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www.acasadoconcurseiro.com.br Biologia Professor Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 3 Biologia BIOQUÍMICA Leitura complementar – Água, sais minerais e vitaminas Água A água não é só a substância mais abundante no ambiente, ela representa cerca de 75% das substâncias que compõem o corpo dos seres vivos, podendo variar em idade, espécie e metabolismo celular. Aproximadamente 65% da massa do indivíduo humano adulto é água e nosso encéfalo apresenta em média 90% dessa molécula. Os músculos possuem até 85% e os ossos variam de 20% a 40%. É importante salientar as propriedades que a água apresenta. As propriedades da água são: solvente universal; calor específico (energia para elevar de 1°C a quantidade de 1g de água); regulação térmica; adesão, coesão e tensão superficial; transporte de substâncias (capilaridade); hidrólise. Sabe-se, da calorimetria, que a capacidade térmica refere-se a determinado corpo (pois considera a massa), enquanto o calor específico diz respeito à substância. A água apresenta um alto calor específico (maior que o álcool e o mercúrio, por exemplo), o que faz dela um excelente protetor térmico contra variações de temperatura do ambiente. Mesmo que ocorram alterações bruscas de temperatura no meio externo, as condições biológicas internas do organismo que contém muita água permanecem mais estáveis. Os endotermos mantêm a temperatura constante com auxílio da água, principalmente em regiões quentes. As reações químicas também dependem da água para ocorrer e, sem água, não há atividade enzimática. Sais minerais São classificados de acordo com as quantidades presentes no corpo e necessárias a uma dieta equilibrada. Macronutrientes – nitrogênio, cálcio, fósforo, potássio, cloro, magnésio, enxofre, carbono, hidrogênio e oxigênio. Micronutrientes (oligoelementos) – ferro, zinco, cobre, iodo, flúor, cromo, selênio, cobalto, manganês, molibdênio, vanádio, níquel, estanho e silício. www.acasadoconcurseiro.com.br4 Alguns sais minerais: • Cálcio – Componente dos ossos e dentes. Importante para a coagulação e contração muscular. Encontrado em diversos vegetais, leite e derivados. • Cloro – Principal ânion do meio extracelular. Importente para o balanço hídrico do corpo. Presente no sal de cozinha e diversos tipos de alimento. • Cobre – Componente de muitas enzimas. Essencial para a síntese da hemoglobina. Encontrado no fígado, ovos, peixes, feijão e outros. • Enxofre – Componente de proteínas diversas, é essencial para a síntese das proteínas, já que está presente no aminoácido metionina. Encontrado em carnes e legumes. • Ferro – Componente da hemoglogina, mioglobina e enzimas respiratórias. É fundamental para a respiração celular e no transporte dos gases respiratórios. Encontrado no fígado, carnes, gema de ovo, legumes e vegetais verdes. • Fósforo – Importante componente dos ácidos nucleicos (DNA e RNA), do ATP, ossos e dentes. Encontrado no leite e derivados, carnes e cereais. • Magnésio – Envolvido nas contrações musculares e impulso nervoso. Ativa reações químicas que produzem energia nas células. Está presente na clorofila e, portanto, é importante para a fotossíntese. Encontrado em castanhas, peixes, leite, cereais, soja, verduras. • Potássio – Auxilia na saúde dos músculos, impulso nervoso e ajuda no equilíbrio hídrico do corpo. É muito concentrado no meio intracelular. Encontrado em grandes concentrações na banana. • Sódio – Com funções semelhantes às do potássio. É muito concentrado no meio extracelular. Encontrado em quase todos os alimentos. Vitaminas O termo vitamina é empregado para substâncias orgânicas necessárias em pequenas quantidades, importantes em atividades metabólicas do organismo e que, como regra geral, não são sintetizadas por ele. Podem ser hidrossolúveis (solúveis em água) ou lipossolúveis (solúveis em lipídios). De maneira geral, as vitaminas lipossolúveis podem ficar mais tempo armazenadas no organismo. As vitaminas lipossolúveis são