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HISTÓRICO DA BIOLOGIA CELULAR E MÉTODOS DE ESTUDOS DAS CÉLULAS Biologia Celular é o ramo da Biologia que estuda as células no que diz respeito à sua estrutura, suas funções e sua importância na complexidade dos seres vivos. É a ciência que faz o estudo detalhado da célula e seus componentes . Com a invenção do microscópio óptico foi possível observar as células. O estudo da célula começou através do microscópio óptico (eficiente, mas limitado). As estruturas celulares foram bem mais estudadas com o emprego de técnicas de citoquímica e o auxílio fundamental do microscópio eletrônico. Os conhecimentos sobre as células progridem paralelamente ao aperfeiçoamento dos métodos de investigação. Hans e Zaccharias Janssen em 1590: criaram o microscópio; Robert Hooke em 1665: foi o 1º a observar célula; Robert Brown em 1833: foi o 1º a observar núcleo da célula; Walther Flemming em 1878: foi o 1º a descrever em detalhes a divisão de uma célula (mitose). Grandes pesquisadores: ESTUDO DA CÉLULA Principais técnicas de estudo das células: 1- Microscopia: é o estudo das estruturas celulares feito com a utilização do microscópio. O microscópio é um aparelho utilizado para visualizar estruturas minúsculas como as células. Microscópio Óptico: funciona com um conjunto de lentes (ocular e objetiva) que amplia a imagem transpassada por um feixe de luz. (1590). Microscópio óptico Células da cebola Cloroplastos – Célula Vegetal Imagens Microscópio Óptico Monócito Neutrófilo Hemácias em forma de foice Microscópio Eletrônico de Transmissão – Utiliza feixe de elétrons em lugar de luz na produção de uma imagem. Ampliação máxima de 200.000X. Microscópio Eletrônico de Varredura - também utiliza feixe de elétrons porém os mesmos não atravessam a amostra como parte do processo de formação da imagem.. Promove uma visão tridimensional do objeto. Ampliação máxima de 100.000X. Microscópio Eletrônico: tem alta resolução e as imagens obtidas mostram uma riqueza de detalhes através de feixes de elétrons. (1932). Existem dois tipos: Microscópio eletrônico de varredura Microscópio eletrônico de transmissão Mitocôndria Complexo de Golgi Imagens Microscópio Eletrônico de Transmissão Hemácias Imagens Microscópio Eletrônico de Varredura Escherichia coli Piolho agarrado a um fio de cabelo 2- Citoquímica: estuda a localização intracelular das diversas substâncias que compõem as células. 3- Imunocitoquímica: estuda a reação entre o antígeno e o anticorpo. 4- Imunohistoquímica: técnica usada para detectar marcadores tumorais (substâncias encontradas no sangue, na urina, em fluidos e tecidos corporais, que normalmente estão elevados nos casos de câncer ou em outras condições. Ex: CA 125: um nível elevado deste marcador sugere câncer de ovário; PSA: O nível elevado deste marcador sugere câncer de próstata). 5-Centrifugação: estuda o fracionamento celular e a obtenção de frações relativamente puras de organelas (As organelas são separadas pela centrifugação). CENTRÍFUGA Células Macroscópicas (> 0,1 mm): São aquelas visíveis a olho nu. Ex: gema do ovo, alvéolo da laranja. Células Microscópicas (< 0,1 mm): São aquelas que necessitam de um microscópio para serem visualizadas. Ex: Hemácias. CÉLULA (latim - Cella: espaço vazio, dispensa ou câmaras) Foi descoberta em 1665 pelo inglês Robert Hooke. Representa a menor porção de matéria viva. São as unidades funcionais e estruturais básicas dos organismos vivos. Os seres humanos possuem aproximadamente 100 trilhões células. Cada célula tem a propriedade de adquirir características e funções peculiares. Tecido vegetal morto (cortiça) Tecido vegetal As células variam em tamanho, forma e função. A célula é a sede das reações metabólicas do organismo. A célula é também a sede da hereditariedade. Quanto ao nível de organização as células são divididas em: Células Procariontes e Células Eucariontes. FORMAS DAS CÉLULAS Espermatozoide Hemácia Fibroblasto Célula do rim Neurônio Célula muscular lisa Célula hepática Mathias Jakob Scheleiden – “Todos os vegetais são constituídos por células”. Theodor Schwann – “Todos os animais são constituídos por células.” PRIMEIRA LEI DA TEORIA CELULAR Todos os seres vivos são constituídos por células com exceção dos vírus. Rudolf Virchow- 1855 – “ Toda célula se origina de outra célula” SEGUNDA LEI DA TEORIA CELULAR Toda célula se origina de outra já existente. TEORIA CELULAR Todos os organismos vivos, com exceção dos vírus são formados por células e todas as células provêm de uma célula preexistente Princípios fundamentais da célula: 1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, pois elas são a unidade morfológica dos seres vivos; 2. As células são as unidades funcionais dos seres vivos; dessa forma, todo o metabolismo dos seres vivos depende das propriedades de suas células; 3. As células sempre se originam de uma célula preexistente através da divisão celular. A partir