Aula_1_BioCel

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BIOLOGIA CELULAR 
 
Origem e evolução das células 
Profa. Dra. Marília Coriolano 
A descoberta da Célula 
 
o Surgiu a menos de 400 anos; 
o A invenção do microscópio possibilitou a descoberta das 
células; 
o Final do século XVII 
 
o Criou um microscópio simples; 
 
o Observação de água estagnada, 
sangue e esperma. 
O holândes Antonie van Leeuwehnoek (1632 – 1723) 
 
Em 1665, observando uma secção de 
cortiça ao microscópio, notara 
pequeníssimas cavidades semelhantes às 
de uma colmeia, a que chamou células. 
 
O inglês Robert Hooke (1635-1703) criou o microscópio composto 
Citologia - do grego kytos, célula; e logos, estudo. 
Microscópio Óptico Comum ou Composto 
 
(MOC) = aumento de até 2.000x – pode-se observar 
células vivas (“a fresco”) ou mortas (“fixadas). Podem ser 
utilizados corantes para realçar as estruturas celulares. 
 
Em 1931, o alemão Ernst Ruska 
Microscópio Eletrônico (ME) 
 
Aumento de até 160.000x. Pode-se 
observar a ultra-estrutura celular. 
ME de Varredura 
ME de Transmissão 
Mitocôndria 
 
oAs técnicas de observação microscópicas avançam em 
função de novas técnicas e aparelhos mais possantes; 
 
 
oA técnica de utilização de corantes permitiu a 
identificação do núcleo celular e dos cromossomos, 
suportes materiais do gene. 
... Desta forma 
UNIDADES DE MEDIDA DAS CÉLULAS 
Micrômetro (µm)- milésima parte do milímetro 
 
1 m = 1mm/1000 ou 1mm = 103 m 
 
 
Nanômetro (nm) = milionésima parte do milímetro 
 
1 nm = 1mm/1.000.000 ou 1mm = 106 nm 
 
 
Ângstron (A) = décima de milionésima parte do milímetro 
 
1 A = 1mm/10.000.000 ou 1mm = 107 A 
 
No século XIX a célula foi reconhecida como a unidade funcional de todos 
os organismos vivos. 
Criaram a teoria celular em 1838-1839. 
 
A célula é a unidade básica da vida. 
 
 
TEORIA CELULAR 
 
1. Todos os seres vivos são formados por células; 
 
2. Todas as reações metabólicas ocorrem dentro da célula; 
 
3. As células são portadoras de material genético; 
 
4. Cada célula origina-se de outra célula. 
Desenho de células por T. Schwann 
 
... então, a solução para qualquer problema biológico deve 
ser buscada na célula 
 
Claude Bernard (1813-1878) 
Médico e fisiologista francês 
 
“A vida em si, existe apenas na 
célula. O resto são mecanismos 
auxiliares para tornar a vida 
possível.” 
 
O médico Rudolf Virchow (1821-1902) 
 
Considerou que a célula doente não 
era uma estrutura nova, mas era 
mesma estrutura qualitativamente 
diferente. 
 
Ele abriu o caminho para pesquisas sobre a identificação das 
condições que alteram o estado normal de uma célula e a 
resposta da própria célula àquelas condições patológicas. 
Assim, surgiram as primeiras teorias sobre a origem e 
evolução das células... 
1. Evolução pré-biótica; 
 
 
2. Teoria da invaginação da membrana; 
 
 
3. Teoria Endossimbiótica. 
 
 
... Antes da EVOLUÇÃO BIOLÓGICA houve uma certa 
EVOLUÇÃO QUÍMICA, há 4 bilhões de anos: 
CALDO PRIMORDIAL 
Atmosfera primitiva: 
Vapor D'água, Metano 
(CH2), Gás Carbônico 
(CO2), Hidrogênio (H2), 
Amônia, Outros Gases... 
Aparecimento 
espontâneo de 
compostos 
orgânicos 
(Proteína, DNA, 
RNA), que, mais 
tarde, se 
acumularam nos 
mares Gases (vapor de água + metano + amônia + 
hidrogênio + raios ultravioleta e descargas 
elétricas --> aminoácidos + outros compostos 
orgânicos + chuva levados para os mares --> 
"caldo primordial" --> formação de 
coacervados (compostos orgânicos; 
macromoléculas) -> formação de genes primitivos) 
envolvidos por membranas lipoprotéicas --> 
células primitivas (simples; unicelulares; 
heterotróficas anaeróbias). 
Síntese Prebiótica 
 
Publicado em 1953 na Science: foi a primeira demonstração de como 
moléculas orgânicas poderiam ter surgido nas condições especiais da Terra 
primitiva. 
alanina, glutamato, ácido aspártico, 
ácido fórmico, acético, propiônico, 
láctico e succínico. 
• Esgotamento dos compostos de carbono; 
 
• Células procariontes autotróficas (algas azuis ou cianofíceas) 
começaram a realizar Fotossíntese! 
 
