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21/03/2018 1 BIOLOGIA CELULAR _______________________________________________________________________________________________________________________________ Prof ª Me. Richelly Teixeira richelly.teixeira@gmail.com BIOLOGIA CELULAR _______________________________________________________________________________________________________________________________ Na aula de hoje ... Tipos Celulares Célula procarionte Célula eucarionte REFERÊNCIAS BÁSICA • DE ROBERTS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. • JUNQUEIRA L.C.U., CARNEIRO J. Biologia Celular e Molecular. 6ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2005 • TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. 8° edição. Porto Alegre-RS. Artmed, 2005. 21/03/2018 2 Introdução à Biologia Celular - revisão Biologia Celular – área da biologia que dedica-se ao estudo da Célula Célula – Unidade morfofisiológica de todo o organismo vivo. Teoria celular – ‘Todos os seres vivos são constituídos por células’ ‘Uma célula só surge de outra célula preexistente’ Tipos celulares – Eucarionte e procarionte Vírus – acelulares Acelular – não é constituído por células Unicelular – organismo constituído por uma única célula Pluricelular – um organismo formado por mais de uma célula. BIOLOGIA CELULAR _________________________________________________________________________________________________________________________ Procariontes Eucariontes 21/03/2018 3 PROCARIONTE Bactérias Cianobactérias Archaeas Bactérias CianobactériasArchaeasBactérias EUCARIONTE Protoctista Fungi Plantae Animalia Protoctista Fungi Plantae Animalia 21/03/2018 4 Fonte: www.Bioexplica.com Biologia Celular Célula Procarionte Eucarionte - Membrana celular - Citoplasma - Ácido nucleico - Ribossomos Fonte: Madigan et al. (2016). Estrutura da célula microbiana. (a) Diagrama de uma célula procariota: Heliobacterium (b) Diagrama de uma célula eucariota: Saccharomyces cerevisiae 21/03/2018 5 TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. 8° edição. Porto Alegre-RS. Artmed, 2005. TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L. Microbiologia. 8° edição. Porto Alegre-RS. Artmed, 2005. 21/03/2018 6 Existem organismos autótrofos e organismos heterótrofos Autótrofos – produzem (sintetizam) energia química para manutenção do seu metabolismo; Heterótrofos – obtém energia a partir dos compostos sintetizados pelos autótrofos (produtores primários); Fotossíntese CO2 + H2O = C6H12O6 + O2 Respiração aeróbica C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O Organização geral das células procariontes 21/03/2018 7 Organização geral das células procariontes Flagelo Cromossomo bacteriano Ribossomos Membrana plasmática Fímbrias Inclusões Parede celular Cápsula Plasmídeo Formas celulares – procariontes Organização da célula procarionte: Formas da célula 21/03/2018 8 Formas e arranjos da célula procarionte Glicocálice (composto de polissacarídeo, polipeptídio ou ambos) - É o termo geral usado para as substâncias que envolvem as células. • Barreira: química e mecânica; • Reconhecimento celular; • Retém água e nutrientes. Cápsula: substancia organizada, firmemente aderida a parede celular; Camada viscosa: substancia não-organizada e esta fracamente aderida a parede celular Organização da célula procarionte: Glicocálice 21/03/2018 9 Cápsula: substancia organizada e firmemente aderida a parede celular; Organização da célula procarionte: Glicocálice Pilina- proteínas filamentosas Fímbrias : Apêndices semelhantes a pelos que são mais curtos. Função: aderência Pili: normalmente são mais longos que as fímbrias, e há apenas um ou dois por célula. – Mobilidade celular e na transferência de DNA; – Pili de conjugação; Estruturas externas à parede celular . Fímbrias Estruturas externas à parede celular . Organização da célula procarionte: Fímbrias e pili 21/03/2018 10 Flagelos São longos apêndices filamentosos que propelem as bactérias. Presente em algumas células procarióticas; As bactérias sem flagelos são denominadas atríqueas; Podem ser: •Peritríqueos •Polar Estruturas externas à parede celular . Organização da célula procarionte: Flagelos Distribuição dos flagelos Organização da célula procarionte: Flagelos 21/03/2018 11 Tipos de Flagelos A parede celular . Estrutura complexa Semirrígida Responsável pela forma da célula e serve como ponto de ancoragem para os flagelos; Principal constituinte: peptideoglicano (polissacarídeo complexo) A principal função: prevenir a ruptura das células bacterianas por pressão osmótica. Célula procarionte - Material genéticoOrganização da célula procarionte: Parede celular 21/03/2018 12 Parede celular gram-negativa Parede celular gram-positiva Lipopolissacarídica- LPS. A membrana plasmática . Reveste o citoplasma; bicamada