Biologia Celular Aula 1

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Professora Leilane Morais Lopes 
Aula 1 – Biologia Celular 
Biologia Celular é a parte da biologia responsável pelo estudo das células. 
Essa estrutura é importante e fundamental para qualquer ser vivo. Sendo sua base 
primordial. 
A biologia celular só passou a se tornar ciência com o advento da 
miscroscópia. Pois as celulas tem tamanhos muito diminutos, tendo de algumas com 
µm de tamanho, o que as torna impossível de verficiar a olho nú. Mesmo as maiores 
celulas do nosso corpo, não são capazes de serem observadas a olho nú (Fig 1). 
 
Fig 1 – Representação esquemática dos níves de vizualização e dos seus respectivos tamanhos. 
Então para entender como se iniciou o estudo das celulas e depois dos 
tecidos (que são formados a apartir de celulas especificas que se comunicam entre si, 
e assim realizam uma função também especifica), precisamos entender como foi o 
surgimento do microscópio e das primeiras indagações sobre a vida. 
Muito antes de se utilizar, ou mesmo pensar em utilizar lentes que 
possuiam capacidade de aumento, para visualizar os seres vivos, os humanos já 
estavam se utilizando da ótica para observar o mundo. 
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Em 500 a.C., Confúcio, na China já utilizava pedras cortadas como 
instrumento óptico. 
Já em 1000 d.C., Monges árabes, utilizavam lentes, como “pedra da 
leitura”, “lupa primitiva” para aumentar a vizualização de letras. 
Em 1270 d.C., Marco Polo observou que chineses idosos utilizando 
“óculos” para leitura. 
No final Séc. XIII em Veneza essas lentes já eram utilizadas em armação. 
Aqui já existiam os óculos! 
Foram a invesão e posterior utilização dessas lentes, que levaram a 
invenção do microscópio. Nosso amigo de todos os dias de laboratório foi inventado 
tendo como base um telescopio, que é uma especie de binoculo, mas que com apenas 
uma ocular. Em 1595 Hans Janssen e Zacharias Janssen (fabricantes de óculos) 
inventaram o primeiro microscópio, ele era bem rudimentar, mas já possui 2 lentes 
acopladas que eram capazes de realizar aumento, podendo assim observar pequenos 
animais ou objetos. 
Em 1665, Robert Hooke, utilizando um desses microscopios e no alge de 
seus 30 anos, ao observar um pedaço de curtiça, contata que ele é formado por várias 
lacunas como se fossem burracos, e se inspirando nos quartos dos monjes católicos 
(que eram pequenos e praticamente vázios) cunha o termo “célula”, se referindo a 
esses quartos (fig 2). 
 
Fig 2 – Imagem observada por Hooke ao miscrospio. Corte de celulas vegetais presentes na cortiça. 
Mas é claro que depois dessa descoberta, outras se seguiriam! 
Em 1674, Leeuvenhoek observou com a ajuda de um microscópio, 
elaborado por ele, celulas livres. Brown, 1831, descobriu o núcleo e assim cunhou o 
Conceito de célula - “Massa de protoplasma limitada por uma membrana celular e 
possuindo um núcleo.” 
Schleiden, 1838, descobriu as estrutura dos tecidos vegetais e Schwann, 
1839 as estrutura dos tecidos animais. Eles cunharam a Teoria Celular, que coloca 
que todos os seres vivos são constituidos por células. E não é que eles estavam 
certos!!! 
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Mas não foram descobertas todas as estruturas assim tão rapidamente, 
algumas estruturas só puderam ser visualizadas após muita evolução tecnologica nos 
microscópios. Em 1855, Virchow descobriu que as células podem surgir somente por 
divisão de uma célula pré-existente, sendo assim apenas uma celula pode dar origem 
a outras celulas. Eduard Strasburger, em 1880 fez os primeiros desenhos de células 
em divisão (célula ciliada de flor de Tradescantia, Fig 3). Flemming, em 1880 
descreveu o mecanismo da mitose, como ela se dava, os seus passos, desde a celula 
mãe, até as celulas filhas. Observando as células em divisão, Waldeyer, em 1890, 
observa o material genético super condensado e cunha o termo “cromossomo” ao 
observar a divisão precisa dos cromossomos. 
 
