Biologia Celular I RESUMO

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Biologia Celular I
	
	Introdução à Biologia Celular
	Aula 1 
	Tipos Celulares: Procarionte e Eucarionte
Organização Estrutural dos Seres Vivos
Células Diferenciadas e Células Tronco
Introdução à Biologia Celular
A parte da Biologia que estuda as células é denominada Citologia, e a parte que estuda o funcionamento das células é denominada fisiologia.
Os seres humanos são formados por átomos, que em conjunto formam as moléculas, que em conjunto formam as organelas celulares, que compõem as células (unidades básicas à vida).
Os tecidos celulares podem ser:
Epitelial: União de Células
Conjuntivo: Células livres que se contraem (músculos) 
Os níveis de organização da Biologia celular e molecular são:
Nível Atômico: Menor unidade do universo denominada átomo que caracteriza um elemento químico. São constituídos em sua órbita por elétrons, e em seu núcleo por prótons e nêutrons.
Nível Molecular: Número de átomos que gera uma substância.
Biomoléculas: Aminoácidos. Ácidos graxos, Carboidratos e Nucleotídeos.
Nível Macromolecular: Grupo de biomoléculas. Agrupamentos:
Aminoácidos = Proteínas
Ácidos Graxos = Lipídeos
Carboidratos = Polissacarídeos (açucares)
Nucleotídeos = DNA e RNA
Nível Supramolecular: Interação de macromoléculas. Ex. Bicamada Lipídica com três macromoléculas interagindo uma com a outra.
Nível Celular: União do nível macromolecular e supramolecular com poder de se autorreplicar.
Tipos Celulares: Eucariontes e Procariontes
Procarionte: 
São as bactérias. 
Não possui núcleo e são células simples.
Unicelulares.
As microbiotas são bactérias (microrganismos) que existem no corpo humano que auxiliam na ação do sistema imune e nutrição.
Eucarionte: 
São os protozoários, fungos, vegetais e animais.
Possui membrana, citoplasma, núcleo e diversas organelas. Portanto, são complexas.
Podem ser unicelulares e pluricelulares.
Possuem citoesqueleto que é o que define sua forma.
Comparação:
	
	Eucarionte
	Procarionte
	Parede Celular
	Não
	Sim
	Organelas
	Sim
	Não
	Membrana Celular
	Sim
	Sim
	Citoesqueleto
	Sim
	Não
	Complexidade
	Mais
	Menos
	DNA
	Linear
	Circular
	Tamanho
	Maior
	Menor
	Divisão Celular
	Lenta
	Rápida
Organização Estrutural dos Seres Vivos
Os seres vivos são:
Eucariontes:
	
Pluricelulares
	Animais
Fungos
Plantas
 
	 Unicelulares
	Protozoários
Procariontes
 Unicelular Bactérias
As células pluricelulares têm funções especificas e sua forma varia de acordo com essas funções através do citoesqueleto, esse tipo de célula não se multiplica, são interdependentes, apenas se modificam e criam outras. Já as unicelulares se multiplicam e possuem única forma.
Células-Tronco e Células diferenciadas
O espermatozoide (célula do pai) se une com o ovário (célula da mãe) e forma um zigoto (célula-tronco) que durante o período gestacional irá se auto renovar criando células (através da ativação ou inativação dos genes) que terão diversas funções (células diferenciadas).
Diferentes células-tronco são definidas de acordo com o número de células que podem produzir:
Totipotentes: Capaz de se diferenciar em todos os tecidos do corpo humano.
Pluripotentes ou Multipotentes: Capaz de se diferenciar em quase todos os tecidos, menos na placenta e embriões.
Oligopotentes: Capaz de se diferenciar em poucos tecidos.
Unipotentes: Capaz de se diferenciar em um único tecido.
As células totipotentes e pluripotentes são encontradas em tecidos embrionários (CTEs) (somáticas) e; as oligopotentes e as onipotentes são, geralmente, encontradas em tecidos adultos.
Células-tronco Embrionárias CTEs: Dão origem aos tecidos necessários ao desenvolvimento do feto.
Células-tronco Adultas: Tem a função de renovar e reparar os tecidos do corpo 
Células-tronco Pluripotentes Induzidas (iPSCs): Células adultas reprogramadas ao estado de células tronco embrionárias. São células laboratoriais. 

Questão Especial
O que são células tronco iPS? Como são obtidas? Quais as vantagens oferecidas pelas iPS em relação às células tronco embrionárias (CTE)? Como essas células poderão contribuir no desenvolvimento de terapias que fazem uso de células tronco?
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Questões Gerais
O que você entende por Microbiota? Pesquise sobre a microbiota gástrica. 
Pesquise nos livros e responda como caracterizar as células procariontes e as células eucariontes? 
Como são enquadrados os vírus na organização biológica? 
O que são células diferenciadas? Faça uma breve apresentação de como se dá o processo de diferenciação celular que faz com que células tronco sejam modificadas em células especializadas? 
As células tronco encontradas no organismo são todas iguais? Justifique sua resposta. 
	