a vitamina K,A.D e E e as hidrossolúveis são a C e as do complexo B. Algumas vitaminas: • Vitamina K (filoquinona) – Atua na coagulação do sangue prevenindo hemorragias. Presente em vegetais verdes, tomate e castanhas. • Vitamina A (retinol) – Essencial para o funcionamento dos olhos, pois é precursora de pigmentos da retina. Previne a cegueira noturna e xeroftalmia (olho seco). Fontes importantes são os vegetais amarelos, gema de ovo e fígado. • Vitamina D (calciferol) – Atua no metabolismo do cálcio e fósforo. Mantém ossos e dentes saudáveis. Previne o raquitismo. Principais fontes são óleo de fígado de bacalhau, fígado e gema de ovo. Biologia – Bioquímica – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 5 • Vitamina E (tocoferol) – Auxilia na fertilidade masculina, atua no sistema nervoso involuntário e músculos involuntários. Previne a esterilidade masculina e envolvida na prevenção do aborto. Suas fontes são carnes magras, laticínios, alface e outras. • Vitamina C (ácido ascórbico) – Mantém a integridade dos vasos sanguíneos e dos tecidos conjuntivos. É precursora do colágeno. Previne o escorbuto (mal das gengivas). Encontrada nas frutas cítricas, tomate, pimentão e outras. • Vitamina B1 (Tiamina) – Atua no tônus muscular e no bom funcionamento do sistema nervoso. Previne o beribéri. Encontrada em cereais, feijão, fígado, carne de porco e outros. • Vitamina B3 (Niacina) – Como a B1, auxilia no funcionamento dos músculos e sistema nervoso. Também ajuda no funcionamento do sistema digestório. Previne o pelagra (pele seca) e distúrbios do tubo digestivo. Encontrada em carnes magras, ovos, fígado e leite. • Vitamina B5 (ácido pantotênico) – Componente da Coenzima A, que atua em processos energéticos celulares. Previne anemia, fadiga e dormência dos membros. Encontrada na carne, leite e derivados, verduras e cereais. • Vitamina B9 (ácido fólico) – Importante para a síntese do DNA e para a formação do sistema nervoso durante o desenvolvimento embrionário. Previne anemia e má formação fetal (espinha bífida). Encontrada em vegetais verdes, frutas e cereais integrais. • Vitamina B12 (cianocobalamina) – Importante para maturação das hemácias e síntese dos nucleotídios. Previne anemia perniciosa e distúrbios nervosos. Suas fontes são carnes, ovos, leite e derivados. Principais moléculas orgânicas Carboidratos São moléculas orgânicas formadas por C, H e O. Podem ser chamados de açúcares ou glicídios e a glicose é um dos açúcares mais comuns na natureza, sendo produzida pelo processo de fotossíntese (nos cloroplastos) e aproveitada durante a respiração celular para produção de energia ATP. No caso dos vegetais a glicose pode ser armazenada em caules e raízes na forma de amido. Já nos animais a glicose pode ser armazenada no fígado e nos músculos na forma de glicogênio. Podem ser divididos em três grupos 1. Monossacarídeos Apresentam fórmula (CH2O)n, em que “n” pode variar de 3 a 7. Assim, teremos trioses (3 carbonos), tetroses (4 carbonos), pentoses (5 carbonos), hexoses (6 carbonos) e heptoses (7 carbonos). Os monossacarídeos mais comuns são as hexoses, como por exemplo a glicose C6H12O6. As pentoses, como a ribose e a desoxirribose, também são monossacarídeos www.acasadoconcurseiro.com.br6 importantes e apresentam fórmula C5H10O5. Os monossacarídeos são sólidos, cristalinos e solúveis em água e apresentam sabor doce como regra geral. Os carboidratos são usados como fonte energética para o processo de respiração celular. Desoxirribose Glicose Outros tipos de monossacarídeos como as trioses e heptoses participam nos processos bioquímicos de respiração celular e fotossíntese, como compostos intermediários. 