da teoria celular podemos observar que apesar das diferenças entre os mais diversos tipos de células, todos os seres vivos são constituídos por elas. Células Procariotas (antes do núcleo): Também chamadas de células procariontes ou protocélulas. Principais características: • Tamanho pequeno. • Ausência de membrana nuclear. (Material genético simples, com molécula de DNA circular. Ausência de proteínas histonas). • Possuem como única organela (Ribossomos) Pertencem a este grupo seres unicelulares ou coloniais. Exemplo: Bactérias e Cianobactéria (algas cianofíceas, ou algas azuis ). Bactéria Cianobactéria CÉLULA PROCARIÓTICA parede celular ≠ membrana celular Bactérias: São organismos unicelulares, procarióticos, que podem ser encontrados na forma isolada ou em colônias. Podem ser Cocos (formato arredondado), Bacilos (alongadas em forma de bastonetes), Espirilos (formato espiralado) e Vibriões (possuem formato de virgulas). Exemplos: Cocos Estreptococos pneumoniae (Meningite Pneumocócica) Bacilos Mycobacterium tuberculosis (Tuberculose) Espirilos Leptospira interrogans (Leptospirose) Vibriões Vibrio cholerae (Cólera) Se reproduzem por divisão binária. COCOS BACÍLOS ESPIRILOS VIBRIÕES Células Eucariotas (com núcleo verdadeiro): são todas as células cujos constituintes do núcleo encontram-se separados do resto da célula por uma membrana. Também chamadas de células células eucariontes ou eucélulas. Principais características: Pertencem ao grupo das células eucarióticas: Células animais e Células vegetais. • Mais complexas. • Presença de membrana nuclear (Possui núcleo organizado com material genético complexo. O DNA é encontrado nos cromossomos associados a proteínas). • Presença de organelas citoplasmáticas. Célula Animal: Membrana citoplasmática, núcleo, mitocôndrias,retículos endoplasmático liso e rugoso, lisossomos, complexo de golgi, peroxissomos, centríolos, pequenos vacúolos e citoesqueleto. Célula Animal - Rins CÉLULA EUCARIÓTICA - ANIMAL Célula Vegetal: Membrana citoplasmática, núcleo, mitocôndrias, retículos endoplasmático liso e rugoso, complexo de golgi, peroxissomos, centríolos (vegetais inferiores), citoesqueleto, parede celular, cloroplastos e um grande vacúolo central. Célula Vegetal - cebola CÉLULA EUCARIÓTICA - VEGETAL Célula animal e vegetal se assemelham em vários aspectos morfológicos como: 1. A estrutura molecular da membrana plasmática e de várias organelas; 2. São semelhantes em mecanismos moleculares como a replicação do DNA, a transcrição em RNA e síntese proteica; 3. Produzem energia através das mitocôndrias. TEMPO DE VIDA DAS CÉLULA O tempo de vida de uma célula é muito variável conforme a espécie. No organismo humano, há células que duram muitos anos, algumas têm a sua duração contada em dias e outras acompanham o indivíduo por toda a vida. Sob esse ponto de vistas, as células são classificadas em: lábeis, estáveis e permanentes. Células lábeis: apresentam pouca especialização, menor tempo de vida e grande capacidade de divisão. Exemplo: gametas (duram dois ou três dias); as hemácias (no máximo 120 dias). Hemácias Gameta masculino Células estáveis: apresentam média especialização, médio tempo de vida e média capacidade de divisão. Exemplo: células do tecido ósseo; células do tecido hepático. Hepatócitos Osteoblastos Células permanentes: apresentam grande especialização, maior tempo de vida e menor ou nenhuma capacidade de divisão. Não são substituídas, pois só apresentam poder mitótico na fase embrionária. Exemplo: células nervosas. Neurônios A diferenciação é o processo pelo qual as células se "especializam" para realizar determinadas funções. As células diferenciadas podem atuar isoladamente, como por exemplo os gametas (células sexuais). Podem agrupar-se em tecidos diferenciados, como por exemplo os tecidos ósseo e o muscular. Apesar de diferenciadas, as células mantêm o mesmo material genético da primeira célula (zigoto). DIFERENCIAÇÃO CELULAR CÉLULAS – TRONCO As células-tronco são células indiferenciadas, ou seja, células não especializadas, que podem ser definidas por duas propriedades peculiares: auto renovação e potencial de diferenciação. Cada ambiente fornece uma composição de fatores que direciona a diferenciação para tipos celulares distintos Totipotentes ou embrionárias: São o único tipo capaz de originar um organismo completo, uma vez que têm a capacidade de gerar todos os tipos de células e tecidos do corpo, incluindo tecidos embrionários e extra embrionários (placenta). Pluripotentes: Têm a capacidade de gerar células dos três folhetos embrionários (tecidos primordiais do estágio inicial do desenvolvimento embrionário, que darão origem a todos os outros tecidos do organismo). Não podem originar um indivíduo como um todo, porque não conseguem gerar tecidos extra embrionários. Multipotentes: São capazes de gerar células apenas do tecido do qual são provenientes.
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