Aula 1 - Introdução à Citologia - Teoria Celular

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Teoria Celular 
Dra. Luciana Cáuper 
As moléculas biológicas surgiram de materiais inorgânicos 
Produção abiótica de 
biomoléculas. Aparelhos do 
tipo utilizado por Stanley Miller 
e Harold Urey (1953) em 
experiências que demonstram 
formação abiótica de 
compostos orgânicos nas 
condições da atmosfera 
primitiva. Após sujeição dos 
conteúdos gasosos da 
sistema de faíscas elétricas, 
os produtos foram recolhidos 
por condensação. 
Biomoléculas tais como 
aminoácidos estavam entre os 
produtos. 
Complexos sistemas autorreplicantes evoluíram de moléculas simples 
Durante um período de evolução química, moléculas orgânicas simples se 
condensaram para formar moléculas orgânicas mais complexas ou se 
combinaram pelas extremidades como polímeros de unidades repetitivas. 
Complexos sistemas autorreplicantes evoluíram de moléculas simples 
O pareamento específico entre grupos funcionais complementares permite que o 
membro de um par determine a identidade e orientação do outro membro. 
Essa complementaridade torna possível uma macromolécula replicar-se, ou copiar 
a si mesma, ao comandar a montagem de uma nova molécula a partir de unidades 
complementares menores. 
Replicação por complementaridade. Neste caso simples, um polímero serve de 
molde para a montagem de uma molécula complementar, que, devido à 
complementaridade molecular, é uma cópia exata da original. 
As células executam reações metabólicas 
São muitas as vantagens da compartimentalização. Além de 
receber alguma proteção das forças ambientais adversas, um 
sistema fechado pode manter altas concentrações locais de 
componentes que de outro modo se difundiriam para longe. 
Substâncias mais concentradas podem reagir mais 
prontamente, levando a maior eficiência na polimerização e 
outros tipos de reações químicas. 
As células executam reações metabólicas 
Células eucarióticas 
geralmente têm 10 a 
100 mm de diâmetro; 
por isso, têm de mil a 
um milhão de vezes o 
volume típico das 
procarióticas. O que 
melhor caracteriza 
as células eucarióticas 
não é o tamanho, mas 
a profusão de 
organelas envolvidas 
por membranas. 
Esse diagrama transmite um 
sentido de escala entre 
células vivas e átomos. Cada 
painel mostra uma imagem 
que é então aumentada por 
um fator de 10 em uma 
progressão imaginária a 
partir de um dedo polegar, 
para a pele, para células da 
pele, para uma mitocôndria, 
passando por um ribossomo 
e por último até um grupo de 
átomos que fazem parte de 
uma das várias moléculas 
proteicas em nosso corpo. 
Os detalhes da estrutura 
molecular, como mostrado 
nos dois últimos painéis, 
estão além do poder de um 
microscópio eletrônico. 
Qual o tamanho de uma célula, e qual o tamanho das suas partes? 
Os organismos podem ser classificados 
de acordo com sua fonte de energia (luz 
solar ou compostos químicos oxidáveis​​) 
e sua fonte de carbono para a síntese de 
material celular. 
Noções Básicas Sobre Metabolismo 
É necessário analisar as reações pelas quais as moléculas biológicas são formadas e 
degradadas. Deve-se também considerar como a energia livre é consumida na formação dos 
materiais celulares, na realização do trabalho celular e, ainda, como a energia livre é 
produzida a partir de moléculas orgânicas e de outras fontes. 
C
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A
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"ou biossíntese, é o 
processo no qual as 
biomoléculas são 
sintetizadas a partir 
de componentes 
mais simples." 
"ou degradação, é o 
processo no qual os 
nutrientes e os constituintes 
celulares são degradados 
para o aproveitamento de 
seus componentes e/ou 
para geração de energia." 
Noções Básicas Sobre Metabolismo 
Geralmente, as reações catabólicas realizam a oxidação exergônica das moléculas 
nutrientes. A energia livre liberada é utilizada para executar processos endergônicos como as 
reações anabólicas, o trabalho mecânico e o transporte ativo de moléculas em direção 
contrária a gradientes de concentração. 
Diferentes organismos usam diferentes estratégias para capturar energia livre do seu ambiente e 
podem ser classificados conforme sua necessidade de oxigênio 
A nutrição em mamíferos envolve o consumo de macronutrientes (proteínas, carboidratos e lipídeos) e 
micronutrientes (vitaminas e minerais). 
Uma via metabólica consiste em uma série de reações catalisadas por enzimas e, às vezes, pode 
estar localizada em partes especificas da célula. 
O fluxo de moléculas em uma via metabólica varia de acordo com a atividade de enzimas que 
catalisam reações irreversíveis. 
Essas enzimas são reguladas por mecanismos alostéricos, modificações covalentes, ciclos de 
substrato e mudanças na expressão gênica. 
Conceitos-chave 
A nutrição envolve o consumo e o uso dos alimentos 
As necessidades nutricionais de um organismo refletem as fontes de energia livre 
metabólica de que ele dispõe 
Autótrofos 
"sintetizam todos os seus constituintes celulares a partir de moléculas simples como 
H2O, CO2, NH3 e H2S. " 
"quimiolitotróficos (do grego lithos, pedra)" 
"obtêm sua energia livre por meio da 
oxidação de compostos inorgânicos como 
NH3, H2S ou mesmo Fe
2+" 
"fotoautotróficos" 
obtêm sua energia livre por meio da fotossíntese, 
processo no qual a energia luminosa promove a 
transferência de elétrons de doadores inorgânicos 
para o CO2, produzindo carboidratos, (CH2O)n, que 
posteriormente serão oxidados para liberar energia 
livre. 
A fotossíntese é o processo que converte a energia luminosa em energia 
química 
 (CH2O )x + O2 + H2O 
 