Fig 3 – Desenho esquemático feito por Eduard Strasburger em 1880. 
Em 1898, Camillo Golgi, descobre a organela celulas, vocês conseguem 
adivinhar qual organela ele descobriu? 
Pode responder aqui -> 
Se você respondeu o Complexo de Golgi, você acertou!! Mas essa tava 
molesinha! 
Com todas essas descobertas, foi postulada a Teoria Celular Moderna (é 
de 1900, as é moderna pela ciência!) 
“Todas as células são as unidades morfológicas e fisiológicas de todos os 
organismos vivos. As propriedades de um dado organismo dependem daquelas 
de cada uma de suas células. As atividades essenciais que caracterizam a vida 
ocorrem no interior das células. As células originam-se somente de outras 
células, das quais herdam suas características. A menor unidade da vida é a 
célula.” 
Muito do que se sabe atualmente sobre as organelas celulares só foram 
descobertas após o desenvolvimento dos microscópios eletrônicos. 
Então agora vamos falar um pouco dos microscopios! Nossos amigos de 
todos os dias! 
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Eu adoro eles! 
Microscopia 
O Objetivo da microscopia é a obtenção de imagens ampliadas de um 
objeto, que nos permitam distinguir detalhes não revelados a olho nu. Para isso são 
utilizados os microscópios. A maioria das fotografias de células é tirada usando um 
microscópio e essas fotografias também podem ser chamadas de microfotografias. 
Os microscópios são instrumentos que nos possibilitam a partir da óptica 
observar estruturas diminutas. Existem dois fatores que devem ser considerados 
quando falamos de microscópios – Definição e Resolução. 
Ampliação é a medida de quanto maior um microscópio (ou conjunto de 
lentes dentro do microscópio) consegue mostrar um objeto. Por exemplo, os 
microscópios óticos normalmente usados nas escolas e faculdades ampliam cerca de 
400 vezes o tamanho real. Então, algo que possua 1 mm de largura na vida real terá 
400 mm de largura na imagem microscópica. 
A resolução de um microscópio ou lente é a menor distância na qual dois 
pontos podem estar separados e ainda ser distinguidos como objetos distintos. Quanto 
menor for este valor, maior o poder de resolução do microscópio e melhor a clareza e 
detalhe da imagem. Se duas células bacterianas estiverem muito próximas em uma 
lâmina, elas podem parecer um único ponto borrado num microscópio com baixo 
poder de resolução, mas podem parecer distintas num microscópio com alto poder de 
resolução. 
Se um miscrocópio possuir apenas um dos 2 atributos muito elevado, a 
imagem resultante será ruim. Se a ampliação for maior que a resolução, teremos uma 
imagem borrada, mas bem grande. Se a resolução for maior que a ampliação teremos 
uma boa imagem, mas bem pequena. 
Atualmente existem 3 tipos de microscópios. Os ópticos, os eletrônicos e o 
confocal. 
Microscópio Óptico 
Nos microcópios opticos temos também os esteroscópicos, também 
conhecidos como Lupas. Eles se baseiam na utilização da luz direta sobre um 
conjunto de lentes para obter na ocular, uma resolução observável. Sua resolução e 
amplitude é pequena, possuindo um aumento de até 2000 vezes. O microscópio 
funciona ao iluminar o objeto com luz visível ou ainda luz ultravioleta, ela se difraga 
devido ao comprimento de onda da luz (fig 4). 
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Fig 4 – Microscopio optico e suas partes. 
No microcopios eltrônicos temos uma maior resolução e amplitudo. Eles 
foram os responsáveis por conseguirmos observar as organelas celulares com maior 
definição, e até mesmo replicação de vírus. 
Microscopia Eletrônicade Varredura (MEV)(fig 5) 
Fig 5 – Esquema dos componentes de um microscópio eletronico. 
Fig 5 – Esquema dos componentes de um microscópio eletrônico. 
 
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O MEV surgiu comercialmente em 1965 e desde então tornou-se 
indispensável em muitos tipos de pesquisa. No MEV a imagem é formada através de 
um feixe de elétrons que é usado para varrer o espécime (amostra), o qual emite os 
elétrons secundários (interação de um feixe primário com a superfície de interesse). O 
feixe de elétrons é produzido em vácuo para evitar colisão com moléculas do ar. Para 
espécimes bem preparados (bons condutores) é vantajoso trabalhar-se com feixe 
primário de elétrons acelerados com 20 e 25 kV, pois ganha-se na resolução. 
Espécimes mais sensíveis podem precisar de elétrons menos energéticos (abaixo de 
20 kV). 
 
Também é importante escolher adequadamente a distância de trabalho. 
Distâncias curtas favorecem melhor resolução, com certo sacrifício da profundidade de 
foco. O inverso, maiores distâncias de trabalho são necessárias para pequeno 
aumento, áreas e volumes grandes, garantindo boa profundidade de foco. 
 
A microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (usando canhão 
de emissão de campo) fornece imagens de superfície e de estruturas abaixo da 
superfície. 
 
Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)(fig 6) 
 
É importante para determinar tamanho e forma de estruturas cristalinas e 
amorfas; inorgânicas e biológicas. No caso de amostras cristalinas, também pode 
revelar a composição das partículas. 
 
A formação de imagem no MET é uma projeção bidimensional da amostra, 
podendo haver sobreposição das linhas e áreas de interesse. A imagem final pode ser 
de campo claro ou campo escuro. Cada modo de imagem fornece informações 
complementares sobre a amostra. 
 
No modo campo claro, uma abertura é acionada no plano focal inferior da 
lente objetiva que permite a passagem apenas dos feixes diretos, não difratados. As 
regiões correspondentes a estes feixes surgem escuras na imagem, enquanto que 
regiões com nenhuma amostra no caminho do feixe aparecem mais claras na imagem. 
 
Na imagem de campo escuro, o feixe direto é bloqueado pela abertura do 
plano focal inferior enquanto que um ou mais feixes difratados passam pela lente 
objetiva e aparecem claros na imagem. As regiões cujos feixes refratados não foram 
coletados vão aparecer escuras na imagem. Os feixes difratados têm forte interação 
com a amostra, fornecendo importantes informações, como defeitos na estrutura e 
tamanho de partículas. 
 
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Fig 6 – Esquema do funcionamento de um microscópio eletronico de varredura. 
 
A maioria dos MET utilizados no estudo de nanomateriais dispõe de tensão 
de aceleração de até 300 kV. Embora os MET utilizados em biologia, em geral, 
operam na faixa de 60 a 80 kV. 
 
Microscopio Confocal ou de influorescencia 
E por ultimos temos o confocal (Fig 7), ele necessita de um terceiro fator, o 
contraste. Nesse microscopio já é possivel observar as estruturas coloridas! Sim 
coloridas e até mesmo formar um plano em 3 dimensões do que é observado, sendo 
assim possível observar as interações entre as estruturas observadas. O microscópio 
confocal realiza análises mais refinadas de amostras de tecidos e células através de 
um sistema de laser, acoplado a um microscópio óptico invertido que permite, por 
exemplo, reconstruções tridimensionais de estruturas celulares. Este microscópio 
também é equipado com uma câmara incubadora de gás carbônico que permite a 
visualização de células vivas durante períodos extensos de tempo. 
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Fig 7 – Esquema do funcionamento do microscopio confocal de fluorescencia, observa-se os diferentes 
feixes de cores. 
O microscopio confocal de fluorescencia utiliza a fluorescência para a 
aquisição das imagens. A fluorescência é um tipo de luminescência (emissão de luz) 
em que um corpo absorve luz e após um curto intervalo de tempo re-emite essa luz. 
Dependendo da fonte de energia, a luminescência pode ser do tipo 
eletroluminescência, radioluminescência, quimioluminescência ou fotoluminescência, 
onde a última ocorre quando a fonte de energia são fótons. Esse é o princípio da 
microscopia de fluorescência, na qual compostos químicos chamados fluoróforos são 
usados para produzir a fluorescência do material em estudo. O uso dos fluoróforos em 
biologia, por exemplo, acontece quando se quer localizar uma área específica da 
amostra (como uma proteína, por exemplo) ou para responder a um estímulo 
específico. 
Com o microscópio confocal de fluorescencia é possivel observar, com o 
auxilio de tecnicas de histologia e marcação celular a presença de componentes 
celulares em tecidos e até mesmo observar a presença de vírus ou estruturas 
patogênicas no interior das células. A obtenção de cores ocorre pelos componentes 
marcados, que ao serem excitados pelo feixe de eletrons, libera uma coloração que é 
absorvida pelo computador acoplado ao microscopio. Para as marcações de cor, 
utiliza-se anticorpos marcados com substancias que liberam cor, no caso os 
fluorocromos, e também soluções químicas que são capazes de fazer a mesma coisa, 
tais como Azul Evans que possibilita uma coloração vermelha a amostra. No caso das 
hemacias essas possuem coloração própria mesmo, e por vezes, são o terror de quem 
faz histologia a nível de fluorescencia. 
Morfologia básica das células 
Agora que já aprendemos sobre as células e sobre os instrumentos que 
utilizamos para ver esse pequeno pedacinho de nós. Vamos agora observar as 
diferenças entre os dois principais tipos celulares, no caso as células vegetais e as 
células animais. Nas imagens a seguir (fig 8) iremos observar as diferentes formas 
celulares. 
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Fig 8 – Como pode ser observado, mesmo com diferentes formatos, e é claro desempenhando diferentes 
funções, as organelas, o código genético e a origem evolutiva dessas células é a mesma. 
Citoesqueleto 
A morfologia das celulas eucarioticas, está ligada ao citoesqueleto. Ele da 
sustentação e forma a célula. Nos seres procarioticos e nas celulas vegetais esse 
citoesqueleto não é necessário, já que essas possuem uma parede celular rígida de 
proteoglicanas e celulose respectivamente. Os fungos possuem também uma parede 
celular, mas essa é de quitina, similar ao exoesqueleto dos insetos (Fig 9). 
 
