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Bases Biológicas e Bioquimicas do desenvolvimento Humano CONHECENDO AS CÉLULAS PROFA SIMONI S REINOSO aula 2 CITOLOGIA • A área da Biologia que estuda a célula ao nível de sua constituição, estrutura e função. Kytos (célula) + Logos (estudo) •As células são as unidades funcionais e estruturais básicas dos seres vivos! •É a unidade morfo-fisiológica dos seres vivo A história da Citologia • Hans e Zaccharias Janssen- No ano de 1590 inventaram um pequeno aparelho de duas lentes que chamaram de microscópio. • Robert Hooke (1635-1703)- Em 1665 observou os espaços vazios de uma cortiça, os quais chamou de célula (pequena cela) A história da Citologia • Theodor Schwann (1839) – observa a existência de células nos animais e nos vegetais. Todos os seres vivos são constituídos por células! TEORIA CELULAR a) Todo ser vivo é constituído de células*. b) Uma célula só surge de outra preexistente. c) Todas as reações metabólicas ocorrem no interior das células. CARACTERISTICAS De um modo geral, considera-se tradicionalmente que uma entidade é um ser vivo se exibe todos os seguintes fenômenos pelo menos uma vez durante a sua existência: • Crescimento, produção de novas células. • Metabolismo, consumo, transformação e armazenamento de energia e massa; crescimento por absorção e reorganização de massa; excreção de desperdício. • Movimento, quer movimento próprio ou movimento interno. • Reprodução, a capacidade de gerar entidades semelhantes a si própria. • Resposta a estímulos, a capacidade de avaliar as propriedades do ambiente que a rodeia e de agir em resposta a determinadas condições. CLASSIFICAÇÃO DOS ORGANISMOS COM RELAÇÃO À CÉLULA As moléculas de compostos orgânicos associadas com sais minerais, formam as células. As células são consideradas como “elementos morfofisiológicos fundamentais na constituição dos organismos vivos”. ACELULARES – desprovidos de células – vírus CELULARES procariontes – unicelulares – bactérias e cianobactérias eucariontes •unicelulares – protozoários e algumas algas •pluricelulares – animais, vegetais, etc Classificados quanto ao número de células, em: Unicelulares: apresentam uma célula. Bactérias, protozoários e alguns fungos (leveduras) Pluricelulares: apresentam mais de uma célula. Animais, vegetais e fungos Os organismos pluricelulares formam tecidos, que formam órgãos, estes formam os sistemas, que formam um organismo. Ver esquema a frente NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS • EX: – Unicelulares: Seres vivos formados por uma única célula. Ex: bactérias, algas e protozoários. • Ex: - Seres pluricelulares: seres vivos formados por muitas células. Ex: animais e vegetais. CÉLULA: pequena unidade envolvida por membranas e preenchida por uma solução aquosa de agentes químicos, dotada de uma extraordinária capacidade de criar cópias de si mesma pelo aumento e posterior divisão. http://www.cienciasnatureza.com/ vídeo para relembrar as diferenças entre os dois tipos de células. Todo ser vivo é formado por células podem se classificar como procariontes (não possuem núcleo) e eucariontes (possuem núcleo). Dentre as células eucariontes, podemos encontrar as células vegetais e as células animais Tipos de células quanto à evolução e organização estrutural Estrutura das Células • De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em: Células Procariontes Células Eucariontes animal A célula eucariótica é constituída por três partes fundamentais Membrana citoplasmática: Constituída por lipoproteínas. Citoplasma: Constituída por hialoplasma. Núcleo: Onde se encontra o material genético Organização celular Célula eucariótica vegetal ORGANIZAÇÃO CELULAR - Célula eucariótica: núcleo envolto por uma membrana. Célula eucariótica animal Célula vegetal Célula animal Fotossíntese – cloroplastos Mitocôndrias - respiração - Célula procariótica: núcleo não é envolto por uma membrana. Célula procariótica • As células