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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL ENGENHARIA AMBIENTAL Disciplina BIOLOGIA GERAL Células procariontes e eucariontes Profa. Katia Saavedra 2013 CONTEÚDO Procariontes Eucariontes Membrana celular Parede celular A evolução produziu uma imensa diversidade de formas viventes, que possuem comportamentos, formas e funções próprias. Todos os seres vivos apresentam um plano mestre de organização único. A célula é a unidade estrutural e funcional fundamental dos seres vivos. Células procariontes e eucariontes •Matéria viva: células. •Descoberto por Robert Hooke em 1665. •Em 1840, Theodor Schwann: teoria celular. •Menor unidade de vida. •Propriedades de um dado organismo dependem de suas células individuais. •Organismos unicelulares, pluricelulares. Células procariontes e eucariontes Se a organização celular for destruída, a função da célula também será alterada. As células procariontes precederam as eucariontes. Células procariontes e eucariontes Classificação em cinco reinos: Monera Protista Fungo Vegetal Animal Células procariontes e eucariontes Classificação dos organismos celulares Procariotos Protistas Vegetais Animais Organismos Bactérias Protozoários Algas verdes Metazoários Algas verdes azuladas Algas Algas vermelhas Fungos Algas marrons Briófitas Traqueófitas Classificação celular Procariotos Eucariotos Eucariotos Eucariotos Características gerais das células Organismos procarióticos Organismos eucarióticos Células procariontes e eucariontes Células procariotas Células eucariotas Envoltório nuclear Ausente Presente Cromossomos Único Múltiplos Nucléolo Ausente Presente Divisão celular Cromossomos separados através de ligação à membrana plasmática Cromossomos separados por microtúbulos (mitose e meiose) Citoplasma Sem citoesqueleto (endocitose e exocitose ausentes) Citoesqueleto constituído de filamentos protéicos (endocitose e exocitose presentes) Organelas Poucas ou nenhuma Núcleo, mitocôndria, cloroplasto, RE, CG. Organização celular Unicelular Multicelular Comparação de células procarióticas e eucarióticas Organismos autótrofos e organismos heterótrofos Clorofila capta energia solar. Se acumula sob a forma de energia química nos diferentes alimentos consumidos por outros organismos. Células procariontes e eucariontes Autótrofos fotossíntese que utilizam CO2 e H2O carboidratos Heterótrofos energia dos carboidratos, gorduras, proteínas Células procariontes e eucariontes Mitocôndria: similaridade com células procariotas de vida livre. Possuem DNA, fazem síntese protéica e se dividem por cissiparidade. Ameba Pelomyxa palustris não possui mitocôndria. Apresenta bactéria aeróbia no seu citoplasma. Células procariontes e eucariontes Cloroplastos: relação estrutural próxima às cianobactérias. Possuem DNA e se reproduzem por cissiparidade. Células procariontes e eucariontes Estudos celulares provenientes de bactérias e vírus. Parede celular Membrana plasmática Protoplasma Cromossomo Células procariontes e eucariontes Organismos procarióticos As bactérias são células esféricas ou em forma de bastonetes, com tamanhos variados. Proteção da célula: parede celular. Multiplicação por fissão binária. Células procariontes e eucariontes Organização geral da célula procarionte Célula procarionte Procarioto ancestral Arquibactéria (Procariotos) Eubactéria (Procariotos) Bactérias anaeróbicas que vivem em fontes ácidas (sulfobactérias) Bactérias que vivem em condições salinas extremas (halófilos extremos) Bactérias que reduzem CO2 a CH4 (arquéias metanogênicas) Bactérias Gram-positivas Bactérias verdes fotossintéticas (anaeróbicas) Bactérias cianofíceas (algas verde- azuladas) Bactérias púrpuras fotossintéticas Bactérias Gram-negativas não-fotossintéticas Espiroquetas Existe uma grande diversidade morfológica entre as células eucariontes As células de um organismo multicelular têm formas e estruturas variáveis. Se diferenciam de acordo com suas funções específicas nos diferentes tecidos. Células procariontes e eucariontes Diversidade morfológica A forma de uma célula depende de suas adaptações funcionais, do citoesqueleto, da ação mecânica e da rigidez da membrana plasmática. Células procariontes e eucariontes Tamanho das células Oscila dentro de limites amplos. Algumas observáveis ao olho nu. Outras, necessário uso do microscópio. Células procariontes e eucariontes Tamanho das células Células bacterianas: 1-2 µm de diâmetro. Podem existir de 0,2 µm. Vírus, tamanho varia de 30-300 nm. Células procariontes e eucariontes Volume da célula É bastante constante nos diferentes tipos celulares. É independente do tamanho do organismo. A massa de um órgão depende do número e não do volume das células. Células procariontes e eucariontes A membrana plasmática separa o conteúdo da célula do meio externo. O citoplasma contém uma matriz denominada citosol. Células procariontes e eucariontes Componentes Subcomponentes Função Membrana