Resumão Biologia Celular

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Biologia Celular 2019.3 – Diego Matos de Carvalho Assis
BIOLOGIA CELULAR 
Introdução
Biologia celular ou citologia, é o ramo da biologia que estuda as células, tanto eucariontes como procariontes, no que diz respeito às suas estruturas internas ou externas, funções, e sua importância na constituição, benéfica ou maléfica, dos seres vivos. 
célula
É a unidade que constitui os seres vivos, podendo existir isoladamente, nos seres unicelulares, ou formar arranjos ordenados, os tecidos, que constituem o corpo dos seres pluricelulares. Em geral, os tecidos apresentam quantidades variáveis de material extracelular, produzido por suas células. 
Tipos de células
A microscopia eletrônica demonstrou que existem fundamentalmente duas classes de células: as procariontes (pro, primeiro, e cario, núcleo), cujos cromossomos não são separados do citoplasma por membrana, e as eucariontes (eu, verdadeiro, e cario, núcleo), com um núcleo bem individualizado e delimitado pelo envoltório nuclear.
Procarionte:
Os procariotos são tipicamente esféricos, semelhantes a um bastão ou em forma de um saca-rolha e pequenos – apenas uns poucos micrômetros de comprimento, embora existam algumas espécies gigantes, 100 vezes maiores do que isso. Elas frequentemente têm uma cobertura protetora resistente, chamada de parede celular, envolvendo a membrana plasmática, que envolve um único compartimento contendo o citoplasma e o DNA. As células se reproduzem rapidamente, dividindo-se em duas. Algumas são aeróbias, utilizando oxigênio para oxidar moléculas de alimento; outras são estritamente anaeróbias e morrem à mínima exposição ao oxigênio.
Eucarionte:
Em geral, são maiores e mais elaboradas do que as Bacteria e Archaea. Algumas vivem vidas independentes, como organismos unicelulares, como as amebas e as leveduras; outras vivem em agrupamentos multicelulares. Todos os organismos multicelulares mais complexos – incluindo plantas, animais e fungos – são formados a partir de células eucarióticas. Por definição, todas as células eucarióticas possuem um núcleo. Mas a posse de um núcleo significa possuir também uma variedade de outras organelas, estruturas subcelulares que realizam funções especializadas. A maioria dessas é igualmente comum a todos os organismos eucarióticos.
Estrutura geral da célula eucarionte
Essas células apresentam duas partes morfologicamente bem distintas - o citoplasma e o núcleo -, entre as quais existe um trânsito constante de moléculas diversas, nos dois sentidos. O citoplasma é envolvido pela membrana plasmática, e o núcleo, pelo envoltório nuclear. Característica importante das células eucariontes é sua riqueza em membranas, formando compartimentos que separam os diversos processos metabólicos graças ao direcionamento das moléculas absorvidas ou produzidas nas próprias células. Além de aumentar a eficiência, a separação das atividades permite que as células eucariontes atinjam maior tamanho, sem prejuízo de suas funções. 
A membrana plasmática:
Membranas celulares funcionam como barreiras seletivas. A membrana plasmática separa a célula do ambiente externo e é a única membrana presente na maioria das células bacterianas. A membrana permite que a composição molecular da célula seja distinta da composição do ambiente em que a célula se encontra. Nas células eucarióticas, membranas internas adicionais encapsulam organelas individualmente. Nesses dois casos, a membrana evita que as moléculas presentes em um compartimento se misturem a moléculas presentes em outro compartimento. Para uma célula sobreviver e crescer, nutrientes precisam atravessar a membrana plasmática de fora para dentro, assim como resíduos devem ser eliminados. Para facilitar essas trocas, a membrana possui canais altamente seletivos e bombas – proteínas de membrana.
Proteínas de membrana: Permitem a importação de substâncias específicas enquanto outras são exportadas da célula. Outras proteínas de membrana funcionam como sensores que permitem à célula receber informações sobre mudanças no seu ambiente e responder a essas mudanças.
Independentemente da sua localização, todas as membranas celulares são compostas por lipídeos e proteínas e dividem uma estrutura geral comum. Os componentes lipídicos estão arranjados em duas lâminas justapostas, formando a bicamada lipídica. Essa bicamada lipídica confere à membrana sua estrutura básica e funciona como uma barreira permeável à maioria das moléculas solúveis em água. Proteínas medeiam a maioria das demais funções da membrana e conferem características específicas a diferentes membranas.
Bicamada lipídica: Os lipídeos em uma membrana celular combinam duas propriedades diferentes em uma única molécula: cada lipídeo possui uma cabeça hidrofílica (“adora água”) e uma ou duas caudas hidrocarbonadas hidrofóbicas (“têm medo de água”). Os lipídeos mais abundantes nas membranas celulares são os fosfolipídeos, moléculas cuja cabeça hidrofílica se liga ao restante do lipídeo por meio de um grupo fosfato.
Moléculas com propriedades tanto hidrofílicas quanto hidrofóbicas são denominadas anfipáticas.
Energeticamente falando, a organização em uma bicamada lipídica satisfaz os lados interno e externo da célula, ambos em contato com ambiente aquoso.
Proteínas de membrana: a maior parte das funções da membrana são desempenhadas pelas proteínas de membrana. Nos animais, as proteínas constituem cerca de 50% da massa da maioria das membranas plasmáticas, sendo o restante constituído por lipídeos e pequenas quantidades de carboidratos encontrados em glicolipídeos e proteínas glicosiladas. As proteínas de membrana não apenas transportam nutrientes, metabólitos e íons através da bicamada lipídica, elas também possuem muitas outras funções. Algumas ancoram macromoléculas à membrana. Outras atuam como receptores para sinais químicos no ambiente em que a célula se encontra e os transportam (os sinais) para o interior da célula, e há, ainda, as enzimas que catalisam reações específicas. Cada tipo de membrana celular contém um conjunto diferente de proteínas, refletindo as funções especializadas de cada tipo de membrana em particular.