Inicia-se liberação O2 
 
 
• Difusão de O2 para as alturas + UV O3 (ozônio); 
 
• Camada de ozônio –proteção superfície terrestre contra raios 
Ultravioletas; 
 
 
...Próximo passo: surgimento das células eucariontes! 
 
Consequências: 
...E como teriam surgido as células 
eucariontes? 
o Sugere que as células eucarióticas nasceram como comunidades de 
organismos em interação; 
 
 
 
o Os elementos procarióticos poderiam ter entrado numa célula hospedeira, 
quer por ingestão, quer como um parasita; 
 
 
 
o Com o tempo, os elementos originais teriam desenvolvido uma interação 
biológica mutuamente benéfica que, mais tarde, se tornou numa simbiose 
obrigatória; 
 
 
 
Invaginação da 
membrana 
Admite que os sistemas 
endomembranares e o 
núcleo tenham resultado de 
invaginações da membrana 
plasmática. 
Endossimbiose 
As primeiras relações 
endossimbióticas foram 
estabelecidas com os 
ancestrais das mitocôndrias 
e só posteriormente com os 
ancestrais dos cloroplastos. 
DO UNICELULAR AO MULTICELULAR 
• Mais da metade da biomassa da terra é formada por seres 
unicelulares; 
 
• Com a união de seres unicelulares para formarem colônia, surgiram 
os multicelulares; 
 
Vantagens: 
 
 - Proteção dos órgãos internos; 
 
 - Exploração de novos ambientes; 
 
 - Evolução na comunicação celular; 
 
 - Criação de memória celular; 
 
 - Diversidade de função e eficácia metabólica. 
Organização atual do mundo vivo 
1. ACELULARES: vírus, viróides e príons. 
2. CELULARES: 
 2.1. PROCARIONTES: bactérias. 
 2.2. EUCARIONTES: 
 2.2.1. UNICELULARES: protistas. 
 2.2.2. PLURICELULARES: 
 2.2.2.1. SEM TECIDOS: fungos. 
 2.2.2.2. COM TECIDOS: 
 2.2.2.2.1. ACLOROFILADOS: animais. 
 2.2.2.2.2. CLOROFILADOS: plantas. 
Protozoários e 
Fitoflagelados 
Bactérias 
(cianofíceas e 
algas azuis) 
Classificação dos organismos com relação à 
célula 
ACELULARES – desprovidos de células (vírus). 
 
 
CELULARES 
 
o Procariontes: unicelulares, bactérias e cianobactérias. 
 
o Eucariontes: 
• Unicelulares – protozoários e algumas algas. 
 
• Pluricelulares – animais, vegetais, etc. 
Quadro retirado do livro: DE ROBERTIS - HIB - Bases da Biologia Celular e Molecular, 3ª edição, Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. 
o Fora de uma célula o vírus é inativo, por isso sendo considerado 
parasita intracelular obrigatório. 
 
 
 
o Só se reproduzem através de uma célula hospedeira; 
 
 
 
o Os vírus atacam tipos específicos de células. Existem os vírus que atacam 
células animais, vegetais e bactérias; 
 
 
Vírus 
Cada vírus é formado por duas partes: 
 
1º Genoma viral (RNA OU DNA) 
 
o Contém a informação para a produção de outro vírus. 
 
 
2º Cápsula proteíca 
 
o Proteger o genoma viral; 
 
o Reconhecer outras células que ele pode 
parasitar; 
 
o Facilitar a entrada em outras células. 
Bactérias: Rickéttisias e Clamídias 
Também são parasitas intracelular obrigatórias 
 
Diferenciam-se do vírus por serem células procariontesincompletas: 
 
o Contém RNA e DNA ao mesmo tempo; 
 
o Realiza parte da sua síntese proteica para sua multiplicação; 
 
o Possui membrana semipermeável, através da qual ocorrem trocas 
com o meio. 
Vírus RNA: 
 
 
o Hepatites A e C; HIV; Rhabdovirus (raiva); Picornavirus (poliomielite); 
Rhinovirus (constipações/resfriados) e Orthomyxoviruses (gripes). 
 
