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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Membranas celulares: especializações e interação Aula 05: Cada região possui especializações diferentes. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Região Apical Região Lateral Região Basal A célula possui 3 regiões principais: Biologia Celular Especializações da membrana A membrana plasmática, em muitas células, apresenta especializações que permitem o desempenho de atividades específicas. Algumas especializações, como as microvilosidades e estereocílios, estão relacionadas com o aumento da superfície da membrana. Outras especializações, como os flagelos e cílios, estão relacionadas com o movimento celular. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Fotomicrografia de Microvilosidades de uma célula do intestino humano. Biologia Celular Especializações da membrana As microvilosidades são prolongamentos do citoplasma recobertos por membrana, contendo numerosos microfilamentos de actina, responsáveis pela manutenção da forma. Aumentam superfície de absorção (intestino e tubos contorcidos proximais dos rins). Microvilosidades Microvilosidades AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Estereocílios em células do ouvido interno de um sapo. Biologia Celular Especializações da membrana Os estereocílios são semelhantes aos microvilos, porém possuem maior comprimento e se ramificam frequentemente. Aumentam a superfície de absorção facilitando o transporte de água e outras moléculas. São encontrados nos epidídimos e no pavilhão auditivo. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Especializações da membrana Os cílios são projeções móveis semelhantes a pelos. São finos, curtos e móveis, presentes em grande quantidade em células do revestimento do sistema respiratório e de tubas uterinas. Movimentam substâncias e partículas que estão sobre as células. Alguns protozoários utilizam cílios para a sua locomoção. Microscopia eletrônica de varredura de um cílios do epitélio respiratório Paramécios AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Especializações da membrana Os flagelos são projeções móveis longas, presentes em menor quantidade. São utilizados para movimentação das células, como em: • Espermatozoides; • Protozoários; • Algas unicelulares; • Bactérias. Euglena SP Espermatozóides Micrografia de espermatozoides e ilustração de Euglena s.p, destacando a presença de flagelos. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Especializações da membrana As células também podem apresentar outras especializações da membrana, frequentemente encontradas na superfície lateral delas. Essas especializações estão relacionadas com: • Adesão entre as células; • Adesão entre as células e a matriz extracelular; • Oclusão entre as células; • Comunicação entre as células. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Existem 3 tipos principais de junções celulares: Junção oclusiva Desmossomos Junções de ancoragem: Junções aderentes, desmossomos e hemidesmossomos. Junções gap (ou comunicantes) Junções oclusivas (apertadas) Junção comunicante AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação A imagem mostra uma junção desmossoma entre células da camada epidérmica da pele. A membrana plasmática possui estruturas especializadas, que ligam célula-célula, célula-matriz e fazem comunicação entre células trocando eletrólitos. Estas estruturas são denominadas junções: junções aderentes e junções comunicantes. Biologia Celular Comunicação e adesão por contato direto AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Junção comunicante ou Gap Junctions São especializações de comunicação célula-célula, constituídas de proteínas chamadas conexinas. Elas são responsáveis pelas trocas de metabólitos de baixo peso molecular e íons. Fechado Aberto Canal hidrofílico 2-4 nm Espaço intercelular Conexona Conexina Membranas plasmáticas AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Especializações da membrana Adesão entre células e ancoragem com lâmina basal Junção aderente (cinturão de adesão) – une as células firmemente; Desmossomas – une as células firmemente; Hemidesmossomas – une as células com a matriz; Contato focal – une as células com a matriz. Vedação (oclusão entre as células) Junção ou zônula de oclusão (compacta) – une células, impermeabilizando o tecido. Comunicação entre as células Junção GAP ou Comunicante (“nexus”): permite a comunicação entre as células. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular JUNÇÃO DE OCLUSÃO (ZONULA OCCLUDENS OU TIGHT JUNCTION) Forma compartimentos com as membranas epiteliais que revestem as diferentes regiões do corpo. JUNÇÃO ADERENTE (ZONULA ADHERENS) Neste local observa-se uma forte adesão entre células e seu substrato. DESMOSSOMOS (MACULAE ADHERENS) Tipo de junção de adesão. JUNÇÃO COMUNICANTE (NEXUS OU GAP JUNCTION) Facilita a comunicação intercelular direta. De acordo com a sua estrutura, as junções intercelulares podem ser classificadas em: AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares A membrana plasmática também participa de alguns processos de comunicação intercelular, por meio da sinalização celular. Um dos principais mecanismos que garantem o funcionamento integrado nos organismos pluricelulares é o da sinalização celular. As células se comunicam mandando sinais elétricos ou químicos, que regulam as atividades celulares, respostas a estímulos do meio ambiente, e outras. