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Biologia Celular – Ramo da biologia que estuda a célula Importância da Biologia Celular: Conhecimento do funcionamento celular Compreensão do funcionamento dos organitos (estruturas que asseguram o funcionamento da célula) /organelos responsáveis pelo funcionamento celular Funcionamento dos vários sistemas celulares (digestivo, circulatório, nervoso, muscular, ósseo) Célula – a menor unidade de um organismo vivo. Robert Hooke (1665) – observação ao microscópio de finas lâminas de cortiça e a identificação de pequenos espaços (alvéolos) que atribui a designação de célula. Anton Van Leen Wenhock (1647) – existência de células livres (espermatozóides do peixe, hemácias, microrganismos da água). Organização celular (conceito). Robert Brown (1831) – descrição de um corpúsclo (núcleo) interno em células de orquídeas. Teoria Celular Todos os seres vivos têm organização celular: alguns são formados por uma única célula, outros por milhões de células. Scheidem (1838) e Schwann (1839) Teoria celular aperfeiçoada – toda a célula tem origem noutra célula preexistente (reprodução celular). Rudolf Virchow (1855). Confirmação experimental de que a vida não surge espontaneamente, mas a partir de células preexistentes ⇒ Louis Pasteur (1860) Pressupostos: A célula é a unidade básica de estrutura e função dos seres vivos; Todas as células provêm de células preexistentes; As células contêm a informação hereditária dos seres vivos, a qual passa das células-mães para as células-filhas. Com base na teoria celular e nos seus pressupostos estabelece-se: As células constituem as unidades morfológicas e funcionais (fisiológicas) de todos os organismos vivos; As características de um organismo vivo dependem das características das suas células. Existirá um módulo estrutural de célula comum a todos os seres vivos? Modelo estrutural de célula versus o conceito de biodiversidade Variedade de formas de vida no planeta, incluindo-se a diversidade dentro das espécies, entre espécies e ecossistemas; A vida está organizada em vários níveis, permitindo assim distinguir diferentes espécies de organismos vivos; Na classificação dos organismos vivos podem utilizar-se como critérios: o O nível de organização o Complexidade estrutural Unicelulares versus Multicelulares Organismos simples – organismos unicelulares (bactérias, algas, protozoários) Organismos complexos – organismos multicelulares (plantas, animais, fungos: cogumelos) Os organismos unicelulares ou multicelulares são caracterizados pelo mesmo modelo estrutural? Procariontes – núcleo não organizado (bactérias e cianobactérias) Eucariontes- núcleo organizado (todos os restantes) Dependem do nível de organização estrutural celular, classificação quanto à organização celular. Célula Procariótica Reduzidas dimensões (estão no limite de visibilidade do moc); Possuem DNA (nucleóide), citoplasma, membrana citoplasmática, parede celular, cápsula (normalmente nas patogénicas), flagelos; Não possui um invólucro nuclear nem outras estruturas membranares. Célula Eucariótica Células de estrutura mais complexa; Possuem núcleo organizado delimitado por um invólucro nuclear e várias outras organelos membranares apresentam uma grande variedade morfológica e de acordo com o organismo a que pertencem e com a função que desempenham; Representada em todos os restantes grupos de seres vivos. Células eucarióticas: Animais Vegetal Do Procarionte ao Eucarionte O pequeno tamanho das células procariótica o A reduzida quantidade de DNA o A simplicidade estrutural O aumento da actividade e da eficiência metabólica da célula foi conseguida graças a um processo evolutivo. Responsável por O aparecimento das células eucarióticas Hipótese os eucariontes têm a sua origem nos procariontes. A maioria dos seres vivos é constituída por células eucarióticas muito semelhantes. Todas as células eucarióticas têm um laço evolutivo comum. Evolução biológica: acredita-se que as células procarióticas tenham, por especialização e necessidade de sobrevivência originando as células eucarióticas. Os seres vivos procariontes habitaram em ambientes aquáticos e foram-se diversificando, sobretudo no que se refere ao seu metabolismo. Duas teorias explicativas para o aparecimento da célula eucariótica: 1. Teoria