	Como os Genes se Expressam?
	Aula 2
	Ribossomos
Peptídeo e aminoácidos. Relação, dieta e síntese
DNA silencioso e DNA informacional
DNA, RNA, transcrição e tradução
Como os Genes se Expressam?
Os genes se expressam através da ativação do DNA para criação de polipeptídios (cadeia de aminoácidos) e moléculas funcionais de RNA.
A construção de um peptídeo pelo gene ocorre através do processo de tradução e transcrição.
Portanto, a expressão genica é a passagem de informações do DNA para o RNA para criação de um produto funcional. No caso de produção de polipeptídio, como dito anteriormente, ocorre na construção do RNA através do DNA para produção de proteína através dos processos de transcrição e tradução; e no caso de produção de moléculas funcionais de RNA é feito apenas o processo de transcrição seguido de outros processos.
Todo esse processo ocorre dentro do núcleo, nos cromossomos (transcrição) e nos ribossomos (tradução). 
Ribossomos
Ribossomos são grânulos sem membranas que se encontram no reticulo endoplasmático rugoso e no citoplasma.
São responsáveis pela produção de proteínas através de moléculas de RNA
Peptídeo e Aminoácidos: Relação, dieta e síntese.
Aminoácidos: Amino = grupo amina (NH3); ácido = grupo carboxila (COOH-)
Existem 21 aminoácidos e eles são responsáveis pela formação de proteínas, que são formadas pela ligação peptídica que é a junção de diversos aminoácidos. Essa junção ocorre pela ligação do grupo NH3 de um aminoácido com o grupo COOH- de outro aminoácido causando uma desidratação.
Formula:
PROTON
H
H
O
H
C
CARBOXILA
N
C
H
O
R
VARIAVEL 
CARBONO ALFA
AMINA
PROTEÍNA: São macromoléculas indispensáveis para sobrevivência e adaptação da célula, formadas por subunidades (aminoácidos). Agem estimulando ou bloqueando passagem de molécula.
 Existem diversas proteínas nas células, elas auxiliam na estruturação, transformação, transporte e sinalização celular.
Proteínas Estruturais: Definem, mantém e movimenta a estrutura tridimensional da célula través do citoesqueleto.
Proteínas Catalizadoras: Responsáveis pela hidrolise ou síntese das moléculas nas células; e aumentar a capacidade das reações químicas na célula. Conta com o auxílio de enzimas.
Proteínas Transportadoras: Auxilia no transporte de moléculas para dentro e para fora das células.
Transporte Passivo: Moléculas sem carga.
Canal Iônico: Íons positivos ou negativos.
Bomba Iônica: Íons; gasto de ATP; Auxilio de enzima.
 Proteínas Sinalizadoras: Desencadeia as respostas biológicas de uma célula, seja de uma célula para ela mesma; de uma célula para outra; ou de uma célula para o meio em que se encontra.
Dieta e Síntese de Proteínas e Aminoácidos: Através de uma dieta proteica (carne e leguminosas) podemos obter aminoácidos que serão hidrolisadas e sintetizadas para a produção de proteínas. 
A síntese ocorre quando hidrolisamos os aminoácidos os genes são ativados pelo DNA celular, depois é passado para os ribossomos em RNAm e transferidos em forma de proteína pelos RNAt para a célula.
DNA silencioso e DNA informacional
O DNA silencioso não contem gene e compõem 75% a 85% do corpo humano, é o que indica nossa cor do olho, cor da pele,enfim, nossas características.
O DNA informacional possui gene e compõem entre 25% a 15% do corpo humano, são genes que sinalizam as células.
 
DNA, RNA: Transcrição e Tradução
Na transcrição, um conjunto de proteínas se ligam especificas sequencias de DNA (FITA codificante) promovendo ou reprimindo sua transcrição para RNA, pela enzima RNA polimerase.
O transcrito RNA não é idêntico a fita codificante pois nas moléculas de RNA não possui a timina, mas sim a uracila, que como a timina no DNA se une com a adenina.
Posteriormente ocorre um processo com esse RNA transformando-o em RNAm (RNA mensageiro) maduro.
Na tradução, ocorre dentro dos ribossomos a sequência do RNAm é decodificada em códons (grupos de três nucleotídeos – T-A-C-G) determinando, através do RNAt, a sequência de aminoácidos do polipeptídio. A sequência de RNAm é traduzida de forma completamente diferente do que se encontrava no DNA inicialmente.
Relação entre os códons e os aminoácidos é chamada de código genético.
 Questão Especial
Leia a seguinte notícia: 
http://www.planetauniversitario.com/index.php/ciencia-e-tecnologia-mainmenu-75/38120-identificados-fatores-geneticos-que-tornam-bebes-suscetiveis-a-complicacoes-pelo-zika 
Faça uma síntese da recente descoberta. 
Questões Gerais
1. Explique por que células de uma mesma pessoa produzem diferentes tipos de peptídeos, uma vez que possuem moléculas idênticas de DNA no seu núcleo? 
2. Como você caracterizaria um ribossomo? 
3. Qual o princípio que pode explicar a seguinte questão: “as proteínas são produzidas na célula a partir de seus genes; se todas as células do organismo possuem o mesmo material genético; por que as células do mesmo organismo produzem proteínas diferentes”? 
4. O que é um códon? Relate sua importância no processo de síntese proteica? 
5. O que é DNA silencioso? 
	
	Membranas Celulares
	Aula 3
	Modelo Molecular da Membrana
Lipídeos, Proteínas e Carboidratos de Membranas
Transporte Passivo
Membranas Celulares
A membrana celular é quem protege as organelas que se encontram no citoplasma e o núcleo.
 
Modelo Molecular da Membrana
É constituída por uma bicamada lipídica anfipática (hidrofílica e hidrofóbica) onde estão inseridas algumas proteínas, carboidrato e colesterol, cada um com sua determinada função. Esse é o chamado modelo mosaico fluido.
Essa bicamada ou matriz lipídica é formada por vários fosfolipídios ligados entre si que possuem uma cabeça (polar) que é o fosfato e dois corpos (apolares) que são os hidrocarbonetos. Cada célula tem seu fosfolipídio específico.
Lipídeos, Proteínas e Carboidratos de Membrana
O colesterol em uma membrana se encontra entre as cabeças fosfolipídicas e auxilia na rigidez da membrana celular. O colesterol é a família esteroides e facilita a passagem de hormônios por conta disso.
As proteínas fazem a expressão direta de um gene. Existem três tipos de proteínas nas membranas: 
Proteínas Integrais de membrana: atravessa as duas camadas da bicamada lipídica. São as proteínas sinalizadoras ou transportadoras
Proteínas Periféricas de membrana: fica nas faces internas da bicamada lipídica.
Proteínas Ancoradas na membrana: Fica em qualquer um dos lados da bicamada lipídica e se encontram ligadas aos fosfolipídios.
Os carboidratos se encontram na face externa da membrana, auxilia aumentando a adesão das células e permitindo a sinalização celular através do glicocálix. Em um transplante a compatibilidade das células depende dos carboidratos.
Transporte Passivo
Antes de falarmos de transporte passivo vamos entender sobre osmose e difusão.
Osmose: Faz a passagem de liquido pela membrana semipermeável (permite a passagem de liquido, mas não permite passagem de soluto) do menos concentrado ao mais concentrado buscando equilíbrio entre a célula e o meio em que ela se encontra. Essa passagem de liquido aumenta a pressão faz com que aumente o potencial químico da água. 
 Difusão: Existem três tipos:
Difusão do Soluto: Sem gasto de ATP; tem equilíbrio; é a favor do gradiente de concentração. [+] -> [-]
Difusão do Solvente: Sem gasto de ATP; tem concentração; é contra o gradiente de concentração. [-] -> [+]
Difusão Simples: Sem gasto de ATP; tem equilíbrio; é a favor do gradiente de concentração [+] -> [-]. Faz o transporte de moléculas lipofílicas (moléculas com afinidade a lipídeos) sem auxílio de proteínas transportadoras.
Existem alguns termos relativos a tonicidade que são importantes:
Isotônica: [] do meio igual [] da célula
Hipotônico: [] do meio < que a [] da célula
Hipertônica: [] do meio > que a [] da célula
E por fim falaremos sobre:
Transporte Passivo: Faz o transporte de moléculas hidrofílicas através de proteína transportadora; sem gasto de ATP.
Ocorre a favor do gradiente eletroquímico, que ocorre da seguinte forma: A membrana é concentrada negativamente para o lado interno da célula; isso faz com que ela atraia Cátion(+) ; se a concentração interna da membrana for positiva ela irá atrair Ânion(-). Ou seja, pelo princípio + com -, e – com +. 
Existem dois meios que podem ocorrer esse processo:
Mediado por carregador: transporte de moléculas neutras.
Mediado por canal iônico: transporta moléculas carregadas 
E através das seguintes etapas: 
De acordo com a concentração das moléculas do meio;
Através da ativação do transportador.
 