Carboidrato 
CO2 + 2 H2O 
 
Em presença de 
luz e clorofila 
FOTOSSÍNTESE 
A nutrição envolve o consumo e o uso dos alimentos 
As necessidades nutricionais de um organismo refletem as 
fontes de energia livre metabólica de que ele dispõe 
Heterótrofos 
"obtêm energia livre por meio da oxidação de compostos orgânicos (carboidratos, lipídeos e 
proteínas) e, consequentemente, dependem dos organismos autotróficos e/ou fototróficos para 
obterem essas substâncias." 
Os organismos podem 
ainda ser classificados 
segundo o agente oxidante 
uti- lizado para a 
degradação dos nutrientes. 
"aeróbios obrigatórios (que 
incluem os animais) devem 
usar O2" 
"anaeróbios utilizam 
agentes oxidantes como 
sulfato ou nitrato" 
"anaeróbios facultativos, 
como E. coli, crescem tanto 
na presença como na 
ausência de O2" 
"anaeróbios obrigatórios, 
ao contrário, são 
intoxicados na presença de 
O2" 
Os metabólitos complexos, como os carboidratos, as 
proteínas e os lipídeos, são inicialmente degradados 
até suas unidades monoméricas, em especial glicose, 
aminoácidos, ácidos graxos e glicerol, e depois ao 
intermediário comum a todos, a acetil-CoA. O grupo 
acetila é oxidado a CO2 por meio do ciclo do ácido 
cítrico com a concomitante redução de NAD+ e FAD a 
NADH e FADH2. A reoxidação do NADH e do FADH2 
pelo O2 durante a cadeia transportadora de elétrons e 
a fosforilação oxidativa produz H2O e ATP. 
Visão geral do catabolismo. 
 A invenção do microscópio, no final do século XVI, revolucionou as 
ciências biológicas. 
 O aperfeiçoamento dos microscópios vem possibilitando aos 
cientistas conhecer detalhadamente a estrutura interna das células 
vivas, e esse conhecimento tem sido de fundamental importância para 
o desenvolvimento de todos os ramos da Biologia. 
Introdução à Teoria 
Celular 
Leewenhoek 
(1621 a 1723) 
Primeiro Microscópio 
capaz de enxergar objetos 
de até 0,003mm. 
Robert Hooke (1635 a 1703) 
Com um microscópio composto,
observou pedaços de 
cortiça. Aos espaços vazios, deu o nome de célula 
(diminutivo do termo latino cella, lugar fechado e 
pequeno). 
A cortiça é um tecido de células mortas. 
Introdução 
Todos os seres vivos são 
formados por células. Célula é 
portanto, a unidade 
morfológica dos seres vivos. 
A célula é a menor unidade 
viva. As propriedades vitais de 
um organismo dependem das 
propriedades das células. 
As células surgem sempre de 
outras células. Cada uma 
contém as informações 
hereditárias do organismo. 
É, portanto, a unidade 
fisiológica dos seres vivos. 
Teoria Celular de 
Schleiden e 
Schwann 
Maioria das células têm 
tamanho entre 10μm e 
100μm, ou seja, entre 
0,01mm e 0,1mm. 
Isso significa que no 
ponto final de uma frase 
de um livro, cabem 10 
células grandes alinhadas 
ou 100 células pequenas. 
Submúltiplos do metro: 
decímetro (dm): 10-1 metros. 
centímetro (cm): 10-2 metros. 
milímetro (mm): 10-3 metros. 
micrômetro (µm): 10-6 metros. 
nanômetro (nm): 10-9 metros. 
picômetro (pm): 10-12 metros. 
femtômetro (fm): 10-15 metros. 
attômetro (am): 10-18 metros. 
zeptômetro (zm): 10-21 metros. 
yoctômetro (ym): 10-24 metros. 
 
Sequência de organização 
Átomos 
Moléculas 
• Inorgânicas – Água e Sais 
Minerais. 
• Orgânicas – Proteínas , 
lipídios, carboidratos e 
ácidos nucleicos. 
Estruturas celulares 
• Membrana Plasmática 
• Citoplasma 
• Organelas 
• Núcleo 
Tecidos 
•Epitelial; 
•Conjuntivo – Ósseo, 
cartilaginoso e adiposo. 
•Muscular – Liso, estriado 
esquelético e cardíaco. 
•Nervoso 
Órgãos 
Sistemas 
•Nervoso 
•Cardiovascular 
•Respiratório 
•Digestório 
•Excretor 
•Endócrino 
Células procariontes Célula eucariontes 
Bactérias e Algas cianofíceas Protozoários outras algas, metáfitos e 
metazoários 
Envoltório nuclear ausente Presente 
DNA desnudo Associado a proteínas 
Cromossomos único Múltiplos 
Núcleo ausente Presente 
Divisão amitose Mitose ou meiose 
Ribossomos presente Presente 
Endomembranas ausente Presente 
Mitocôndria Enzimas respiratórias e 
fotossintética na membrana 
plasmática 
Presente 
Cloroplastos ausentes Presente em células vegetais 
Parede Celular Não celulósica Celulósica somente em células vegetais 
Exocitose e 
endocitose 
ausente Presente 
Comparação entre a organização celular dos procariontes e dos 
eucariontes. 
 
 
Ácido nucléico 
Citoplasma 
Membrana plasmática 
Bactéria 
Vírus 
Célula 
animal 
Núcleo