podem ser categorizadas por tamanho: – Microscópicas (< 0,1 mm). – Macroscópicas (> 0,1 mm): podem ser vistas a olho nú. Formas das células Esféricas Fusiformes (alongadas) Discóides Estreladas Diferenças entre: CÉLULA PROCARIÓTICA: sem membrana nuclear; ausência de organelas com membranas; a fotossíntese e a respiração celular ocorre em membranas; são as células mais antigas da Terra e todas as bactérias são constituídas por células procariontes. CÉLULA EUCARIÓTICA: • núcleo com membrana nuclear e nucléolo; • grande variedades de organelas com membranas; • a fotossíntese ocorre nos cloroplastos e • a respiração celular ocorre nas mitocôndrias. Características da matéria viva Matéria que compõe o universo: - compostos inanimados: átomos e/ou moléculas altamente organizados, mas que não sofrem por si grandes mudanças; - seres vivos: constituídos por átomos e moléculas, que apesar de individualmente serem inanimados, em conjunto podem crescer, manter-se, reproduzir-se e morrer – mudanças metabólicas constantes. ASSIM Seres vivos: complexos altamente organizados cujas células constituintes apresentam estruturas internas, e moléculas complexas. - nos seres vivos os sistemas de reação são mais complexos que as reações químicas comuns: •. - nos seres vivos os sistemas de reação são mais complexos que as reações químicas comuns: - reações químicas ligadas em sequências – transferência de energia química entre biomoléculas - compostos de alto peso molecular e configuração precisa - muitas das reações são catalisadas por enzimas - auto-replicação: propriedade que mais impressionou os cientistas - DNA: transmissão de informação - DNA: molécula orgânica frágil que contém a informação genética - informação genética é codificada numa sequência unidimensional de diferentes unidades elementares de DNA - seres vivos necessitam de energia: - autotróficos: sintetizar substâncias complexas através de substâncias simples – plantas, microrganismos e algas - heterotróficos: obtêm energia a partir de substâncias complexas – animais e microrgaanismos Estruturas das células • Basicamente uma célula é formada por três partes básicas: – Membrana: “capa” que envolve a célula; – Citoplasma: região que fica entre a membrana e o núcleo; – Material genético: estrutura que controla as atividades celulares. A Membrana Plasmática • As membranas possuem de 6 a 9 nm de espessura. • São flexíveis e fluídas. • É formada de lipídios, glicídios e protídeos (que podem ser esféricos ou integrais). A Membrana Plasmática • São permeáveis à água • Impermeáveis a íons (Na, K, H,...) e à moléculas polares não carregadas (glicídios). • São permeáveis à substâncias lipossolúveis. A Membrana Plasmática • Davison-Danielli: dupla camada lipídica com extremidades hidrofóbicas voltadas para dentro e extremidades hidrofílicas voltadas para proteínas globulares. • Unitária de Robertson: idêntico ao anterior, com diferença que as proteínas estariam estendidas sobre a membrana e que haviam proteínas que ocupavam espaços vaziosentre lipídios. • Mosaico Fluído (Singer e Nicholson): dupla camada lipídica com extremidades hidrofóbicas voltadas para o interior e as hidrofílicas voltadas para o exterior. Participam da composição proteínas (integrais ou esféricas) e glicídios ligados às proteínas (glicoproteínas) ou lipídios (glicolipídios). FUNÇÕES • A membrana plasmática contém e delimita o espaço da célula, • mantém condições adequadas para que ocorram as reações metabólicas, • ela seleciona o que entra e sai da célula, • ajuda a manter o formato celular, • ajuda a locomoção A Membrana Plasmática A Membrana Plasmática •Propriedades: A membrana apresenta, devido à sua constituição, baixa tensão superficial, resistência elétrica, capacidade de regeneração, elasticidade e semi- permeabilidade seletiva. Baixa tensão superficial: decorre das fracas forças de coesão entre as moléculas de proteínas; Membrana Plasmática: Propriedades Membrana