Questão Especial
Leia o texto “O previsível fiasco....” publicado na revista de divulgação científica da UNICAMP e responda a seguintes questões: a) O autor refere-se ao estudo com a “fosfo” como um estudo não controlado. Explique o que é um controle experimental? b) Qual foi o grave comportamento do CONEP? 
Questões Gerais
1. Faça uma descrição (textual) do modelo do Mosaico Fluido de Membrana, proposto por Singer e Nicolson. 
2. Duas soluções, cuja concentração salina é diferente, explique qual delas possui maior pressão osmótica. 
3. O que é um “gradiente de concentração”? 
4. Apresente a composição molecular da matriz lipídica. 
5. Relacione o glicocálix com os processos de rejeição observados em enxertos de tecidos? Explique. 
	
	Difusão Facilitada da Glicose
	Aula 4
	Permeasses
GLUT; Transporte facilitado da glicose
Insulina e Receptor de Insulina
Difusão Facilitada da Glicose
Essa difusão é feita por meio da proteína integral e permeasse que é multipasso por em alguns estágios entrar em efeito alostérico.
Toda essa difusão é determinada pela expressão do gene após refeição (ingestão de hexoses).
Permeasses
É quando a proteína tem seu sitio de ligação para fora da célula e por afinidade recolhe a molécula, faz um efeito alosterico virando seu sitio de ligação para dentro da célula e solta a molécula.
GLUT; Transporte facilitado de glicose
A proteína integral de membrana que tem afinidade com a Glicose é denominada GLUT.
Ela auxilia no transporte da glicose de fora para dentro das células.
Ao se alimentarmos hidrolisamos o alimento e ingerimos hexoses que irão ativar os genes para produção de GLUT para a passagem da glicose (hexoses) para dentro da célula, que será sinalizada para a produção de insulina que regula a glicose.
Insulina e Receptores de Insulina
Insulina é um hormônio proteico sintetizado exclusivamente pelas células beta após as refeições como citado anteriormente.
Ao receber a glicose a célula sinaliza o gene para a produção de GLUT4 (receptores de insulina) que irão receber a insulina dentro da célula. Ao entrar na célula a insulina ira transformar a glicose em ATP.
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Questão Especial
Leia atentamente o texto “A fisiologia da obesidade: bases genéticas, ambientais e sua relação com o diabetes” e responda os seguintes questionamentos: a) O que você entendeu sobre epigenética? b) No texto há um primeiro trecho destacado que afirma “entre outras funções, facilitam o transporte da glicose da superfície da célula para seu interior”, explique como isso acontece? c) explique o em detalhes o que quer dizer “resistência à insulina”? 
Questões Gerais
1. Oque são permeases? Caracterize o transporte pode difusão facilitado? 
2. O que são GLUTs? 
3. Qual o papel da insulina? Onde essa proteína é produzida? Qual o tipo de célula? Quando essas células produzem a insulina? Qual o estímulo que induz a síntese da insulina? Explique 
4. Explique com exatidão (na dimensão molecular) a diferença entre diabete tipo 1 e 2? 
	