Proteínas de transporte: As proteínas de transporte de membrana podem ser divididas em duas classes principais: transportadores e canais. A diferença básica entre os transportadores e os canais é o modo pelo qual eles distinguem os solutos, transportando alguns e outros não. Os canais distinguem principalmente com base no tamanho e na carga elétrica: se um canal está aberto, um íon ou uma molécula que é suficientemente pequena e carrega a carga apropriada pode passar, como por um alçapão estreito. Um transportador, por outro lado, permite somente a passagem daquelas moléculas ou íons que se encaixam em um sítio de ligação na proteína; ele, então, transfere essas moléculas através da membrana uma de cada vez pela mudança de sua própria conformação, funcionando mais como uma roleta para contagem de passageiros do que uma porta aberta. 
Tipos de transporte: As moléculas fluirão espontaneamente “morro abaixo” de uma região de alta concentração para uma região de baixa concentração, desde que haja um caminho. Tais movimentos são denominados passivos, porque não precisam de nenhuma outra força motora. Contudo, para mover um soluto contra seu gradiente de concentração, uma proteína de transporte de membrana deve efetivamente trabalhar: ela tem de conduzir o fluxo “morro acima” pelo seu acoplamento a algum outro processo que fornece energia movimento direcionado de solutos através da membrana é, desse modo, designado transporte ativo, e é efetuado somente por tipos especiais de transportadores que podem utilizar alguma fonte de energia para o processo de transporte. Uma vez que direcionam o transporte de solutos contra seu gradiente de concentração, muitos desses transportadores são denominadas bombas.
especializações da membrana
Microvilosidades
Algumas células possuem vilosidades de acordo com sua função. Ou seja, para aumentar a superfície de contato e consequentemente aabsorção. As células do intestino e rins, são ricas em vilosidades. Por definição, a vilosidade é uma expansão do citoplasma recoberta por membrana e contendo numerosos filamentos de actina, garantindo a sua forma. Nos rins, as microvilosidades são encontradas próximas aos túbulos contorcidos proximais.
Adesão celular
As adesões ocorrem a fim de se formar novos tecidos. De certa forma, as células iguais, de um mesmo tecido, tendem a se unir.
Os desmossomos são responsáveis por unir uma célula a outra ou a matriz celular de maneira forte. São placas arredondadas que emitem microfilamentos. Estes microfilamentos podem ser de materiais diferentes a depender do tecido, em tecidos epiteliais é mais comum a queratina e em tecidos como o do coração é a vimentina. No caso dos desmossomos, para que sua união aconteça, é preciso a proteína caderina, que atua na presença do Ca2+.
Estruturas de junção: zona oclusiva
Estas estruturas promovem a vedação entre as células, vedando total ou parcialmente a passagem de material de uma célula para outra. Estão presentes especialmente em tecidos epiteliais.
Junções comunicantes (gap)
Promove a comunicação entre uma célula e outra, é um conjunto de minúsculos tubos proteicos que atravessam as membranas das duas células. Esses microfilamentos favorecem a passagem a de moléculas pequenas como nucleotídeos, íons, sempre na junção célula-célula.
Mitocôndrias
As células eucarióticas obtêm energia através do rompimento de ligações químicas de compostos orgânicos. Com a quebra da molécula de glicose, principal fonte de energia para os indivíduos eucarióticos, há a formação de energia que é armazenada na forma de ATP. Além disso, atua síntese de hormônios esteroides (como o cortisol), no desencadeamento da apoptose
O processo, resumido, acontece assim:Acontecem no citoplasma, e produz dois ATP. Não depende de O2
Quebra da glicose 
Formação do ácido pirúvico
Transformação do piruvato em acetil coA
Início do ciclo de Krebs
Formação da cadeia de elétrons 
Formação de ATP.
A energia guardada na forma de ATP é fácil de ser armazenada e utilizada pois as ligações são instáveis e tem ATPase.
estrutura
uas membranas que envolvem o espaço interno (matriz).
A membrana externa (parece a eucariótica) tem alta permeabilidade em razão das porinas que são proteínas transmembranas. É rica em colesterol.
A membrana interna (parece a bacteriana) é rica em cardiolipina, um fosfolipídio que dificulta a passagem de partículas com carga elétricas (íons). É mais seletiva, possui invaginações que formam as cristas mitocondriais, que aumentam a área de processamento químico. A maioria das enzimas mitocondriais se encontram na membrana interna voltadas para a matriz intracelular.
A matriz mitocondrial possui grânulos ricos em cálcio
DNA circular
Enzimas que participam do ciclo de Krebs e da reprodução da própria mitocôndria
Genoma mitocondrial
Mitocôndrias se originam pelo crescimento e divisão de mitocôndrias pré-existentes. Essas organelas contêm DNA, três tipos de RNA (rRNA, mRNA e tRNA) e todo sistema molecular necessário para a síntese de algumas proteínas. São exclusivamente maternos, o DNA mitocondrial é capaz de replicar-se independente do RNA nuclear. O genoma mitocondrial possui alta taxa de mutação: sem proteínas reparadoras (alto número de doenças metabólicas), alta exposição à radicais livres.
Fosforilação oxidativa
Composto orgânico oxidado, no caso a glicose preferencialmente
NAD/FAD são reduzidos
Os elétrons são transferidos pelos carreadores
Energia para transformar ADP em ATP (fosforilação)