HIV INFLUENZA (H1N1) 
 
Vírus DNA: 
 
 
o HPV (Human Papilloma Virus); o vírus da varíola, o vírus da varicela 
(Varicella-zoster); herpes simplex e o vírus causador da hepatite B; 
 
HERPES HPV 
 
Bacteriófagos (vírus bacterianos) 
 
o São usados para transferência gênica entre linhagens bacterianas. 
 
Viroides (agentes subvirais) 
 
 
o São os menores sistemas genéticos capazes de se replicar no interior 
de uma célula e encontram-se confinados ao Reino Vegetal; 
 
 
o São fragmentos de RNA que causam doenças apenas em plantas; 
 
 
o Não codificam proteínas, não possuem capa proteica (envoltório de 
proteína que envolve e protege o DNA viral); 
 
Príons 
 
o São proteínas com capacidade 
de modificar outras proteínas. 
Causam doenças no homem e 
em outros animais. Ex.: vaca 
louca; 
 
o São conhecidos 13 tipos de 
príons, das quais 3 atacam 
fungos e 10 afetam mamíferos; 
dentre estes, 7 têm por alvo os 
humanos; 
 
o Está no cromossomo 21 
humano e faz parte do 
equilíbrio celular neuronal 
referente à velhice.; 
 
o Se replica em porções do 
sistema imunológico (tonsilas, 
apêndice, placas Peyer), fígado, 
músculo. 
 
 
 Atacam o SNC. A proteína defeituosa mata o neurônio e na 
necropsia observa-se o encéfalo como um tecido esponjoso, 
chamada de encefalopatia espongiforme. 
PROCARIONTES: BACTÉRIAS 
Escherichia coli 
Pobres em membranas! 
 
A MP é a única presente. 
Escherichia coli 
EUCARIONTES: ANIMAIS 
Armazena: 
Glicogênio 
(energia) 
Rica em membranas! 
 
Citoplasma 
• Constituído pela matriz, organelas e depósitos diversos; 
 
• Contém as organelas: mitocôndrias, retículo 
endoplasmático, aparelho de golgi, lisossomos e 
peroxissos (todos envoltos por membranas); 
 
• Matriz citoplasmática, ou citosol: contém água, íons, aa, 
precursores de ácidos nucleicos, numerosas enzimas; 
 
• Possuem microfibrilas: actina e tubilina. 
Membrana Plasmática 
• É a parte mais externa do citoplasma; 
 
• Tem cerca de 7 a 10 nm. 
Mitocôndrias 
• Organelas esféricas ou alongadas; 
 
• Principal função: liberar energia gradualmente das 
moléculas de ácidos graxos e glicose. 
Retículo Endoplasmático 
• Retículo endoplasmático: 
- liso; 
- rugoso ou granular. 
• Partículas ricas em rRNA; 
 
• Tem a função de síntese proteica. 
 
Ribossomos 
Endossomos e Aparelho de Golgi 
oAparelho de Golgi: vesículas circulares achatadas. 
Separação e endereçamento das moléculas sintetizadas 
nas células; 
 
oEndossomos: compartimento que recebe material da 
pinocitose (substância líquida). 
Lisossomos e Peroxissomos 
oLisossomos: organelas que contém enzimas que digere 
moléculas proveniente de pinocitose, fagocitose e da 
própria célula; 
 
oPeroxissomos: Contém enzimas oxidativas (respiração e 
fermentação). 
Citoesqueleto 
• Estabelece, modifica, e mantém a forma da célula; 
 
• É responsável pelos movimentos celulares: contração, 
formação de pseudópodos e deslocamento intracelulares de 
organelas, cromossomos, vesículas e grânulos diversos; 
 
• É formado por: microtúbulos, filamentos de actina e 
filamentos intermediários. 
Depósitos citoplasmáticos 
• Depósitos de polissacarídeos (glicogênio); 
 
 
• Gotículas lipídicas; 
 
 
• Pigmentos (melanina; lipofuscina) 
Núcleo 
• Contém os cromossomos e é separado do citoplasma por 
membranas duplas (carioteca); 
 
• Cromatina: rica em DNA associado a proteínas; 
 
• Nucléolo: rico em RNA. 
EUCARIONTES: VEGETAIS Armazena: 
Amido (energia) 
Parede Celular 
o Constituída por celulose e também por glicoproteínas 
(açúcar + proteína), é uma estrutura muito resistente. 
o Organela que é a sede da fotossíntese, pois contém 
moléculas de clorofila que capturam a luz solar e 
produzem moléculas como glicose que poderá ser utilizada 
pelas mitocôndrias para a geração de energia. 
Cloroplastos 
o Estrutura derivada do retículo endoplasmático que 
pode conter líquidos e pigmentos, além de diversas 
outras substâncias. 
Vacúolo