	Difusão Mediada de Íons
	Aula 5
	Canais Iônicos e Bombas Iônicas
Formação de um Estimulo: Despolarização e Repolarização
Mediadores
Difusão Mediada de Íons
A difusão mediada de íons acontece pelo Transporte Ativo (Canal Iônico) Transporte Passivo (Bomba Iônica).
A concentração de íons dentro e fora das células é responsável pela regulação de diversas funções celulares.
Canais Iônicos e Bombas Iônicas
A ação combinada dos canais e iônicos e das bombas iônicas permitem a movimentação de íons.
Os canais iônicos são passagem lipídicas que permitirão a passagem de íons por meio de transporte ativo; com gasto de ATP. Atuam na Despolarização.
Os canais iônicos podem ser:
Termo receptor: estímulo de calor.
Mecanorreceptor: pressão que abre o Ci.
Eletro receptor: carga elétrica que abre o Ci. Tem a diferença de potencial variada.
Quimiorreceptor: mediado por uma substância química.
Fotorreceptor: estimulo de luz no Ci.
As bombas iônicas são proteínas da membrana que permitem a entrada e saída de íons por meio de transporte passivo; sem gasto de ATP. Atuam na Repolarização.
Formação de Estimulo: Despolarização e Repolarização
Estímulo é uma onda de variação na concentração de cargas através de uma célula. Isso ocorre na despolarização.
Um mediador se encosta na membrana fazendo a inversão da polaridade da membrana (o interior fica + e o exterior fica -). Abrem-se canais de Na+ que levam esses íons para dentro da célula ate atingir a limiar; ao atingir abrem-se mais canais de Na+ que facilita a entrada mais rapidamente desses íons fazendo com que a célula despolarize invertendo a polaridade da membrana em aos poucos (de acordo com o aumento do potencial).
Quando a célula atinge potencial 30mV os canais Na+ são fechados e abrem-se canais de K+ para a saída desses íons da célula invertendo novamente a polarização da membrana aos poucos, porém só isso não é suficiente, então abrem as Bombas de Na+/K+ que leva Na+ para fora da célula e entrada de K+, fazendo com que o potencial caia rapidamente, passando do potencial de repouso -70mV, causando a hiperpolarização, com isso fecham as bombas de Na+/K+ ficando aberta apenas os canais de Na+ até que a célula encontre repouso e depois se fecham.
Mediadores
O mediador do canal é o elemento determinante de seu controle, se o mediador de um canal for uma substância química (chamada de ligante), então teremos um canal iônico quimiorreceptor.
Neurônio
Gera estimulo;
Conduz estímulo;
Responde a um estímulo;
Todo neurônio tem um axônio;
Muitos dendritos no envolto da célula;
Estimulo iônico sempre se deslocara no neurônio de uma maneira unidimensional;
Dendrito – Corpo celular – Axônio;
A sinapse é o intervalo entre a passagem de um neurônio para outro.
Questão Especial
Práticas de reanimação, após cirurgias cardíacas, utilizam métodos de desfibrilação, do mesmo modo que em pacientes acometidos de arritmias graves, também são utilizados métodos adaptados de desfibrilação. Relacione e explique a ação da desfibrilação com os canais iônicos. Para tanto leia os itens 1 e 3 do – Boletim Informativo de Tecnovigilância, Brasília, Número 01, jan/fev/mar 2011 ‐ ISSN 2178-440X da ANVISA para Abordagem de Vigilância Sanitária de Produtos para Saúde Comercializados no Brasil: Desfibrilador Externo, você pode consegui-lo no site:
http://www.anvisa.gov.br/boletim_tecno/boletim_tecno_fev2011/PDF/matriz_desfibri_que_temos04fev2011.pdf
Questões Gerais
1. Diferencie com exatidão as consequências da ação de um canal iônico de Sódio e de um canal iônico de Cloro no que se refere à possibilidade de formação de um estímulo nervoso? Justifique plenamente sua resposta.
2. Explique qual o papel das bombas iônicas nos estímulos que se formam nos neurônios?
3. No que difere um canal iônico eletrorreceptor, de um canal iônico quimiorreceptor?
4. Explique como ou por que poderá ocorrer um efeito amplificado quando certas drogas (fenobarbital) são ingeridas juntamente com o álcool (etanol)?
 
	
	Fagocitose, Receptores e Secreção Celular
	Aula 6
	Mecanismos de Fagocitose e Pinocitose
Receptores e Epítopos
Secreção de Lipídeos e Proteínas
Fagocitose, Receptores e Secreção Celular
A pinocitose e a fagocitose ocorrem no início (endocitose) pelo Lisossomos e no final (exocitose) pelo Complexo de Golgi
Mecanismos de Fagocitose e Pinocitose
Fagocitose: Faz uma pseudópode (dobra profunda na membrana) ao reconhecer pelo epítopo um antígeno (partículas solidas) e engloba o mesmo formando uma vesícula que no processo de exocitose será eliminado.
Pinocitose: Faz uma pseudópode (dobra discreta na membrana) ao reconhecer pelo epítopo um antígeno (fluido celular) e o engloba por conta da resposta imunológica até formar uma vesícula. Depois excreta ou secreta esse antígeno na exocitose.
Receptores e Epítopos
Quem irá receber o antígeno pela vesícula é o Complexo de Golgi que ira secretar o mesmo ou excretar de acordo com sua utilidade.
Os epítopos são sinais nas membranas dos antígenos que faz com que as células o reconheçam e comece o processo de identificação do mesmo.
Secreção de Lipídeos e Proteínas.
Ao serem encaminhadas ao Complexo de Golgi os antígenos poderão tem alguma utilidade e ser secretados ao organismo como proteínas ou lipídeos; ou podem ser inúteis lixo que serão excretados da célula.

Questão Especial:
 https://www.youtube.com/watch?v=q9GDRozsIBM
Assista o vídeo indicado acima e responda as seguintes questões: 
a) Qual o nome do fagócito citado no vídeo? 
b) Descreva o que é um granuloma? 
c) Em um certo trecho do vídeo a locução faz a seguinte observação: “As bactérias são ingeridas.... mas conseguem sobreviver dentro deles”. Explique detalhadamente os seguintes pontos: como são ingeridas? O que deveria acontecer com as bactérias depois de ingeridas? Por que isso não ocorre na tuberculose? 
Questões Gerais
1. O que são receptores de membrana ou de superfície? 
2. Qual o papel de lisossomos primários em fagócitos? 
3. A glândula suprarrenal consiste em uma glândula múltipla, a parte interna (a medula) é secretora de um tipo de hormônio, enquanto que a parte externa (córtex) secreta outros tipos de hormônios. Compare esses hormônios quanto a sua natureza química e explique as diferenças celulares entre essas duas porções da glândula suprarrenal. 
4. Qual o papel do Complexo de Golgi no processo de secreção? 
5. Por que as proteínas secretadas por uma célula, após a sua síntese ainda são imaturas? Explique 
6. O que são fagócitos? Como atuam na captura de antígenos específicos no organismo? 
	