autogénica (não simbiótica) 2. Teoria endossimbiótica 1. Teoria autogénica (não simbiótica): As células eucarióticas teriam derivado de procariontes unicelulares, por um processo de complexificação. Especialização das membranas internas, derivada de invaginações da membrana plasmática: Teriam rodeado o nucleóide (DNA), originando o núcleo Os organelos celulares tiveram origem a partir de invaginações da membrana citoplasmática Porções do DNA abandonaram o núcleo ficando incluídas nas estruturas membranares do citoplasma (mitocôndrias e cloroplastos) Organização estrutural da célula eucariótica por invaginação da membrana plasmática. Organização celular Sistema de membranas internas/compartimentação Inclusões internas (citoplasmáticas) 2. Teoria endossimbiótica: As células eucarióticas são o resultado da associação simbiótica entre vários ancestrais procariontes. As mitocôndrias seriam procariontes heterotróficos aeróbios. Os cloroplastos ter-se-ão originado a partir de procariontes fotossintéticos O sistema endomembranar terá surgido de invaginações da membrana plasmática. As mitocôndrias e cloroplastos desenvolveram-se a partir de células procarióticas que permaneceram em simbiose no interior de células procarióticas. Simbiose Simbiose Evidências que apoiam a Teoria Endossimbiótica: As mitocôndrias e os cloroplastos são basicamente do mesmo tamanho das bactérias; As mitocôndrias e os cloroplastos possuem dupla membrana, assim como muitas bactérias, e a membrana interna das mitocôndrias e dos cloroplastos não possui nenhuma semelhança com a membrana citoplasmática das células eucarióticas; As mitocôndrias e os cloroplastos possuem o seu próprio DNA (circular), semelhante ao DNA das bactérias. A estrutura dos ribossomas encontrados em cloroplastos e mitocôndrias é mais parecida com a estrutura dos ribossomas do procariontes do que os eucariontes. As mitocôndrias seriam procariontes heterotróficos aeróbios. A célula procariótica hospedeira. Beneficiaria de protecção e do alimento fornecido pela célula hospedeira. Beneficiaria da energia produzida pela célula fagocitada. A célula proto-eucariótica hospedeira. Os cloroplastos seriam procariontes autotróficos (fotossintéticos), provavelmente um antepassado das cianobactérias actuais). Beneficiaria da protecção e do alimento fornecido pela célula hospedeira. Beneficiaria da energia produzida via a fotossíntese pela célula endocitada. As proteínas necessárias à fabricação das mitocôndrias e dos cloroplastos são produzidos exclusivamente pelo DNA destas organelas e não pelo DNA contido no núcleo das células. As mitocôndrias e os cloroplastos possuem a sua própria maquinaria para a síntese de proteínas. Esta maquinaria é muito similar àquela encontrada em organismos procariontes. Bioquímica Celular: Célula = unidade funcional A célula possui uma maquinaria estruturalconstituída por um “puzzle” de componentes químicos responsáveis por assegurar o seu funcionamento. Substâncias inorgânicas Substâncias orgânicas Classificação: Glícidos: Monossacarídeos – unidades básicas dos hidratos de carbono (ex.: glicose, frutose, galactose) Oligossacarídeos – constituídos por 2 a 10 moléculas de monossacarídeos (ex.: sacarose, lactose, maltose) Polissacarídeos – polímeros de monossacarídeos (ex.: amido, celulose e glicogénio, quitina) Ligação de 2 monossacarídeos – Ligação glicosídea Amido – estrutura ramificada da amilopectina Função energética para os organismos vivos: Imediatamente utilizável- glucose Como reserva energética – amido, glicogénio Função estrutural – ex.: celulose; quitina; ácido hialurónico; ribose e desoxirribose (ácidos nucleicos) Lípidos: Simples – gorduras (reserva energética); esteróides (função hormonal); ceras (função de protecção) Complexos – fosfolípidos (função estrutural); colesterol Estrutura dos fosfolípidos – duas caudas de ácidos graxos (apolares) e uma “cabeça” polar contendo fosfato. Prótidos: Aminoácidos (AA) – a menor unidade na constituição de uma proteína Peptídeos – macromoléculas constituídas por mais de 100 AA AA – a designação deriva da estrutura química destes compostos químicos Apresentam 2 grupos radicais distintos ligados ao átomo de carbono (c); amino (amino) (NH2) e carboxilo (ácido) (COOH), grupos ionizáveis. A ligação entre Aas ocorre entre os 2 grupos com