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Estudo da Célula Tema: Célula Animal Curso: Área da saúde Profª: Cíntia Teixeira 1 Histórico • As células foram descobertas em 1665 pelo inglês Robert Hooke. 2 • Ao examinar em um microscópio rudimentar, uma lâmina de cortiça, Hooke verificou que ela era constituída por cavidades poliédricas, às quais chamou de células. Na realidade Hooke observou blocos que eram as paredes de células vegetais mortas. • 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. • As formas mais simples de vida são organismos unicelulares que se propagam por cissiparidade. As células podem também constituir arranjos ordenados, os tecidos. 3 As células são as estruturas com as quais os organismos vivos são construídos • A célula é a unidade estrutural e fundamental dos seres vivos, assim como o átomo é a unidade fundamental das estruturas químicas. Se, por algum meio, a organização celular for destruída, a função da célula também será alterada. • A célula representa a menor porção de matéria viva dotada da capacidade de auto-duplicação independente. 4 Duas classes fundamentalmente diferentes de células • Células Procariotas • Células Eucariotas “Diferenciadas por seus tamanhos e pelos tipos de estruturas internas, ou organelas que elas contêm” 5 • Células Procariotas A denominação procariota indica que essas células apresentam uma organização mais simples do que as eucariotas. Ex: Bactérias • Células Eucariotas A principal característica da célula eucariota é ter espaço interno dividido em inúmeros compartimentos membranosos (organelas), sendo o núcleo geralmente o maior deles. Célula Eucariota Animal Célula Eucariota Vegetal 6 Célula Procariota Célula Eucariota Vegetal Célula Eucariota Animal 7 Níveis de organização Células Reino Organismos representativos Procariontes Moneras Bactérias Algas azuis Eucariontes Protistas Protozoários Fungos Mofos Fungos verdadeiros Vegetais Algas verdes Algas vermelhas Algas pardas Briófitas Traqueófitas - Pteridófitas - Gimnospermas - Angiospermas Animais Metazoários - Peixes - Anfíbios - Répteis - Aves - Mamíferos 8 Estrutura Celular • As células procariontes ou procarióticas, também chamadas de protocélulas, são muito diferentes das eucariontes. A sua principal característica é a ausência de cariomembrana individualizando o núcleo celular, (DNA) pela ausência de alguns organelos e pelo pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem compartimentos membranosos originados por evaginação ou invaginação. 9 Célula Procariota - Bactéria 10 Células incompletas • Bactérias são organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias e pertencente ao reino Monera. São microorganismos constituídos por uma célula, sem núcleo celular nem organelos membranares. • Diferem dos vírus por apresentarem: • conjuntamente DNA e RNA; • parte da máquina de síntese celular necessária para reproduzirem-se; • uma membrana semipermeável, através da qual realizam as trocas com o meio envolvente. • Obs.: já foram encontrados vírus com DNA e RNA, no entanto são raros. 11 Reprodução das bactérias: Cissiparidade ou Bipartição Duplicação do DNA Separação das células Parede celular celular Membrana Plamática p Membrana do DNA de DNA Transformação Célula bacteriana Lise celular Quebra do DNA Fragmentos de DNA doador Célula bacteriana Fragmentos de DNA ligam-se à superfície da célula receptora. O fragmento de DNA é incorporado à célula receptora. O fragmento de DNA é integrado ao cromossomo da célula receptora. Célula transformada Molécula de DNA circular Transdução Fago O DNA de um fago penetra na célula de uma bactéria. O DNA do fago integra-se ao DNA da bactéria como um profago. Quando o profago inicia o ciclo lítico, o DNA da bactéria é degradado e novos fagos podem conter algum trecho do DNA da bactéria. A célula bacteriana se rompe e libera muitos fagos, que podem infectar outras células. O fago infecta nova bactéria. Genes de outra bactéria são introduzidos e integrados ao DNA da bactéria hospedeira. DNA do fago com genes da bactéria Conjugação Plasmídeo DNA bacteriano Ponte citoplasmática Célula “fêmea” Célula “macho” Separação das células Célula “macho” Célula “macho” PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS VÍRUS: • Não possui estruturas celulares; • São formados basicamente por uma cápsula protéica (capsômero); • Contém em seu interior um só tipo de ácido nucléico: DNA ou RNA; • É tão pequeno que podem penetrar no interior das células das menores bactérias; • Só apresentam propriedades de vida quando estão no interior de células vivas; • São considerados parasitas celulares obrigatórios. 