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Tipos de sinalização celular A sinalização celular pode ocorrer de diferentes formas: Sinalização dependente de contato: Proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula podem interagir com receptores de uma célula adjacente. A substância indutora não é secretada, ficando na superfície da célula sinalizadora. Gap Junctions: Os sinais são transmitidos para células imediatamente adjacentes através das membranas (por componentes lipídicos ou proteicos). AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Tipos de sinalização celular Sinalização parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em múltiplas células-alvo, próximas do local de sua síntese, como por exemplo os neurotransmissores. Sinalização autócrina: A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. As moléculas sinalizadoras são os mediadores locais, como por exemplo, alguns fatores de crescimento. Sinalização endócrina: Os sinais são hormônios transmitidos a diversas localidades do organismo por meio da corrente sanguínea. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Tipos de sinalização celular Sítios-alvo na mesma célula Célula Secretória Célula Alvo Adjacente Vaso Sanguíneo Secreção hormonal Células Alvo Distantes Comunicação autócrina (Fígado regenerando) Comunicação parácrina (feridas em cicatrização) Comunicação endócrina Células alvo distantes AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Tipos de sinalização celularSítios-alvo na mesma célula Célula Secretória Célula Alvo Adjacente Vaso Sanguíneo Secreção hormonal Células Alvo Distantes Comunicação autócrina (Fígado regenerando) Comunicação parácrina (feridas em cicatrização) Comunicação endócrina Células alvo distantes AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Clique aqui para assistir a Comunicação celular. Biologia Celular Comunicações intercelulares As moléculas sinalizadoras são classificadas em: Hidrossolúveis: são moléculas polares, que podem ser pequenas e derivadas de aminoácidos ou grandes como os peptídeos. O hormônio insulina e o neurotransmissor adrenalina são exemplos. Lipossolúveis: são moléculas apolares e de pequeno tamanho, derivadas do colesterol, de aminoácidos ou são compostos gasosos. Os hormônios sexuais e da tireoide são exemplos. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares Alguns exemplos de moléculas sinalizadoras são: MOLÉCULA SINALIZADORA NATUREZA QUÍMICA ALGUMAS AÇÕES HORMÔNIOS Adrenalina Derivado do aminoácido tiroxina Aumenta a pressão arterial, ritmo cardíaco e metabolismo. Insulina Proteína Estimula a captação de glicose, síntese de proteínas e de lipídios nas células hepáticas. MEDIADORES LOCAIS Fator de crescimento da epiderme (EGF) Proteína Estimula a proliferação de células epidérmicas e de muitos outros tipos celulares. NEUROTRASMISSORES Acetilcolina Derivado da colina Neurotransmissor excitatório em muitas sinapses nervo-músculo e no sistema nervoso central. MOLÉCULAS DE SINALIZAÇÃO DEPENDENTES DE CONTATO Delta Proteína transmembranar Inibe células vizinhas de se tornarem especializadas como a célula sinalizadora. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares Receptores proteicos interagem com as moléculas sinalizadoras. Os receptores podem estar na membrana plasmática, no citoplasma ou no núcleo celular. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares As moléculas sinalizadoras hidrossolúveis se ligam nos receptores de membrana. Essas moléculas não conseguem atravessar a membrana e, por isso, seus receptores precisam estar localizados nela. Esses receptores se ligam a moléculas sinalizadoras com grande afinidade e traduzem este sinal em sinais intracelulares, que afetam o desenvolvimento celular. Nesse caso há necessidade da formação de um segundo mensageiro, como o AMP cíclico, dentro da célula. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares GPCR GDP GS GTP GDP GTP Y AC cAMP ATP A figura mostra a ação da adenil ciclase na ativação da proteína quinase A. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares Os receptores citoplasmáticos e nucleares se ligam às moléculas sinalizadoras lipossolúveis. Essas moléculas conseguem atravessar a membrana e se ligam aos receptores que estão no seu interior. Ao se ligar ao receptor, ocorre uma mudança metabólica na célula por meio da alteração da expressão dos seus genes. Neste caso, não é necessária a formação de segundos mensageiros intracelulares. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Comunicações intercelulares A figura mostra a ação de um receptor citoplasmático ativado por uma proteína lipossolúvel. A ligação do complexo receptor-hormônio se liga ao sítio regulador do DNA ativando a transcrição no núcleo e depois a posterior tradução no citoplasma. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Exercício 1) (UECE-2005) Para serem atravessadas pelos nutrientes, as células intestinais se apresentam: a) Pavimentosas, dando ao nutriente a oportunidade de percorrer uma pequena distância. b) Esféricas, para absorver nutrientes de todas as direções. c) Cúbicas, distribuindo o suco entérico uniformemente. d) Prismáticas com microvilosidades, para aumentar a superfície de absorção dos nutrientes. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação Biologia Celular Exercício 2) (PUC-SP) Sabe-se que células epiteliais acham-se fortemente unidas, sendo necessária uma força considerável para separá-las. Isto se deve à ação: a) do ATP, que se prende às membranas plasmáticas das células vizinhas. b) da substância intercelular. c) dos desmossomos. d) dos centríolos. e) da parede celular celulósica. AULA 05: Membranas celulares: especializações e interação AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Ler o capítulo 4 — Núcleo e Cromossomos Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA.
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