupo de substâncias orgânicas de natureza normalmente protéica) de seus hospedeiros, e podem ter várias formas de ser tratados como moléculas ordinárias (por exemplo, eles podem ser cristalizados). 
São parasitas obrigatórios, e não possuem forma de reprodução independente de seus hospedeiros. Da mesma forma que a maioria dos parasitas, eles têm um certo número de hospedeiros específicos, algumas vezes específicos a apenas uma espécie (ou até mesmo limitados a apenas um tipo de célula da espécie) e em outros casos, mais abrangente. 
Os vírus que atacam as células animais não atacam as vegetais e vice-versa. No entanto, existem alguns vírus vegetais que se multiplicam nas células de insetos, que os disseminam de uma planta para a outra. Quando estão fora do organismo do seu hospedeiro, cristalizam e comportam-se como qualquer pedaço de matéria inanimada. (Vírus da Gripe)
As bactérias são diferentes dos vírus por apresentarem: 
 conjuntamente DNA e RNA; 
 uma membrana semipermeável, através da qual realizam as trocas com o meio envolvente. 
Obs.: Já foram encontradosvírus com DNA e RNA, no entanto são raros os vírus que possuem DNA e RNA simultaneamente, sendo denominados retrovírus.