16 Reprodução dos Vírus 17 18 Ciclo Reprodutivo São quatro as fases do ciclo de vida de um vírus: 1. Entrada do vírus na célula: ocorre a absorção e fixação do vírus na superfície celular e logo em seguida a penetração através da membrana celular; 2. Eclipse: um tempo depois da penetração, o vírus fica adormecido e não mostra sinais de sua presença ou atividade; 3. Multiplicação: ocorre a replicação do ácido nucléico e as sínteses das proteínas do capsídeo. Os ácidos nucléicos e as proteínas sintetizadas se desenvolvem com rapidez, produzindo novas partículas de vírus. 4. Liberação: as novas partículas de vírus saem para infectar novas células sadias. Célula do Corpo Humano 19 Células Eucariontes • As células eucariontes ou eucarióticas, são mais complexas que as procariontes. Possuem membrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. A maioria dos animais e plantas a que estamos habituados são dotados deste tipo de células. • É altamente provável que estas células tenham surgido por um processo de aperfeiçoamento contínuo das células procariontes. • Não é possível avaliar com precisão quanto tempo a célula "primitiva" levou para sofrer aperfeiçoamentos na sua estrutura até originar o modelo que hoje se repete na imensa maioria das células, mas é provável que tenha demorado muitos milhões de anos. Acredita-se que a célula "primitiva" tivesse sido bem pequena e para que sua fisiologia estivesse melhor adequada à relação tamanho × funcionamento era necessário que crescesse. 20 • Acredita-se que a membrana da célula "primitiva" tenha invaginado da sua superfície, os quais se multiplicaram, adquiriram complexidade crescente, conglomeraram-se formando o retículo endoplasmático. Dali ela teria sofrido outros processos de dobramentos e originou outras estruturas intracelulares como o complexo de Golgi, vacúolos, lisossomos e outras. • Quanto aos cloroplastos e mitocôndrias, acredita-se que a melhor teoria que explica a existência destes orgânulos é a Teoria da Endossimbiose, segundo a qual um ser com uma célula maior possuía dentro uma célula menor, mas com melhores características, fornecendo um o refúgio a menor e esta a capacidade de fotossintetizar ou de sintetizar proteínas com interesse para a outra. 21 As organelas citoplasmáticas Vacúolos Mitocôndrias Plastos Lisossomos Peroxissomo Complexo de Golgi Centríolo Ribossomos Retículos 22 Organização celular emprocariontas e eucariontas Procariontes Eucariontes Envoltório nuclear Ausente Presente DNA Desnudo Combinado com proteínas Cromossomos Único Múltiplos Nucléolos Ausentes Presentes Divisão Fissão Binária Mitose ou Meiose Ribossomas Presente Presentes Mitocôndrias Ausentes Presentes Cloroplastos Ausentes Presentes em células vegetais Parede celular Não celulósica Celulósica em células vegetais Exocitose e endocitose Ausentes Presentes 23 24 25 Estrutura de uma célula Animal 26 Orgânulos: 1. Nucléolo 2. Núcleo celular 3. Ribossomos 4. Vesículas 5. Ergastoplasma ou Retículo endoplasmático rugoso (RER) 6. Complexo de Golgi 7. Microtúbulos 8. Retículo endoplasmático liso (REL) 9. Mitocôndrias 10.Vacúolo 11.Citoplasma 12.Lisossomas 13.Centríolos 27 28 Estrutura de uma célula Vegetal Principais Componentes Subcomponentes Função principal Membrana celular Parede celular Proteção Membrana plasmática Permeabilidade, exocitose e endocitose Núcleo Cromossomos Informação genética Nucléolo Síntese de ribossomos Citossol Enzimas solúveis Glicólise Ribossomos Síntese protéica Organelas do sistema de endomembranas Retículo endoplasmático Complexo de Golgi Síntese de lipídios e glicídios Endossomos e lisossomos Digestão Outras organelas Mitocôndrias Síntese de ATP Cloroplastos Fotossíntese Peroxissomas Desintoxicação 29 Núcleo • Geralmente apresenta forma esférica, em algumas células ocupa uma posição fixa, perto do centro célula. • É um centro de controle importante; contém os fatores hereditários (genes) que fixam os traços característicos do organismo. • É separado do citoplasma por uma membrana de dupla formada por agregados lipoprotéicos na qual há poros que permitem a passagem de diversas substâncias, entre elas o RNA (ácido ribonucléico). • É constituído de DNA (ácido desoxirribonucléico) que se encontra combinado com proteínas (ácidas e básicas) formando a cromatina (cromossomos), suspensa numa substância semilíquida chamada carioplasma. 