celular Parede celular Cobertura celular Membrana plasmática Proteção Interações celulares Permeabilidade Núcleo Cromossomos Nucléolo Informação genética Síntese de ribossomos Citosol Enzimas solúveis Ribossomos Glicólise Síntese protéica Citoesqueleto Filamentos Microtúbulos Forma e mobilidade da célula Estruturas microtubulares Corpúsculos basais e cílios Mobilidade ciliar Organelas do sistema de endomembranas Retículo endoplasmático Complexo de Golgi Síntese de lipídios e glicídios Outras organelas Mitocôndrias Cloroplastos Peroxissomas Síntese de ATP Fotossíntese Desintoxicação Organização geral da célula eucarionte Organização geral da célula eucarionte Célula vegetal Organização geral da célula eucarionte Célula animal Mitocôndria Mitocôndria Mitocôndria Parede celular Cloroplastos grana Cloroplastos As mitocôndrias e os plastídios são organelas fundamentais para o funcionamento celular. Os peroxissomas têm funções desintoxicantes. A presença do núcleo caracteriza a célula eucarionte. Células procariontes e eucariontes O citoesqueleto é composto por três tipos de filamentos principais: -Filamentos de actina -Filamentos intermediários -Microtúbulos Células procariontes e eucariontes Citoesqueleto Sistema de endomembranas engloba: - Complexo de Golgi - Retículo endoplasmático - Endossomos - Lisossomos Células procariontes e eucariontes Complexo de Golgi Os núcleos das células somáticas contêm dois jogos de cromossomos homólogos. A mitose mantêm a continuidade e o número diplóide dos cromossomos. A meiose reduz os cromossomos a um número haplóide. Célulasprocariontes e eucariontes Membranas Celulares As membranas das células exercem diversas atividades: Camada delgada de 6 a 10 nm. Composta por lipídios, proteínas e carboidratos. Função: 1. Barreiras permeáveis, seletivas 2. Suporte físico 3. Transporte 4. Endocitose – exocitose 5. Receptores na superfície Membranas Celulares Estrutura das membranas celulares Corresponde a uma dupla camada lipídica. Manutenção do equilíbrio iônico com o meio intracelular. Membranas Celulares Reconhecimento celular e molecular. Comunicação celular. Adesão: célula-célula célula-matriz Membranas Celulares Controle das atividades celulares. Organização dos sistemas enzimáticos. Execução de funções especializadas. Proteção celular. Membranas Celulares Lipídeos Proteínas Carboidratos Composição química das membranas Membranas Celulares Modelo molecular das membranas Singer e Nicolson (1972): Modelo do Mosaico Fluido Desenho tridimensional de uma membrana celular Membranas Celulares Lipídios Funções: - Barreira de moléculas hidrossolúveis. - Fluidez da membrana biológica. - Gerar moléculas sinalizadoras: comunicação química. Fosfolipídios Lipídio fundamental nas membranas biológicas. Saturados: + viscosa/- fluida Insaturados: - viscosa/ + fluida Colesterol Interação colesterol + fosfolipídeos: torna a membrana mais rígida. Carboidratos Hidratos de carbono ligados covalentemente aos lipídios e proteínas da membrana. Glicoproteínas secretadas pela célula e adsorvidos na superfície. Glicocálice Assimétrica: face não citoplasmática das membranas. Funções do glicocálice Proteção da superfície celular: superfície intestinal. Reconhecimento e adesão celular. Determinação antigênica. Receptor de macromoléculas: hormônios, neurotransmissores, toxinas, etc. Não são estruturas homogêneas. Camadas de diferentes substâncias. Diferem em espessura e composição. Parede celular bacteriana Forma característica ao microrganismo. Barreira para algumas substâncias. Previne a evasão de certas enzimas. Previne o influxo de certas substâncias químicas e enzimas que poderiam causar danos à célula. Parede celular bacteriana Corantes, antibióticos, sais biliares, metais pesados e enzimas degradativas podem ser retidas pela parede celular. Nutrientes líquidos necessários à célula têm passagem permitida. Parede celular bacteriana (a) Bactéria gram-positiva (b) Bactéria gram-negativa Membrana da célula Proteína associada a parede Peptidoglicano Ácido teicóico Ácido lipoteicóico Lipopolissacarídeo Proteína Espaço periplasmático Porina Membrana externa Peptidoglicano Membrana da célula Parede celular bacteriana Determina a forma da parede celular. Polímero poroso, insolúvel e resistente. Encontrado somente nos Procariotos. Circunda a célula como uma rede. Estrutura rígida ao redor da célula. Peptideoglicano (mureína) Estrutura básica contém três unidades: 1. N-acetilglicosamina (NAG) 2. ácido N-acetilmurâmico (NAM) 3. tetrapeptídeo Peptideoglicano (mureína) Bactérias: Gram-negativas = 10-15 nm Gram-positivas = 20-25 nm Parede celular As paredes celulares de algumas Gram negativas e positivas são cobertas por uma camada reticulada de proteínas visível ao microscópio eletrônico. Proteção às bactérias contra o ataque por outras bactérias predadoras. Parede celular Diferem das bactérias: composição química e estrutura. Não possuem peptideoglicanos. Parede celular – Arquéia