A 
B 
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Fig 9 – A – uma celula animal com suas organelas. B – celula vegetal, detalhe para a parede celular rígida 
composta por celulose. C – célula fúngica, também com sua parede celular rígida, composta por quitina. 
Como observado, as células possuem semelhanças quanto as organelas, 
no entanto uma das maiores diferenças encontra-se na parede celular. A parede 
celular rígida confere formato a celula. O citoesqueleto faz o mesmo, no entanto como 
uma estrutura interna. 
O citoesqueleto tem como principal função - auxiliar na divisão celular; - 
promover suporte mecânico a célula; - manutenção da estrutura interna e; - auxilia na 
movimentação celular, seja pela expansão dos pseudopodes (pés falsos utilizados 
para locomoção) ou com os flagelos e cílios locomotores e sensoriais. 
O citoesqueleto é formado por 3 componentes: 
- Filamentos de actina 
- Filamentos intermediários 
- Microtubulos 
Sendos os mais importantes os filamentos de actina e os microtubulos. E 
focaremos mais neles, No entanto falarei um pouquinho sobre o filamentointermediario. 
Começando pelos filamentos de actina, são as responsáveis por conferir a 
forma a celula, podem estar dispostas como feixes e redes. São estruturas moldaveis, 
estanto presente apenas quando necessário, podendo assim assumir várias formas e 
auxiliar na fixação da célula a um substrato, seja ele humano, como tecidos ou mesmo 
as placas de cultura celular. (Fig 10) 
Os filamentos intermediários possuem função de fornecer força mecânica a 
célula. No caso são os responsáveis pelas células conseguirem manter sua forma 
mesmo quando submetidas a uma pressão externa. (Fig 10) 
Microtubulos são responsáveis por manter a forma da célula e no transporte 
de vesículas e orientar os cromossomos durante a divisão celular. 
Eles são estruturas dinâmicas, capazes de modificar seu tamanho de acordo 
com as necessidades celulares. Sua principal função durante a divisão celular, é o 
remodelamento durante a separação das células filhas. Nesse momento ele se 
C 
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organiza em centros, os chamados centrossomos, de onde se distribuem criando uma 
rede que irá guiar os novos cromossomos aos polos celulares, que ao final da divisão, 
serão as duas novas celulas. (Fig 10) 
Fig 10 – Imagem representativa da distribuição dos filamentos de actina, filamentos intermédiarios e os 
microtubulos em uma celula. 
Como podemos observar o citoesqueleto é importantíssimo para a 
morfologia celular, pois é ele que auxilia na manutenção da forma da celula, e 
sabemos que a forma da celula está relacionada a sua função. 
Então agora nos vemos na próxima aula! Continuando nossa caminhada 
no mundo microscópico das celulas, nossas unidades formadoras! 
Referências 
Todos os sites aqui colocados, foram acessados em 07 de junho de 2018 
http://3.bp.blogspot.com/-kzVAC-
z3Gd0/UIKjXgSRxQI/AAAAAAAAAGg/v4YXuGxentM/s1600/ELETRONICO.PNG 
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http://biologia-celular.info/ 
https://www.todamateria.com.br/teoria-celular/ 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/structure-of-a-cell/introduction-to-
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http://www.cetene.gov.br/index.php/infraestrutura/microscopia/ 
https://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F530_F590_F690_
F895/F530_F590_F690_F895_sem2_2004/003069Hugo_M_Franchini_F530_RF.pdf 
http://www.accamargo.org.br/microscopia/ 
https://lecellule.files.wordpress.com/2015/03/morfologc3ada.gif 
 
Sites acessados em 10 de junho de 2018. 
 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3180266/mod_resource/content/0/Citoesquelet
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http://slideplayer.com.br/9769615/31/images/4/C%C3%A9lula+f%C3%BAngica+Pared
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https://static.todamateria.com.br/upload/57/d5/57d5b996b59fd-celula-animal.jpg 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/338195e8090a49a40
0e259ca6bb11c67.jpg 
https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/imagenes/citoesqueleto.png