30 Nucléolo • É outro componente do núcleo, costuma estar presente em número variável de um a quatro na maior parte das células, e numa mesma célula pode variar segundo as diferentes etapas funcionais. 31 Membrana: Celular ou Plasmática ou Citoplasmática • Representa o limite da célula com o exterior e constitui um lugar ativo de intercâmbios seletivos entre o ambiente exterior e o citoplasma. • É composta por lipídios e proteínas que, do exterior ao interior se acham assim dispostos. Os estratos protéicos, de 25 Å (Angstrõm) de diâmetro, são responsáveis pela elasticidade, resistência e hidrofila da membrana plasmática. O estrato de lipídio de 30 Å de diâmetro constitui o esqueleto principal. • Em algumas células, a M.P apresenta, modificações estruturais (porção livre), importantes para os processos fisiológicos de absorção, secreção, etc. 32 Membrana Lipoprotéica • A membrana plasmática é uma estrutura funcional ativa com mecanismos enzimáticos que deslocam moléculas específicas penetrando ou saindo da célula contra um gradiente de concentração. Possui permeabilidade seletiva. 33 Transporte Passivo Difusão Passiva - Passagem de soluto do meio mais concentrado para o meio menos concentrado. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente. Difusão Facilitada - Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras). Trasnporte Passivo Transporte Passivo Osmose - Passagem de solvente do meio menos concentrado em soluto para o meio mais concentrado em soluto. Osmose A célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos. A saída da água contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise. Plasmólise Deplasmólise Hipotônico Hipertônico 38 • Célula isotônica: quando contém a mesma concentração de substâncias dissolvidas dentro e fora da célula (ex: plasma sanguíneo e todos os líquidos do organismo). • Célula hipertônica: quando a concentração das substâncias dissolvidas no líquido circundante é menor do que a existente dentro da célula, a água tem como tendência entrar na célula, e como consequência esta fica túrgida (cheia). • Célula hipotônica: quando o líquido extracelular tem mais substâncias dissolvidas que na célula, favorecendo a saída de líquido na célula, fazendo que ela murche. Transporte Ativo • É a passagem de uma substância de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia. Transporte Ativo Fagocitose - É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba, no seu citoplasma, partículas sólidas. A fagocitose é um processo seletivo, conforme pode ser observado no exemplo da fagocitose de paramécios pelas amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita por células especializadas na defesa do organismo, como os macrófagos. Animação Partículas sólidas Partículas líquidas Transporte Ativo Pinocitose - É o nome dado ao processo pelo qual a célula, graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido. Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e as dos capilares sangüíneos. EXOCITOSE CLASMOCITOSE OU CLASMATOSE Eliminação de resíduos. Transporte Ativo • Bomba de NA+ e K+ Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração. •Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta. •O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta. Bomba de sódio e potássio 46 Transporte Ativo •Juntos esses dois receberam o nome de bomba de sódio e potássio. •Todo este mecanismo de transporte ativo que mantém tais distribuições iônicas é de suma importância para a transmissão do impulso nervoso. TIPOS DE SOLUÇÕES HIPERTÔNICA A concentração do soluto é maior que a concentração de solvente. ISOTÔNICA A concentração do soluto é igual que a concentração de solvente. HIPOTÔNICA A concentração do soluto é menor que a concentração de solvente. 48 49 OSMOSE DESLOCAMENTO DA ÁGUA ATRAVÉS DA MEMBRANA MEIO MEIO EXTRACELULAR INTRACELULAR NORMAL MEIO HIPERTÔNICO MEIO HIPOTÔNICO SOLUTO SOLVENTE CRENAÇÃO - PLASMÓLISE HEMÓLISE - PLASMOPTÍSE MEIO HIPERTÔNICO COM ALTA CONCENTRAÇÃO MEIO HIPOTÔNICO COM BAIXA CONCENTRAÇÃO MEIO ISOTÔNICO COM CONCENTRAÇÃO IGUAL MEIO ISOTÔNICO MEIO MEIO EXTRACELULAR INTRACELULAR MEIO MEIO EXTRACELULAR INTRACELULAR Célula: Isotônica, Hipertônica e Hipotônica 51 Referências Bibliografia ALBRTS, B et al. Fundamentos de Biologia Celular. Porto Alegre: Artes Médicas, 2006. JUNQUEIRA, L.C.U.;e CARNEIRO, J. Histologia Básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. MORRE, K.L. & PERSAUD, T.V.N. Embriologia básica. Rio de JaneiroGunabara Koogan, 2000. 52
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