carga eléctrica oposta, formando as ligações peptídicas constituintes das cadeias polipeptídicas. Acredita-se que os Aas surgiram em consequência de reacções entre o metano, a amónia e o hidrogénio (dissolvidos na água dos mares). As descargas eléctricas contribuíram para que essa reacção ocorresse. São conhecidos 150 Aas, mas apenas 20 destes elementos fazem parte da constituição das proteínas celulares, qualquer que seja o tipo de célula. Haveria assim uma célula ancestral que teria incorporado ess es 20, os quais foram posteriormente transmitidos às células das células descendentes. O encadeamento dos aminoácidos estabelece-se por meio de ligações peptídicas, mantidas entre o grupo carboxilo de um AA e o grupo amina de seu adjacente. A sequência dos Aas na proteína determina a forma da mesma e, consequentemente, a sua função. Função das proteínas: Estrutural – membranas; citoesqueleto; queratina Enzimática – enzimas De transporte – hemoglobina Hormonal – insulina; adrenalina; neurotransmissores Imunológica – anticorpos Motora – músculos, ex.: actina e miosina De reserva – albumina, caseína Biomoléculas (Enzimas): Actividade enzimática das proteínas: Determinadas proteínas são catalisadoras de reacções químicas (síntese ou degradação de moléculas) envolvidas na formação de compostos necessários à célula. As enzimas são produzidas sob o controlo de DNA. O metabolismo celular é comandado pelo DNA através das enzimas. Acção enzimática: A acção enzimática ocorre sobre moléculas designadas de substracto. A forma tridimensional da enzima é importante para a sua actividade. Um encaixe tridimensional enzima-substracto é fundamental. As enzimas dispõem de locais específicos de ligação ao substracto, denominados de centros activos.+ Enzimas complexas: Co-factor: ião ou molécula (coenzima) que se associa à enzima para que se torne activa. Isoenzimas: enzimas com formas moleculares ligeiramente distintas actuando sobre o mesmo substrato. Apoenzima: parte proteica da enzima sem o co-factor (enzima inactiva). Holoenzima: complexo formado pela enzima + co-factor. Constituição química: Em termos químicos pode-se afirmar que certas enzimas são constituídas exclusivamente por polipeptídeos. Outras, para serem activas, além da parte proteica designada por apoenzima, podem possuir partes não proteicas, os cofactores. Neste caso as enzimas designam-se por holoenzimas. Inibição competitiva: Uma molécula (inibidor) com uma conformação muito parecida com o substrato compete com este pelo centro activo da enzima, o centro activo é alterado. Legenda: Exemplo de uma reacção normal (a) e de uma inibição reversível competitiva (b), em que o substrato e o inibidor competem pela enzima. Numa reacção normal, o Substrato liga-se ao centro Activo da Enzima (1), provocando a libertação de produtos por parte da enzima (2). Quanto à inibição, o Inibidor liga-se à enzima (3), não permitindo ao substrato ter acesso à mesma (4), logo não havendo reacção e não sendo produzidos quaisquer produtos. Inibição não competitiva: Não existe competição pelo local activo da enzima. A combinação a grupos químicos da molécula enzimática por parte de inibidor provoca uma alteração na forma tridimensional da molécula enzimática e impede a sua actividade; o centro activo não é alterado. Retroinibição – actividade da enzima é diminuída ou suprimida pelo efector, quando este está em excesso. Ácidos Nucleicos: (DNA e RNA) Moléculas responsáveis pela informação das células . Funções – moléculas informacionais reguladoras do: Metabolismo celular Transformação do património genético celular Controle da reprodução celular (mitose e meiose) Síntese das proteínas celulares Constituição – polímeros de nucleotídeos (subunidades dos ácidos nucleicos). Ácido fosfórico (grupo fosfato); pentoses (ribose- RNA, desoxirribose- DNA); base nitrogenada (base azotada) DNA: (ácido desoxirribonucleico) Afinidade química entre as bases nitrogenadas: Timina-Adenina Guanina-Citosina As bases situam-se dentro da dupla hélice em planos paralelos entre si e perpendicular ao eixo da hélice. A pentose e o ácido fosfórico localizam-se na periferia e o emparelhamento das bases de cada cadeia através de pontes de hidrogénio. RNA: (ácido ribonucleico) Apenas uma cadeia e a base azotada é o uracilo, em vez da timina: Uracilo-Adenina Guanina-Citosina RNA DNA Legenda: Diferenças entre DNA e RNA. Célula eucariótica (características) Organização nuclear Membrana delimitante rodeada ou não por uma parede Citoplasma complexo e compartimentado Sistema de endomembranas Membrana celular: Aspectos funcionais da membrana celular: Interface (delimitação) entre o interior e o exterior da célula Fronteira selectiva no intercâmbio de substâncias entre o interior e o exterior da célula, contribuindo para a manutenção das características químicas internas da célula Constituição molecular: Lípidos (fosfolípidos, colesterol) Proteínas Hidratos de carbono Arquitectura molecular: Dupla camada contínua de lípidos, com a qual proteínas e hidratos de carbono interagem das mais diversas formas. Assimetria da bicamada lipídica: Diferenças na composição da bicamada entre as fases citosólica e extracelular; o glicolípido só aparece no exterior da membrana celular em que quando ligado a proteínas forma a glicoproteína. p A actividade metabólica das membranas depende principalmente das proteínas e cada tipo de membrana tem as suas proteínas características (intrínsecas e extrínsecas). Proteínas da membrana: Possuem características estruturais que lhes permite interagir com a bicamada lipídica. As proteínas intrínsecas possuem uma região polare uma região apolar, sendo também moléculas anfipáticas. Polissacarídeos de membrana: Exclusivamente encontrados na monocamada externa da membrana celular. Interação com proteínas (glicoproteínas), lípidos (lipoproteínas) formando uma estrutura denominada glicocálice ou glicocálix. A composição do glicocálice não é estável, variando de um tipo celular para outro. Funções do glicocálix: Protecção e lubrificação da superfície celular Recolhecimento célula-célula e adesão celular Membrana celular (modelo funcional): Teoria do modelo do mosaico fluido (Singer e Nicholson, 1972) – a membrana é uma estrutura dinâmica, fluida, mas estável, constituída por uma bicamada de fosfolípidos e de proteínas parcial e integralmente embebidas na dupla camada de fosfolípidos. Fluidez da membrana: Fluido bidimensional: movimento dos fosfolípidos dentro da bicamada. Dinâmica molecular lipídica: Movimento lateral; Movimento rotacional; Flip-Flop Fosfolípidos da membrana: Colesterol: Modula a fluidez das membranas em células animais . Enrijece a bicamada lipídica tornando-a menos fluida e menos permeável. Quanto maior índice de colesterol menor fluidez da membrana. Cauda do colesterol pode interagir com a dos fosfolípidos o que confere a rigidez à membrana. Fatores de controle da fluidez membranar: Temperatura Número de ligações duplas nas camadas hidrofóbicas do lípidos Concentração do colesterol Mobilidade de lípidos na membrana celular: Importância da fluidez da membrana celular: Permite as interações dentro da própria membrana Intervém no movimento celular, assim como no crescimento e divisão celular Importante ao nível: Das uniões intercalares No processo de secreções e de endocitose A membrana celular como fronteira de passagem entre os meios intracelular e extracelular: Incorporação de moléculas para o citoplasma (moléculas atravessam membrana-fluidez tem de permitir estes fenómenos) A membrana celular vs estrutura molecular e a sua função biológica. Célula nervosa (neurónio): Cria uma barreira física entre o exterior e o interior da célula. Estabelece um gradiente de concentração/elétrico diferenciado entre o exterior e o interior da célula. Transporte através da membrana da célula: Difusão (do local de maior concentração para o de menor concentração) A favor de um gradiente químico ou eletroquímico: Difusão passiva Difusão facilitada Contra um gradiente químico ou eletroquímico: Transporte ativo Transporte de substâncias (moléculas): Fatores reguladores de permeabilidade membranares de substâncias: Solubilidade nos lípidos (barreira hidrofóbica) Capacidade de penetração na célula Tamanho da molécula (quanto mais pequena maior facilidade de passagem) Característica química/ionização Configuração molecular Permeabilidade da bicamada lipídica: Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e iões Tamanho da molécula Solubilidade da molécula (em óleo) Permeabilidade seletiva Permeabilidade da membrana da célula: Osmose- diferença de concentração entre