	Mitocôndrias e Respiração Celular
	Aula 7
	Obtenção de ATP e oxigenação de Carboidratos
Respiração Aeróbica e Anaeróbica
DNA mitocondrial
Mitocôndrias e Respiração Celular
As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas de formato circular. O termo mitocôndria, surgiu do grego “mitos”, fios; e condros, cartilagens; como referência ao aspecto filamentoso e homogêneo. São responsáveis pela maior parte da geração de energia útil derivada da degradação de ácidos graxos e carboidratos que são convertidos em ATP pela fosforilação oxidativa. As mitocôndrias possuem seu próprio genoma contendo genes que são transcritos e traduzidos pela própria organela. As proteínas que constitui essa organela é sintetizada por ribossomos livres no citosol.
A mitocôndria possui duas matrizes uma interna e outra externa separadas por uma intermembrana. Na membrana interna encontramos as cristas mitocondriais que se estendem para a matriz mitocondrial. 
Obtenção de ATPe oxigenação e Carboidratos
As células usam o ATP para a realização de transporte passivo, síntese proteica, síntese lipídica, movimento muscular e divisão celular. E para a obtenção do ATP é preciso a decomposição (fosforilação oxidativa) de alimentos (ácidos graxos, carboidratos, etc.) durante uma serie de reações que liberam energias, formando assim o ATP que seria não a energia em si, mas sim um combustível.
Alimento → CO2 + energia
ADP + fosfato(Pi) + energia → ATP (fosforilação oxidativa) + H2O
O gasto de ATP é feito através da hidrolise do mesmo, que consiste em rompimento de ligações químicas para ADP Pi, liberando energia.
A maquinaria celular para obtenção de energia (ATP) é formada por todas as estruturas, organelas e enzimas envolvidas nas reações químicas de transferência de energia.
O conjunto dessas reações químicas é chamada de respiração celular.
Respiração Aeróbica e Anaeróbica
Etapa 1: Ao ingerirmos um alimento ele é quebrado em porções minúsculas pela mastigação e digestão. Isso acontece para que o carboidrato seja reduzido à sua subunidade (glicose) e transferida às células, especificamente no citoplasma e sofre sua primeira divisão (uma molécula de glicose se origina a duas de ácido pirúvico).
Etapa 2: Os ácidos pirúvicos são encaminhados para a mitocôndria fazendo a respiração celular. Para gerar mais energia se inicia o ciclo de Krebs, uma sequência de reações. O ácido perde hidrogênio, que são distribuídos para outras moléculas, carbonos, que se ligam no O2 da célula gerando CO2 que será eliminado na respiração.
*O ácido pirúvico é o composto de menor energia que pode ser obtido da glicose sem a utilização de oxigênio.
Dentre as respirações temos:
Anaeróbica: Etapa 1, considerada assim por não necessitar de oxigênio e ocorre no citoplasma. 
As hemácias, que não possuem mitocôndria e não necessitam de O2.
Aeróbicas: Etapa 2, consequente da etapa 1.
Necessita de O2 e ocorre na mitocôndria. 
As células aeróbicas facultativas são as células musculares estriadas.
O que determina se será aeróbica ou anaeróbica é a capacidade de fornecer O2.
Atende à demanda de O2: respiração aeróbica.
Debito de O2: respiração anaeróbica.
DNAmt
Mitocôndria é uma organela presente nas células geralmente em volta do núcleo. Existem as células com muita demanda que tem um numero elevado de mitocôndrias; células com baixa demanda que possuem pouca mitocôndria; e células sem mitocôndrias. 
Elas possuem DNA e ribossomos; e quanto maior sua estrutura, maior sua demanda/produção de ATP.
A função da mitocôndria é fazer a oxidação de lipídeos e carbonos para a produção de energia.
Se a mitocôndria tem DNA (informação), tem ribossomo, portanto produz proteína.
O DNAmt é composto por duas cadeias de informações, circular e não empacotado por cromatina.
O DNAmt tem origem materna, transmitido ao fato através do ovulo por meio da herança citoplasmática exclusiva das mulheres (matrilhagem), os genes mitocondriais são genes essenciais, portanto tem pequena ou nenhuma variabilidade.
Haplótipo não são genes e sim uma mesma sequência no DNAmt.
Questão Especial:
Assista os seguintes vídeos, nessa ordem.
https://www.youtube.com/watch?v=H63smzTjBi8
https://www.youtube.com/watch?v=5aR4Y1k6MJQ
https://www.youtube.com/watch?v=WK23JpJ_kbU
Em seguida responda: Qual o papel das peroxirredoxinas? Por que se formam peróxidos nas mitocôndrias? O que é um radical livre oxidativo? 
Questões Gerais:
1. O que é respiração celular? Explique
2. Do ponto de vista bioquímico, no que difere a respiração aeróbica da respiração anaeróbica?
3. O que são células aeróbicas facultativas? Que tipo de células são aeróbicas facultativas? Quais os fatores determinantes do tipo de respiração que essas células irão realizar? Explique.
4. O que é o piruvato? O que acontece com o piruvato na respiração anaeróbica realizada em células humanas? Quais as células humanas que fazem respiração anaeróbica? Por que?
5. Caracterize o DNAmt.
6. Explique por que o DNAmt somente pode ser utilizado em estudos de matrilhagem?
7. O que é um haplótipo do DNAmt?
	