2. Oligossacarídeos São açúcares formados pela união de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos. Há vários tipos de oligossacarídeos, porém destacam-se os dissacarídeos, importantes na alimentação humana. São formados pela união de 2 monossacarídeos. Sacarose – glicose + frutose– encontrado na cana de açúcar. Maltose – glicose + glicose – encontrada em cereais e resultado da quebra do amido na digestão humana. Lactose – glicose + galactose – encontrada no leite. Os dissacarídeos e também os polissacarídeos podem ser sintetizados pela reação de desidratação. Cada dois monossacarídeos unidos liberam uma molécula de água. A síntese da maltose é um exemplo desse processo. Porém, eles também podem sofrer digestão por reações de hidrólise (na presença da água e enzimas), onde são novamente transformados em monossacarídeos ou dissacarídeos. A rafinose (presente no feijão) é um exemplo formado pela união da galactose + glicose + frutose, sendo um outro exemplo de oligossacarídeo. Biologia – Bioquímica – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 7 3. Polissacarídeos São açúcares formados pela união de muitas moléculas de monossacarídeos. Podem ter função estrutural, como é o caso da quitina (açúcar importante na formação do exoesqueleto dos artrópodes e cerdas dos anelídeos) e da celulose. Apresentam também função de reserva energética, como é o caso do amido (reserva nos vegetais) e do glicogênio (reserva em fungos e animais). O glicogênio também é armazenado nos nossos músculos para uso no exercício muscular. Outros polissacarídeos importantes são a heparina (anticoagulante) e o ácido hialurônico (que participa da reação acrossômica e é um dos componentes das membranas das células e permite união entre elas). São pouco solúveis ou insolúveis em água e possuem alto peso molecular. Lipídeos São moléculas formadas pela união de ácidos graxos e um álcool (no geral esse álcool é o glicerol). Assim como os hidratos de carbono (açúcares) são formados por C, H e O, mas podem apresentar outros constituintes associados a molécula (o fósforo por exemplo). Encontramos lipídeos em diversas partes no nosso corpo e dos animais, assim como nos vegetais. Além da função energética que apresentam, estão presentes na composição da membrana celular e, isolam, nos neurônios, a condução dos impulsos nervosos (bainha de mielina) além de servir como isolante térmico sob a pele dos mamíferos. O tecido adiposo e o colesterol são exemplos de lipídios encontrados nos animais. As ceras são importantes lipídios encontrados nos vegetais. Os lipídios são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (éter, benzina, clorofórmio e álcool) Classificação dos lipídeos Podem ser simples, apenas apresentando C, H e O. Os glicerídeos (óleos e gorduras), as ceras (abelha, frutos e ouvido) e os esteroides (hormônios sexuais, hormônios corticoides, colesterol, sais biliares, vitaminas lipossolúveis). Já os complexos são aqueles que possuem em sua composição o nitrogênio, fósforo ou enxofre, como é o caso dos lipídios conjugados fosfolipídios, glicolipídeos e cerebrosídeos. As moléculas de glicerídeos, óleos em estado líquido (insaturados) e gorduras em estado sólido (saturados), são formadas por glicerol e três ácidos graxos. Os glicerídeos estão na composição da manteiga, da banha, dos queijos, do leite e nos óleos de origem vegetal. As ceras ou cerídeos são formados por uma grande cadeia de álcool, bem maior que o glicerol, ligada a um ácido graxo (permitem, por exemplo, impermeabilização – encontramos, também, www.acasadoconcurseiro.com.br8 na planta carnaúba). Os esteroides são formados pela combinação de ácidos graxos com alcoóis policíclicos, ou seja, de cadeias fechadas. Formam importantes hormônios (estrógeno, progesterona e testosterona) do corpo, além do colesterol. Este é um esteroide encontrado na membrana plasmática. Parte do colesterol é produzido pelo fígado, outra parte obtemos na alimentação (nas gorduras de origem animal). Lembre que a vitamina D (calciferol) e os sais biliares também estão enquadrados neste grupo. Os fosfolipídios (glicerídeo + fosfato) são constituintes da membrana plasmática e os carotenoides são pigmentos amarelos (caroteno – na cenoura) e vermelho (licopeno – no tomate). Os glicolipídeos são outros tipos de lipídeos complexos encontrados no glicocálix