fosfolipídica: Constituída de fosfolipídios e Proteínas; proteínas integrais são canais. Organização da célula procarionte: Membrana plasmática 21/03/2018 13 Única molécula longa e continua de DNA de fita dupla, com freqüência arranjada de forma circular, denominada cromossomo bacteriano; Cromossomos bacterianos não são circundados por MEMBRANA NUCLEAR e não incluem histonas; Célula procarionte - Material genético Organização da célula procarionte: Material genético Todas as células possuem ribossomos; Funcionam como locais de síntese protéica; Compostos de duas subunidades, cada qual consistindo de proteína e de um tipo de RNA denominado RNA ribossômico (rRNA); Vários antibióticos atuam inibindo a síntese protéica nos ribossomos procarióticos; O ribossomo procariótico. (a) Uma subunidade menor 30S e (b) uma subunidade maior 50S compõem (c) o ribossomo completo 70S. Célula procarionte - RibossomosOrganização da célula procarionte: Ribossomos 21/03/2018 14 Pequenas moléculas de DNA de fita dupla, circulares; Essas moléculas são elementos genéticos extracromossomicos; DNA ‘extra’; Possuem de 5 a 100 genes; Resistência aos antibióticos, tolerância, a metais tóxicos, produção de toxinas e síntese de enzimas; Podem ser transferidos; Célula procarionte - PlasmídeoOrganização da célula procarionte: Plasmídeos Plasmídeo Inclusões São depósitos de reserva dispersos no citoplasma; – As células podem acumular certos nutrientes quando eles são abundantes e usá-los quando estão escassos no ambiente; – Evitam o aumento da pressão osmótica que ocorreria se as moléculas estivessem dispersas no citoplasma; – Grânulos metacromáticos; – Grânulos polissacarídicos; – Inclusões lipídicas; – Grânulos de enxofre; – Carboxissomos; – Vacúolos de gás; Grânulos de enxofre Célula procarionte - InclusõesOrganização da célula procarionte: Inclusões 21/03/2018 15 Organização geral das células Eucariontes Diversidade morfológica das células eucariontes fungo vegetal Animal –neurônio 21/03/2018 16 Diversidade morfológica das células eucariontes DE ROBERTS, e HIB (2001). DE ROBERTS, E. M. F.; HIB, J. Bases da biologia celular e molecular. 3 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. 21/03/2018 17 A organela eucariótica mais característica é o núcleo; Informação genética (DNA); Protege o material genético; Numero: um; dois; vários; anucleadas; Controla o metabolismo celular; Síntese de ácido nucleicos (RNA e DNA) Organização da célula eucarionte: Núcleo 21/03/2018 181. Membrana nuclear 2. Nucleoplasma 3. Cromatina (interfásica) 4. Nucléolo Organização da célula eucarionte: Núcleo 1. Membrana nuclear Reveste o M.G. Duas membranas lipoproteica; Poros 2. Nucleoplasma 3. Cromatina (interfásica) 4. Nucléolo Organização da célula eucarionte: Núcleo 21/03/2018 19 1. Membrana nuclear 2. Nucleoplasma Hialoplasma/ Suco nuclear Substância aquosa encontrado no núcleo Água/ ATP/ nucleotídeos/ enzimas 3. Cromatina (interfásica) 4. Nucléolo Organização da célula eucarionte: Núcleo 1. Membrana nuclear 2. Nucleoplasma 3. Cromatina (interfásica) Filamentos compostos por DNA e proteínas; Cromossomos 4. Nucléolo Organização da célula eucarionte: Núcleo 21/03/2018 20 Cromatina = DNA + HISTONAS Organização da célula eucarionte: Núcleo Histonas Nucleossomos 165 pares de bases de DNA e 9 histonas 1. Membrana nuclear 2. Nucleoplasma 3. Cromatina (interfásica) 4. Nucléolo Estrutura esférica não membranosa Formado por RNAr e Proteínas Síntese dos ribossomos Organização da célula eucarionte: Núcleo 21/03/2018 21 Organização da célula eucarionte: Núcleo Região entre membrana plasmática e a membrana nuclear; Fluido de aparência gelatinosa, rico em moléculas orgânicas e organelas; Local de intensa reações químicas; Síntese, armazenamento e transporte de moléculas; Onde ocorre a síntese de Energia (ATP); Movimentação celular; Organização da célula eucarionte: Citoplasma Citosol: Água, sais minerais, citoesqueleto Citoplasma figurado: organelas 21/03/2018 22 • Fornece suporte e aspecto morfológico, movimentação, auxiliando no transporte das substancias através da célula; Organização da célula eucarionte: Citoesqueleto Citoesqueleto Citoesqueleto O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos proteicos: Microfilamentos (Actina) Intermediários (Queratina) Microtúbulos (Tubulina) Organização da célula eucarionte: Citoesqueleto 8 nm10 nm25 nm 21/03/2018 23 • Localizam-se principalmente na periferia da célula; • Formato; • Microvilosidade; • Citocinese (divisão do citoplasma); Ciclose Movimento ameboide 21/03/2018 24 Queratina; Adesão celular – demossomo; Resistencia a célula – a tração Apenas organismos pluricelulares possuem Constitui os centríolos Partem de uma região chamada: centrossomo 21/03/2018 25 Compostas por membranas lipoproteicas; O sistema de endomembranas engloba: Organização da célula eucarionte: Sistema de endomenbranas Retículo endoplasmático Transportador Facilitador de reações Síntese compo. químicos Complexo de Golgi Lisossomos 21/03/2018 26 Extensa rede de sacos membranosos achatados: cisternas; A rede do RE é continua com o envelope nuclear; Presença de ribossomos no exterior do RE (local de síntese PTN); Síntese e/ modificação de proteínas; Transporte de substâncias dentro da célula Retículo endoplasmático rugoso RE rugoso e uma fabrica para a síntese de proteínas secretórias e moléculas das membranas • RE liso se estende a partir do RE rugoso para formar uma rede de túbulos de membranas; • Não possui ribossomos na superfície externa; • O RE liso sintetiza gorduras e esteróides, como o estrogênio e a testosterona e fosfolipídeos; • Desintoxicação celular (álcool e antibióticos); Retículo endoplasmático liso 21/03/2018 27 • As PTN sintetizadas no RER são carregadas até o complexo de Golgi vesículas transportadora modificadas: glicoproteínas, glicolipidíos e lipoproteínas vesículas secretórias que levam até membrana plasmática; Complexo de Golgi Armazenamento Empacotamento Secreção de substâncias 21/03/2018 28 vesículas de armazenamento Complexo de Golgi; Esferas revestidas por uma membrana; possuem torno de 40 tipos diferentes de enzimas digestivas; Atuam na digestão intracelular (heterofágica e autofágica) Lisossomos L = lisossomos Lisossomos 21/03/2018 29 Lisossomos - digestão celular • Organela membranosa de contorno arredondado/ rica em catalase; • Função: oxidação (metabolização) de ácidos graxos água oxigenada (peróxido de hidrogênio) – Desintoxicação do organismo (álcool) – 25% Organização da célula eucarionte: Peroxissomos Ácidos graxos H2O2 Catalase H2O + O2 21/03/2018 30 • Uma mitocôndria consiste em uma membrana dupla similar em estrutura a membrana plasmática; – Membrana externa lisa – Membrana interna cristas – Matriz mitocondrial semifluida; rica em enzimas • Função Liberação de energia Respiração celular aeróbica Mitocôndria Consideradas o “gerador da célula”, devido ao seu papel central na produção de ATP. Cloroplastos Estrutura revestida por membrana que contém o pigmento clorofila e as enzimas necessárias para as fases de captação de luz da fotossíntese sacos achatados de membrana Tilacóides Clorofila As pilhas de tilacoides = granum Conjunto de granum = grana grana estroma 21/03/2018 31 Ocorrência: Eucarionte e procarionte Localização: – Livre no Citosol – Associados ao RER e na Membrana Nuclear Externa. – Cloroplastos e Mitocôndrias. Estrutura: RNAr e PTN ‘70S’ – Procariontes, mitocôndrias e cloroplasto ‘80S’ – Eucariontes Função: local onde ocorre síntese Protéica Organização da célula eucarionte: Ribossomos Funções: Revestimento celular; interação celular PERMEABILIDADE SELETIVA; CARACTERISTICAS: Película delgada de 6 a 10 nm de espessura; Bicamada fosfolipídica contínua e proteínas intercaladas ou aderidas a sua superfície; Eucarionte: endocitose e exocitose; Organização da célula eucarionte: Membrana plasmática Plasmalema ou Membrana Celular Modelo do mosaico fluido 21/03/2018 32 Organização da célula eucarionte: Membrana plasmática Camada de material contendo quantidades carboidratos adesivos que reveste a MP; Glicocálice • Barreira: química e mecânica; • Reconhecimento celular; • Adesão celular; • Retém água e nutrientes. Funções 21/03/2018 33 Função: Proteção da célula Permeável e semi-rígida; Constituição mais simples que as das células procarióticas; Algas e plantas: polissacarideo celulose; Fungos: Quitina (maioria) Leveduras: polissacarideos glicana e manana Animais NÃO possuem PC Organização da célula eucarionte: parede celular e Glicocálice Parede celular célula vegetal Projeções que são usadas para a locomoção celular ou ou para mover substancias ao longo da superfície celular; Contém citoplasma e são revestidas por membrana plasmática; Organização da célula eucarionte: Cílios e flagelos Flagelos: Projeções são poucas e longas em relação ao tamanho da célula; Cílios: Projeções são numerosas e curtas a) Uma micrografia da Euglena, uma alga com seu flagelo. (b) Uma micrografia de Tetrahymena, um protozoário comum de água fresca, com cílios. 21/03/2018 34 • Ficam ancorados a membrana plasmática por um corpo basal • Constituídos: arranjo 9 + 2 de microtúbulos Microtúbulos: tubos longos ocos, compostos de uma proteína - tubulina. Um flagelo procariótico gira, mas um flagelo eucariótico se move de forma ondulante Sabatina Diferencie, por meio de esquemas (desenhos) e textos explicativos, a célula procarionte da eucarionte; Observações importantes: 1. A sabatina é individual; 2. SEM CONSULTA a celulares e similares; 3. Única consulta permitida: caderno O descumprimento acarretará na anulaçãoda nota do aluno.
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