	Citoesqueleto
	Aula 8
	Organização estrutural do citoesqueleto
Diferença entre proteínas motoras (ou acessórias) e proteínas formadoras de polímeros
Mecanismos geradores de movimento
Citoesqueleto
Primeiramente entendamos:
Fibroblastos são células de origem mesenquimática que se situam abaixo da epiderme e sua função é secretar fibras de elastina e colágeno (tropocolageno: unidade proteica que se polimeriza para formar fibras de colágeno).
Queratinócitos são células diferenciadas que compõem o tecido epitelial e invaginações da epiderme para a derme (epitélio), a sua função é produzir queratina.
Organização estrutural do citoesqueleto
O citoesqueleto está presente em todas as células eucariontes. Trata-se de um sistema inteiramente constituído de diferentes tipos de proteínas, algumas formam longos filamentos, enquanto outras fazem ligações entre os filamentos e as membranas celulares. Esses filamentos se prendem na membrana e nas organelas celulares. 
Constituído por microtúbulos (+ grosso), microfilamentos (+ finos) e filamentos intermediários (médios), que formam polímeros.
O microfilamento forma o movimento.
Polímero (proteína) é um filamento, e o mesmo é um microtúbulo. 
As proteínas que formam os polímeros/filamentos:
Microtúbulo: tubulinas alfa e delta. (heteropolimero)
Microfilamentos: actina (homopolímero)
Intermediário: várias proteínas.
Diferença entre proteína motora (ou acessórias) e proteínas formadoras de polímeros
As proteínas acessórias ou motoras são proteínas que fazem a ligação dos filamentos com as estruturas/organelas celulares e membrana. Não formam polímeros. 
O citoesqueleto através de filamentos prendem ou movem os componentes/organelas celulares, e somente se prendem a essas estruturas se houver uma ou mais proteínas acessórias que faça a ligação.
O que causa uma distrofia (perca de tônus muscular) é uma falha nas proteínas de ligação chamadas distrofinas. A distrofina é uma proteína do citoesqueleto que confere a integridade e estabilidade a membrana muscular, ligando a actina do citoesqueleto a matriz celular promovendo a estabilidade do sarcolema.
A diferença entre a distrofia Duchenne e a distrofia Becker é que a Becker tem menos incidência com relação a Duchenne, e ainda que seus sinais e sintomas sejam parecidos na distrofia de Becker são consideravelmente mais leves, o inicio de manifestação é tardio e sua evolução clínica é mais lenta.
Mecanismo gerador de movimento
As proteínas motoras auxiliam no movimento de vesículas. Faz um movimento ameboide (lento) que é resultado de um processo de polimerização e despolimerização.
Polimerização: Filamento se esticam até chegar ao destino.
Despolimerização: Filamento retorna ao tamanho normal.
Estruturas associadas ao citoesqueleto: 
Fibras do fuso
Cílios e flagelos
Centríolos e centrossomos
Cílios, Flagelos e Células musculares
O movimento de cílios e flagelos do mesmo modo que a contração muscular segue o princípio diferente de funcionamento.
Proteínas motoras exercem o movimento, essas proteínas estão sujeitas a modificações alostéricas muito rápidas.
É a alternância entre estados alostéricos que gera o movimento. 
Matriz Extracelular 
É o envolto das células, espaço externo, tecido epitelial.
Proteínas de adesão intercelular
Proteínas de adesão a Lâmina Basal. 
Lamina Basal: é uma matriz extracelular que serve de suporte a cama de células epiteliais. 
Células epiteliais estão programadas para se unirem umas às outras e se ligam a matriz extracelular (lamina basal). Quando isso não acontece e irão se dividir ou irão acionar um mecanismo de autodestruição celular, a apoptose.
Epitélio uni estratificado: é quando as células se unem de forma linear umas as outras e esse conjunto á lamina basal.
Epitélio pluriestratificado (epiderme): é quando as células se unem umas as outras formando variascamadas e se ligam a lâmina basal
Nos desmossomos (ponte entre as duas células ligadas) a principal proteína chama-se caderinas, são elas que ligam os filamentos de queratina e se ligam entre si.
As caderinas são responsáveis pela adesão célula a célula. As caderinas se ligam indiretamente a actina dos citoesqueletos de células vizinhas, suas caudas citoplasmáticas interagem diretamente com os filamentos de actina através de um grupo de proteínas de ancoramento intracelular denominado cateninas.
Cada tecido tem uma caderina específica.
A ligação das células com a lâmina basal depende da combinação de duas proteínas, as lamininas e as integrinas, que são proteínas de adesão a Lâmina basal, produzidas pelo tecido epitelial.
Constitui o tecido conjuntivo:
Proteínas de matriz (colágeno)
Proteoglicanos
Glicosaminoglicano
As proteoglicanas e as glicosaminoglicanos são junções entre proteínas mais carboidratos. 
No tecido conjuntivo as células não estão programadas para se ligarem entre si, no entanto ligam-se fortemente na matriz extracelular, principalmente ao colágeno e as proteoglicanas
A proteína mais abundante do tecido conjuntivo é o colágeno.
Diferentes ativações de genes geram diferentes tipos de colágenos. A vitamina C, além de possuir uma ação oxidante, age como intensificador de disposição de colágeno e estimula a produção do mesmo e de elastina.
O tropocolágeno é um polímero de procolágeno que é a associação de três cadeias alfa (polipeptídicas) abertas dentro do RER (reticulo endoplasmático rugoso) através do peptídeo de registro.
O escorbuto é outra doença relacionada com defeitos na via de síntese do colágeno. A hidroxilação das prolinas é um passo importante nessa via, pois é através das hidroxilas adicionadas às prolinas que ocorre a formação das pontes de hidrogênio intercadeias que irão estabilizar a conformação da tripla hélice no procolágeno. Essa hidroxilação é prejudicada na deficiência de vitamina C, de modo que os indivíduos com uma dieta pobre em vitamina C podem desenvolver o escorbuto
 Questão Especial:
Assista os seguintes vídeos, nessa ordem.
www.youtube.com/watch?v=cIY22fO9A6o&t=42s
https://www.youtube.com/watch?v=Klq_6JaTBBs&t=13s
https://www.youtube.com/watch?v=mcw6WDuU6Ww
https://www.youtube.com/watch?v=UNQwzkjrjN0
Em seguida as seguintes perguntas: a) Durante toda a contração muscular, onde será consumido ATP na fibra muscular? b) Qual é exatamente o papel exercido pelo cálcio na contração muscular? Cite as proteínas que formam um sarcômero? Qual o papel exercido pelo retículo endoplasmático liso da fibra muscular (sarcoplasmático)?
 Questões Gerais:
1. O que é uma caderina? Como essa proteína exerce o papel de identificação celular? Explique
2. Diferencie procolágeno, tropocolágeno e colágeno? Pesquise e responda qual o papel da vitamina C na produção do colágeno? O que é escorbuto? Relacione com o colágeno.
3. Pesquise e responda: Qual a diferença entre a Distrofia Muscular Duchenne e a Baker? Explique no contexto do citoesqueleto.
4. Por que o microtúbulo é um heteropolímero e o microfilamento é um homopolímero? O que é um polímero?
	