Plasmática: Propriedades Regeneração: até certo limite, sendo lesada, pode se reestruturar; Semi-permeabilidade seletiva: capacidade de a membrana dificultar a entrada e ou saída de certas substância e possibilitar a de outras. Em geral, permite a entrada de substâncias líquidas e dificulta a entrada das substâncias sólidas. Membrana Plasmática MODIFICAÇÕES E ADAPTAÇÕES Microvilosidades: São expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção das células que as possuem. São encontradas nas células que revestem o intestino, nas tubas de falópio e nas células dos túbulos renais. Membrana Plasmática Desmossomos: Regiões de espessamento entre membranas que atuam como presilhas, aumentando a aderência entre células vizinhas – são comuns nos tecidos de revestimento. Membrana Plasmática Interdigitações: São conjuntos de saliências e reentrâncias das membranas de células vizinhas, que se encaixam e facilitam as trocas de substâncias entre elas. São observadas nas células dos túbulos renais. Membrana Plasmática Glicocálix: Camada de carboidratos ligada às proteínas e ou lipídios do folheto externo da membrana celular formando glicoproteínas ou lipoproteínas, respectivamente. Sua composição varia de uma célula para outra, fato que confere às células individualidades químicas. Formam os antígenos celulares, confere aderência e promove o reconhecimento de mensagens químicas. Membrana Plasmática TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA SOLUÇÕES SOLUÇÕES ISOTÔNICAS: Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam partículas do mesmo tipo. Quando se comparam soluções com diferentes quantidades de partículas por unidades de volume, a de maior concentração de partículas é HIPERTÔNICA, e exerce maior pressão osmótica. A solução de menor concentração de partículas é HIPOTÔNICA, e a sua pressão osmótica é menor. Separadas por uma membrana semipermeável, há passagem de água da solução hipotônica em direção à solução hipertônica. SOLUÇÕES ISOTÔNICAS SOLUÇÃO HIPERTÔNICA SOLUÇÃO HIPOTÔNICA SOLUTO = SOLVENTE SOLUTO > SOLVENTE SOLUTO < SOLVENTE TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Passivo: Nesse tipo de transporte o deslocamento de substâncias das regiões de maior concentração em direção àquelas de menor concentração, portanto, obedecendo uma tendência natural, não há gasto de energia. Em função desse tio de transporte há uma tendência entre os dois meios de entrarem em isotonia, ou seja: de suas concentrações se igualarem. Ex.: Difusão simples, osmose e difusão facilitada. TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Difusão simples: Deslocamento direto e natural de solutos em direção às regiões de baixa concentração. É por esse mecanismo que ocorrem os deslocamentos de sais e gases. TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Osmose: Caso particular de difusão em que os solventes, em particular a água, deslocam-se do meio menos concentrado em soluto (hipotônico), através de uma membrana semi-permeável (m.s.p. ), em direção ao meio de maior concentração de soluto (hipertônico). Quando uma solução é hipertônica em relação a outra, dizemos que a sua pressão osmótica (P.O) também o é. TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Difusão facilitada Algumas substâncias entram nas células a favor do gradiente de concentração e sem gasto de energia, mas com uma velocidade muito maior do que a que seria esperada se a entrada ocorresse por difusão simples. Nas células, isso acontece, por exemplo, com a glicose, com os aminoácidos e com algumas vitaminas. As substâncias "facilitadoras", presentes nas membranas celulares, são as permeases, e têm natureza protéica. TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Ativo: Os íons se deslocam contrariando o gradiente de concentração (do meio de menor concentração para o de menor). Portanto, sua ocorrência implica em consumo de energia. Os mecanismos de transporte ativo mantêm diferenças de concentração