os dois lados da membrana origina uma diferença de pressão osmótica, determinante do sentido da difusão de moléculas de água Difusão de água através da membrana de um glóbulo vermelho e de uma célula vegetal Permeabilidade da membrana à água (osmose) Alterações volumétricas da célula Aumento/diminuição de volume ⇒ alteração da forma da célula Sentido de difusão Intracelular: se o meio intracelular for hipertónico em relação ao meio extracelular. Extracelular: se o meio intracelular for hipotónico em relação ao meio intracelular. Transporte passivo (a favor do gradiente de concentração: da maior para a menor []) A passagem da água não ocorre exclusivamente por difusão através da bicamada lipídica. As proteínas de membrana (intrínsecas) têm um papel interventivo nesse processo, estabelecendo uma permeabilidade seletiva Fatores estruturais da membrana na regulação da osmose Existência de poros ou canais por onde as moléculas passa. Aquaporinas As moléculas de água e outras substâncias hidrossolúveis podem se difundir de um lado para outro da membrana de acordo com o gradiente osmótico A disposição das proteínas intrínsecas pode também, em certas circunstâncias, favorecer o fluxo de água através de membrana. Demonstra-se experimentalmente, que a disposição das proteínas intrínsecas pode também, em certas circunstâncias, favorecer o fluxo de água através da 0membrana. Tal facto foi posto em evidência na bexiga de determinados anfíbios . Este fenómeno pode ser incrementado através da administração de uma hormona antidiurética. Disposição de proteínas intrínsecas na membrana das células epiteliais da bexiga de anfíbios. A: antes da administração da hormona antidiurética; B: depois da acção da hormona (comparação do esquema com imagens de microscopia electrónica) anfíbios, onde, por razões de estrita economia de água, se opera correntemente concentração da urina, por reabsorção da água pelo organismo, através das membranas plasmáticas das células epiteliais da bexiga. Difusão de substâncias (moléculas e iões) A favor de um gradiente químico (sem carga elétrica) ou eletroquímico (iões) Contra um gradiente químico (sem carga elétrica) ou eletroquímico (iões) Proteínas de canal ou com comporta A- Canais iónicos simples B- Canais iónicos de tipo alostéricos 1) Difusão passiva Função dos gradientes de concentrações 2) Difusão facilitada iónica Ainda que a barreira fosfolipídica seja praticamente impermeável aos iões, estes atravessam a membrana graças a canais iónicos. Estes são constituídos por proteínas intrínsecas, que estabelecem entre si uma passagem, a qual poderá ser franqueada por diversos iões, com graus de especificidade variáveis. Alguns desses canais, tirando partido das propriedades alostéricas das proteínas, podem assumir configurações alternativas de “aberto” ou “fechado”. Essas alternativas alostéricas são determinadas por fatores externos, como a ligação de uma das proteínas constitutivas do canal a uma outra molécula ou a existência de um determinado potencial de membrana. 3) Difusão facilitada de substâncias A- Ionóforos cana B- Ionóforos móveis Envolvimento de proteínas transportadoras (permeases); função do gradiente de concentração; alteração conformacional de permease; altamente específica e saturada (só quando os locais de receção estão todos ocupados a permease abre e larga a glucose) 4) Difusão facilitada de eletrólitos Função do gradiente eletroquímico. Envolvimento de moléculas hidrófobas (ionóforos) que se associam à estrutura da membrana facilitando e transporte de iões. A difusão facilitada é muito mais rápida do que a difusão simples e depende: Do gradiente de concentração da substância em ambos os lados da membrana. Do numero de proteínas transportadoras existentes na membrana. Da rapidez com que estas proteínas realizem a sua função Transporte ativo: Transporte de moléculas através da membrana celular contra o gradiente de concentração ou contra o gradiente eletroquímico, implicando o dispêndio de energia. Transporte ativo primário Transporte de iões de sódio para o exterior das células e ao mesmo tempo bombeamento de iões. Potássio do exterior para o interior da célula, produzindo-seuma diferença de concentração de sódio e potássio através da membrana celular. Transporte ativo primário e secundário A substância