	Estrutura da Cromatina e Ciclo Celular
	Aula 9
	Organização Estrutural, Numérica e Química da Cromatina
Ciclo Celular
Estrutura da Cromatina e Ciclo Celular
Cromatina é um conjunto de fios que são formados por uma longa molécula de DNA associada a molécula de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios são os conjuntos de cromossomos da célula.
No núcleo se encontram o material genético (cromatina).
Nucléolo é um elemento constituído de RNAr que será construído no ribossomo, contém a informação genética (cromatina).
Organização Estrutural, Numérica e Química da Cromatina
Estrutural
Quando a célula não esta em processo de divisão = cromatina descompactada
Quando a célula está em processo de divisão = cromatina compactada, é visível os cromossomos em microscopia ótica.
Numérica
O numero de cromossomos de uma célula somática é 46, sendo 23 maternos e 23 paternos, diploide (duas informações).
O numero de cromossomos de uma célula gameta (espermatozoide ou ovulo) são de 23 cromossomos, haploide (uma informação).
Química
Quando as moléculas DNA se enrolam na molécula proteica histona (que tem um papel importante na expressão genica) compactando a cromatina formando grânulos, esses grânulos são denominados nucleossomos que formam filamentos cromossômicos.
Na composição química da cromatina são encontrados DNA, proteínas histonas e proteínas não-histonicas (fatores de ativação e desativação de gene especificamente).
 As histonas estão sujeitas a metilação e acetilação:
A desacetilação induz a compactação e a acetilação induz a descompactação.
A metilação (processo permanente) de histonas está relacionada a ativação e inativação dos genes no genoma.
Grupo Acetil: funcional, com valência livre, portanto se liga a histona descompactando-a ou, ao se desligar da histona compacta-a.
Grupo Metil: Adição de grupos metil modifica a interação da sequência gênica com a maquinaria transcricional.
Em alguns genes, a metilação do DNA é utilizada para diferenciar qual cópia é herdada do pai ou da mãe.
O centrômero faz a união das cromátides (filamento de DNA)
Nos telômeros contem a proteína telomerase, os telômeros estão associados com o envelhecimento das linhagens e protege o material (informação genica)
Cromossomos sexuais ou Heterocromossomos
Homogamético: possui o mesmo cromossomo sexual. Ex. Feminino XX.
Heterogâmico: possui diferentes cromossomos sexuais. Ex. Masculino XY.
A ativação do gene SRY (pedaço do cromossomo y) irá determinar o sexo masculino.
Ciclo Celular
A célula se forma, se desenvolve e se divide, lembrando que o que cresce não é o núcleo e sim o citoplasma.
Seu período de crescimento se chama interfase, e no período que se divide se chama mitose (período que leva cerca de oito horas).
O tempo de interfase depende da célula estudada, corresponde ao período que a célula ainda não está se dividindo. Seu DNA está em forma de filamentos de cromatina e comandando todas suas atividades por meio da síntese de RNA. Está dividida em três fases:
G1: antecede a duplicação do DNA. A célula cresce e realiza suas atividades normalmente, sintetizando RNA com instruções para a produção de proteínas, inclusive àquelas responsáveis pela sinalização do início da divisão celular. Fase de maior duração e com alta atividade metabólica. Não contem cromátide.
S: o DNA e os filamentos de cromatina se duplicam, as histonas (proteínas constituintes dos cromossomos) são sintetizadas e ocorre a duplicação dos centríolos.
G2: a célula retoma a síntese geral de proteínas iniciada no período G1 e as moléculas envolvidas com a divisão celular são sintetizadas. Fim da duplicação e início da divisão celular.
Fases da Mitose
Prófase: inicia-se a condensação dos cromossomos. Essa condensação é mediada pela ação de uma proteína chamada condensina, que os compactam. À medida que se condensa, o DNA pausa a síntese das moléculas de RNA. Os filamentos, duplicados, estão unidos no centrômero, e cada filamento recebe o nome de cromátide.
Os centríolos duplicados migram para os polos da célula e, em conjunto com fibras, formam o áster. A partir da região que os centríolos estão localizados, denominada centro celular ou centrossomos, será formado o fuso mitótico.
Metáfase: marcada pelo grau máximo de condensação dos cromossomos. Os centríolos ocupam os polos opostos da célula e o cinetócoro de cada cromátide continua ligado às fibras do fuso mitótico. Dispostos na região equatorial da célula, os cromossomos formam a chamada placa equatorial ou placa metafísica, e cada uma das cromátides-irmãs se volta para cada um dos polos da célula.
Anáfase: as cromátides de separam e passam a ser chamadas de cromossomos-filhos ou cromossomos-irmãos. Com o encurtamento das fibras do fuso mitótico, são puxadas para os polos opostos da célula.
Telófase. os cromossomosse descondensam e inicia-se ao redor de cada conjunto cromossômico a formação de novos envelopes nucleares, reconstituindo dois novos núcleos. A telófase marca o término da mitose, antecedendo a citocinese, processo pelo qual o citoplasma se divide e forma, por fim, duas células-filhas.
A fase mais importante do ponto de vista metabólico é a fase G1, quando a célula promove seu exercício e a fase mais pertinente na divisão com maior tempo de duração.
Quando maior seu tempo de divisão nesta fase, maior sua capacidade de manter sua função, pois sua função ocorre na fase G1.
Questão Especial:
Leia o release do Prêmio Nobel de 2009 “How chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase” que foi enviado em anexo, a seguir responda as seguintes questões:
a) Quais foram as primeiras conclusões obtidas por Elizabeth Blackburn? b) Quais os resultados obtidos por Carol Greider quando ainda era estudante de graduação? c) Segundo o artigo qual a razão pela qual células do câncer podem se dividir indefinidamente? d) Por que, segundo o artigo, o envelhecimento não pode ser relacionado apenas ao telômero?
Questões Gerais:
1. O que é uma cromátide? Em que fase do ciclo celular se formam as cromátides? E por que?
2. O que são células diploides? Explique
3. Quais são os cromossomos sexuais? Por que são assim chamados? Pesquise: o que é, e o que faz o gene SRY?
4. O que são histonas? O que são nucleássemos?
5. Faça uma descrição minuciosa dos acontecimentos que caracterizam a fase G1 do ciclo celular.
6. O que acontece de relevante na fase de Anáfase do ciclo celular? Explique a importância desse acontecimento.
	
	Células Neoplásicas e Apoptose
	Aula 10
	Teoria da Evolução clonal
Tumores e Aspectos celulares
Mecanismos de Apoptose e Necrose
Células Neoplásicas e Apoptose
Teoria da Evolução clonal
O padrão de crescimento celular é o mesmo em todas as células, o que difere é o ritmo.
Ou seja, quando jovem o citoplasma é pequeno e o núcleo parece ser grande, e quando desenvolvida o citoplasma cresce (volume).
G0: É um período indeterminado de G1.
G1: Intensa atividade metabólica.
Função do tecido é exercida.
Prazo indeterminado.
As células dependem de dois fatores:
Fatores de progressão: induz a célula a se dividir.
Fatores inibidores de progressão: inibem a divisão celular.
Nas células tumorais os fatores inibidores estão desregulados (envelhecidos). 
Crescimento descontrolado.
Quando uma célula se multiplica (cresce), elas dependem de genes, enzimas e proteínas - isso ocorre tanto na progressão como na inibição – disponíveis no seu citoplasma. 
Isso quer dizer que cada célula dispõe de uma “maquinaria” própria para a sua replicação.
Todavia, essa maquinaria deve ser acionada (ativada) de acordo com fatores sinalizadores provenientes do espaço extracelular. Assim a célula devera se multiplicar de acordo com esses fatores:
Fatores endógenos: maquinaria celular (interno);
Fatores exógenos: estimulo celular (meio em que se encontra).
 