entre os meios. Semelhante à difusão facilitada, nesse tipo de transporte ocorre a participação de proteínas carreadoras (transportadoras) denominas de permeases. Ex.: bomba-de-íons (sódio-potássio, cálcio, magnésio etc.). TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA TRANSPORTE EM BLOCO OU POR ENGLOBAMENTO Fagocitose: Processo de englobamento de partículas sólidas. Ocorre em células do sistema imunológico (macrófagos) e em amebas. Durante a fagocitose, a membrana celular projeta-se emitindo “tentáculos” que circundam e capturam as partículas. Esses tentáculos recebem a denominação de pseudópodos (falsos pés). TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Fagocitose: TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Pinocitose: Processo de englobamento de partículas líquidas. Uma invaginação da membrana celular cria um canal parar onde partículas líquidas se dirigem e são, posteriormente, englobadas. Depois de englobadas por fagocitose ou por pinocitose, as substâncias permanecem no interior de vesículas, fagossomos ou pinossomos. Nelas, são acrescidas das enzimas presentes nos lisossomos, formando o vacúolo digestivo. TRANSPORTES ATRAVÉS DA MEMBRANA Pinocitose: ESTADOS DE TURGOR DAS CÉLULAS - células vegetais- Flácida: Célula com nível de água adequado. ESTADOS DE TURGOR DAS CÉLULAS - células vegetais- Plasmolisada: Célula que perdeu água para um meio hipertônico – desidratada por osmose. ESTADOS DE TURGOR DAS CÉLULAS - células vegetais- Deplasmolisada: Célula reidratada por osmose, quando colocada em meio hipotônico. ESTADOS DE TURGOR DAS CÉLULAS - células vegetais- Túrgida: Célula inchada devido ao ganho de água de uma solução hipotônica por osmose. ESTADOS DE TURGOR DAS CÉLULAS - células vegetais- Murcha: Célula desidratada por perda de água por desidratação. OSMOSE EM CÉLULAS ANIMAIS Por não possuir uma parede celular, as células animais não suportam meios hipotônicos. Assim quando hemácias são mergulhadas nessas soluções, por exemplo em água destilada, o ganho de água por osmose é tão intenso que a célula se rompe. Dizemos que a célula sofreu hemólise. Parede celulósica • É constituída pela celulose. • Reduz a perda de água e promove a rigidez das células. Citoplasma • Fica entre a membrana e o núcleo; • É preenchido pelo hialoplasma; • É onde encontram-se dispersos os organóides (organelas citoplasmáticas)que garantem o bom funcionamento da célula; Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Rugoso Ribossomos Núcleo Membrana Plasmática Mitocôndria Complexo de Golgi Lisossomos Centríolos Organelas Citoplasmáticas Complexo de Golgi: É formado por pequenas bolsas. Serve para armazenar e descartar substâncias. Mitocôndria: Responsável pela respiração celular e produção de energia. Células que utilizam bastante energia tem muitas mitocôndrias, por exemplo, as células musculares. Lisossomos: São estruturas responsáveis pela digestão da célula. Retículo Endoplasmático: É responsável pelo transporte, distribuição e armazenamento de substâncias. Forma uma rede de canais que ocupam grande parte do Citoplasma. Centríolos: Participam do processo de formação de cílios e flagelos e da divisão celular (multiplicação das células). Cloroplastos: São responsáveis pela fotossíntese. É nestas estruturas que encontramos a CLOROFILA (pigmento verde). São encontrados apenas nas células vegetais! Núcleo Fig. 24: Núcleo Celular O Núcleo atua na reprodução celular. Também é portador das características hereditárias e coordena as atividades celulares. • Carioteca: membrana dupla e porosa que envolve o Núcleo, permitindo a comunicação com o Citoplasma; • Nucleoplasma: massa fluída limitada pela Carioteca que ocupa o interior do núcleo; • Cromatina: material constituído por DNA (material genético). Responsável pelas CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS. • Nucléolo: estrutura que produz proteínas.
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