com maior concentração no exterior devia passar para dentro da célula; mas no transporte ativo primário (a) acontece o contrário, sendo realizado por uma proteína de membrana que consome ATP. Apenas existe uma substância a ser transportada. No transporte ativo secundário (b) existe a proteína de membrana a fazer o transporte primário, mas existe outra que permite a passagem da substância do exterior para o interior a favor do gradiente de concentração. Ao mesmo tempo transporta outra substância para o interior da célula por transporte ativo (s), contra o gradiente de concentração e utiliza corrente de energia. Transporte ativo secundário ou co- transporte Transporte de substâncias muito concentradas no interior celular (AA e glucose). A energia necessária para o transporte deriva do gradiente de concentração dos iões sódio da membrana celular. Uniporte Simporte (viajam no mesmo sentido ⇒ moléculas cotransportadoras) Antiporte (viajam em sentidos opostos ⇒ “anti” transportadas) Simporte e Antiporte ⇒ transporte acoplado Transporte ativo de glicose através das células epiteliais do intestino Na membrana apical da glicose é transportada ativamente para o espaço intracelular principalmente pelo transportador ativo de glicose dependente do sódio. Na membrana basolateral a glicose é transportada a favor do gradiente de concentração. Mecanismos de transporte de macromoléculas e partículas Alterações de moforlógicas momentâneas da membrana celular, associadas à ingestão e libertação de material. Endocitose- mecanismo de transporte em quantidade de partículas/ macromoléculas para o interior da célula. Exocitose- mecanismo de transporte em massa de partículas/ macromoléculas para o meio extracelular. Endocitose Pinocitose (A) - envolve macromoléculas em solução, transportadas em vesículas de pequenas dimensões. Fagocitose (B) – envolve a sua observação ao microscópio fotónico, transportadas em vesículas de maior tamanho. Fagocitose Pinocitose Endocitose mediada por um recetor Pinocitose seletiva Existência de recetores na membrana da célula específicas para a substância a incorporar. 1. Ligação substância-recetor da membrana. 2. Invaginação da membrana com formação de uma pequena vesícula contendo o material. 3. Separação da vesícula da membrana celular e integração no citoplasma da célula (endossoma) Exocitose Estrutura de um LDL Resumo Transporte passivo e transporte ativo- transporte de moléculas de baixo peso molecular Transporte mediada por vesículas- transporte de moléculas de alto peso molecular Especializações de membrana Função estrutural: Assegurar a junção celular e intercelular e a comunicação entre as células Tipos: Desmossomas Junção aderente Zona oclusiva Junção comunicante Especializações apicais da membrana Microvilosidades- aumentam a área da membrana e a sua capacidade de absorção Cílios- são mais compridos e têm movimento, têm como função a proteção Estereocílio Células epiteliais dos túbulos do epidídimo Células sensoriais da cóclea (ouvido) Resumo Especialização Função Cílios Protetora (filtração e retenção de partículas) no sistema respiratório, auxiliares do movimento dos óvulos e espermatozoides através das diversas partes dos respetivos órgãos reprodutores Microvilosidades (intestino delgado) Absorção Estereocílios Absorção ou translocação sensorial Núcleo: Importância funcional Armazena o material genético (DNA) Controla toda a atividade celular, através da produção de RNA e da síntese fr proteínas. Experiência de merotomia (Balbiani) Estrutura do núcleo interfásico Carioteca (ou invólucro nuclear) (lipoproteínas, dupla e porosa) Cariolinfa (ou nucleoplasma) (água, proteínas, ATP, aminoácidos, nucleótidos, etc) (massa gelatinosa onde está mergulhado a cromatina e o nucléolo) Cromatina (filamento de DNA e proteínas) Nucléolo (RNA nuclear) Complexo poro nuclear Poro nuclear: constituído por 8 complexos proteicos ligados a anéis nas faces citoplasmáticas e nuclear do invólucro nuclear. O conjunto rodeia um canal central onde se situa o transporte central, através do qual ocorre o transporte molecular. - Proteínas importadas pelo núcleo (importinas). - Apresentam um sinal de reconhecimento nuclear, que as identifica. Ao reconhecer esse sinal o complexo se abre e permite que a proteína entre no núcleo. Ex.: DNA