Tumores e Aspectos celulares
Um tumor pode se desenvolver quando há desordens na maquinaria multiplicativa celular, ou quando os mecanismos sinalizadores ou de recepção estão amplificados.
Há dispositivos de inibição do desenvolvimento tumoral, esses também deverão estar prejudicados para possibilitar o crescimento tumoral.
A célula jovem é a menos propensa a desenvolver tumores.
Definição Clínica de um Tumor
São alterações na arquitetura de um tecido decorrente do crescimento celular.
Uma célula tumoral (neoplásica) maligna possui múltiplas alterações genéticas.
Ritmo acelerado
Apoptose inabilitada
Alteração no metabolismo que torna a célula incompatível com a função tecidual
Reduz a aderência. Expressão anormal de caderinas.
Incompatibilidade com matriz extracelular original.
Desenvolvimento de tumores
Benigna: 
Hiperplasia: menos grave.
Displasia: pré cancerígena, mais grave.
Maligna
A palavra câncer se originou da palavra caranguejo, com o sentido de voltar para traz que a célula adulta voltava a ser jovem, mas não era só isso, posteriormente compreenderão que se tratava de um problema grave.
Câncer in situ: Não tem separação do tecido epitelial e conjuntivo. Sem chance de tumor secundário
Metastático: Evidências de tumores secundários.
Um tumor benigno não sai do tecido epitelial, já o maligno invade o tecido epitelial para o conjuntivo e se alastra. 
Angiogênese
Caracteriza-se pelo crescimento e a difusão de vasos sanguíneos no interior dos tecidos (vascularização).
Tumor faz vasos crescerem e os vasos fazem o tumor crescer.
Parâmetros Básicos
Análise histológica deve orientar-se de acordo com os seguintes aspectos:
Crescimento
(+) Multiplicação Endógena do tecido
(-) Devido a infiltração de células mesenquimais.
(+) Células Diferenciadas
(+) Manutenção de arquitetura
(-) Alteração de arquitetura
Células mediamente diferenciadas
(+) Manutenção de padrões de adesividade
(-) Formação de aglomerados desorganizados
(-) Células indiferenciadas
(-) Padrão vacuolar do núcleo
(--) Estrutura irregular e profundamente alterada da célula
(--) Caráter Metaplásico
(---) Rompimento das barreiras teciduais, caráter invasivo.
Fibroma não é tumor
É concentração de tecido fibroso (colagenoso) decorrente processo infeccioso, confundem com tumor.
Alguns tumores
Benignos 
Lipossarcoma ou fibrosarcomas, são raros, sua gravidade depende do grau de diferenciação das células.
Papilomas são tumores similares a uma verruga que crescem á partir de células epiteliais da pele ou de mucosas. Pólipos. 
É possível descrever papilomas em cavidades orofaríngeas, ductos de glândulas, folheto de revestimento de órgãos encefálicos e principalmente no colo do útero.
Nesse caso associa-se a ação de vírus entre eles o HPV. Em geral, possui indicação benigna
Cromatina Frouxa pouco densa, caracterizando-se uma célula tumoral com metabolismo alterado.
Hamartoma são dentinas nas células é um tumor que não cresce.
Maligno
Retinoblastoma (Rb): gene de herança.
Burkit: glândulas (salivais: virais ou herança)
Hodgkin: glândulas linfáticas
Leucemia Mieloide Crônica e Aguda: sangue, melanomas e melanocarcinomas
Próstata
Mama
Mecanismos de Apoptose e Necrose
Apoptose 
Mecanismo pelo qual a célula promove a sua autodestruição de modo programado geneticamente. 
Ocorrência do apoptose:
- Embriogênese (organogênese) 
- Metamorfose (metaplasia)
- Células infectadas por vírus
- Células com algum dado genético ou funcional (mitocôndria)
- Em tumores (regressão)
A primeira coisa a ser destruída no apoptose é o núcleo.
Aspecto
- Não ocorre processo inflamatório 
- Não há extravasamento do conteúdo celular
- Fragmentos de células envoltos por membrana serão fagocitados.
Etapas
- Quebra de junção intracelulares
- Célula encolhe
- Endonucleases quebram a cromatina, que se condensa ao redor da periferia nuclear
- Segregação das organelas
- Formação de corpos apoptóticos (vesículas)
- Corpos apoptóticos fagocitados por células vizinhas e macrófagos
- Não desencadeia resposta inflamatória.
Células em apoptose expressam receptores de ligação com macrófagos. 
Sinalização Apoptótica
Sinais pró-apoptóticos:
- Internos (intrínsecos): detecção de quebras de DNA induzidas, ou danos em membrana.
- Externo (extrínsecos): ação citotóxica induzida por células killer.
Caspase é uma enzima relacionada com o apoptose.
Proteínas celulares envolvidas: mediadores citoplasmáticos
Caspases
São proteases especializadas: clivam proteínas alvo após resíduo de aspartato.
Inativam vias de sobrevivência celular e ativam fatores específicos que promovem a morte celular.
Ativadas por processamento auto catalítico ou clivagem de outra caspase ativa.
O gene BCL2 é inibidor de apoptose.
Necrose
- Sempre patológica/morte “acidental” – recebe insulto com dano (irreparável)
- Perda de permeabilidade seletiva
- Inchaço celular de organelas
- Dissolução de estrutura celular- Lise celular
- Forte reação inflamatória.
Questão Especial:
Assistam ao excelente vídeo: www.youtube.com/watch?v=lyFK4SZth8c
Em seguida prepare um texto breve, salientando, quais são os principais fatores causadores do câncer; e por que a prevenção se ajusta ao novo modelo proposto.
Questões Gerais:
1. O que caracteriza um tumor como maligno?
2. O que são células tumorais displásicas?
3. Redija um texto no qual explicamos o efeito cumulativo de mutações na formação de um tumor.
4. Caracterize a apoptose em comparação com a necrose?
5. Faça uma descrição das modificações de uma célula durante a apoptose? Por que não há inflamação durante a apoptose?