polimerase, RNA polimerase, etc Podem consumir energia na forma de ATP e GTP. - Proteínas e RNA são exportados para o citosol: - mRNA + RNA + rRNA - associados a proteínas - exportinas Cromatina (DNA + proteínas (histonas)) Dois estados funcionais da cromatina: Heterocromatina- cromatina mais densa, condensada (desactiva) Eucromatina- cromatina menos densa, descondensada (activa) Cromossoma- cromatina num grande estado de condensação A disposição e o grau de condensação de cromatina no núcleo depende do estádio funcional da célula. A cromatina é um filamento de DNA muito longo e muito fino, localizados no núcleo da célula interfásica (não em divisão) Quando a célula inicia o seu processo de divisão (mitose ou meiose), os filamentos de DNA espiralizam-se (enrolam-se sobre si mesmos) e condensam-se, transformando-se nos cromossomas. Ciclo dinâmico e ligado ao ciclo celular: Núcleo interfásico- cromatina condensada e descondensada Núcleo mitótico- cromatina altamente condensada, formando os cromossomas Genes: Sequência de nucleótideos de DNA que é expresso num produto funcional. RNA (trascrisão) ⇒ Proteína (tradução) Transcrição do DNA: Enzimas: RNA polimerase I (nucléolo), sintetiza o rRNA RNA polilerase II (nucleoplasma), sintetiza o mRNA RNA polimerase III (nucleoplasma), sintetiza o tRNA Uma cadeia de DNA é utilizada como molde para o RNA Lê as sequências de bases e em função da sequência de bases, vai ligando nucleótideos complementares à molécula de DNA. Tem sinal de iniciação e de terminação. O percurso é sempre no sentido 5’ para 3’ do RNA Genes: Porções codificáveis em proteínas (exões) Porções não codificáveis em proteínas (intrões) Necessidade de processar a molécula transcrita: Splicing Remoção e eliminação de intrões Junção dos segmentos dos exões Nucléolo Caraterísticas : Aspeto de grânulo Não limitado por membrana Composição: RNA ribossómico, proteínas não histónicas, DNA ribossómica Função: Centro de produção de ribossomas Na formação do rRNA: Porção fribilar densa é mais central: formada por rRNA e proteínas ribossomais (zonas mais escuras na imagem) (transcrição) Porção granular é mais periférica: formada por subunidades robossómicas em formação (zonas mais claras na imagem) (subunidade) Resumo Síntese de proteínas Síntese de macroproteína: Lípidos, proteínas e hidratos de carbono são moléculas constituídasda estrutura celular. É fundamental a manutenção e renovação de lípidos, proteínas e hidratos de carbono. A célula dispõe da “maquinaria” necessária à síntese das suas moléculas estruturais. Retículo endoplasmático Formação do retículo endoplasmático (RE): O RE é composto de canais delimitados por membranas. Esses canais se comunicam com a carioteca. É uma “rede de distribuição”, leva o material que a célula precisa de um ponto qualquer até onde o ponto de utilização. Sua função, portanto, é transportar. Retículo endoplasmático rugoso (RER) Associado diretamente à produção de lípidos e tem função no processo de desintoxicação (fígado9 Ultraestrutura: Complexo conjunto membranar de cisternas, canais e vesículas geralmente empilhadas ligando-se entre si. O desenvolvimento do RER varia consideravelmente nos diferentes tipos celulares, dependendo também do estado fisiológico da célula. Importante no processo de síntese proteica. Proteínas: Local de síntese RER Tipos de proteínas sintetizadas a nível RER Proteínas transmembranares (contribuem para constituição da membrana celular e a membrana de outros organitos) Proteínas hidrossolúveis (transportadas para o lúmen de outros organitos) O destino das proteínas sintetizadas no RER é diverso: Proteínas que permanecem no citoplasma acumuladas em grânulos para uso posterior pela célula. Proteínas que são exportadas por exocitose Ex.: plasmócitos e célula acinosa do pâncreas- as células secretoras de proteínas têm abundante e desenvolvido RER Retículo endoplasmático liso (REL) Ultraestrutura: Formações tubulosas e vesículas que se empilham porfiosamente no citoplasma da célula. Ausência de ribossomas na sua superfície membranar. Função: Síntese de lípidos e esteroides Desintoxicação Glicogenólise (decomposição do glicogénio) Reservatório de cálcio As células do fígado, das gónadas e do pâncreas têm abundante e desenvolvido REL.
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