da membrana plasmática de certas células e os cerebrosídeos são lipídios complexos encontrados no tecido nervoso. Proteínas São formadas pela união de vários aminoácidos (cinquenta ou mais). Correspondem ao grupo de substâncias orgânicas com maior versatilidade de funções biológicas. Na natureza encontramos 20 tipos de aminoácidos e alguns organismos são capazes de sintetizar todos os tipos. Em alguns casos, os seres utilizam o esqueleto carbônico da glicose e do nitrato absorvido do solo e montam os aminoácidos para seu metabolismo, como ocorre nas plantas. Outros seres vivos são incapazes de produzir todos os aminoácidos de que necessitam, sendo obrigados a obtê-los pela dieta, como é o caso dos humanos. As proteínas são formadas por ligações peptídicas (entre os aminoácidos), assim poderemos formar pequenos fragmentos chamados de peptídeos. Por exemplo: dois aminoácidos formam um dipeptídeo, três formam um tripeptíeo. Até dez unidades temos os chamados oligopeptídeos. Acima disso temos os polipeptídeos. Proteínas são polipeptídeos biologicamente ativos. Alguns aminoácidos e seus radicais A ligação peptídica é aquela que se estabelece entre o grupo amina de um aminoácido com o grupo carboxila do outro aminoácido, nesse processo ocorre saída de água (síntese por desidratação). Biologia – Bioquímica – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 9 A ligação peptídica: Os aminoácidos são divididos em dois grupos quanto à necessidade. Na espécie humana são os seguintes: Naturais (não essenciais) – Produzidos pelo próprio organismo. São eles: Tirosina, alanina, ácido aspártico, arginina, histidina, ácido glutâmico, aspargina, cisteína, glicina, serina, prolina, glutamina e histidina (não produzido pelo recém nascido) Essenciais – Não são produzidos pelo próprio organismo. São eles: Fenilalanina, lisina, triptofano, treonina, isoleucina, metionina, valina, leucina. O leite, a carne, os ovos, a gelatina e outros alimentos podem ser utilizados como fonte de aminoácidos para o organismo. A proteína caseína, que é utilizada pelo organismo como fonte de aminoácidos naturais, está presente no leite. Classe das proteínas Exemplo Enzimas Amilase, tripsina Transporte Hemoglobina, mioglobina Protetoras (defesa) Anticorpos, imunoglobulinas Hormônios (regulatórias) Insulina, prolactina Estruturais Colágeno, elastina, queratina Movimento (contração) Actina, miosina Estrutura das proteínas www.acasadoconcurseiro.com.br10 Enzimas São proteínas que aceleram reações químicas, aumentando a velocidade da reação e não são consumidas durante o processo. Isso justifica o fato de serem necessárias em baixas concentrações. Para catalisarem as reação devem interagir com os “reagentes” (substratos). Assim, numa certa região da enzima (o centro ativo), encontramos uma forma que se encaixa ao substrato. Numa analogia teremos então uma chave de fenda (enzima) se encaixando no parafuso (substrato). Portanto existe alta especificidade enzima-substrato (chave-fechadura), dessa forma uma enzima atua em algum tipo de substrato, mas não em outro. Por exemplo, a maltase quebra a maltose, mas não a sacarose. Os fatores que interferem em uma atividade enzimática são a temperatura, o pH e a concentração do substrato (salinidade). ATENÇÃO: A miosina é a proteína que, associada à actina, produz a contração muscular. CD4 é a proteína de membrana de alguns linfócitos (glóbulos brancos), lembre que ela é a proteína que liga-se à proteína viral. Albumina é a proteína de reserva energética, tendo importante ação osmótica no sangue. Queratina é a proteína de ação estrutural de revestimento, presente na epiderme e em anexos epidérmicos dos vertebrados. Imunoglobulinas são os chamados anticorpos, proteínas específicas que atacam e inativam agentes estranhos que entram no organismo. Hemoglobina é a proteína que transporta oxigênio dospulmões para as células. Quando as proteínas são submetidas à elevação de temperatura, a variações de pH ou a certos solutos como a ureia, sofrem alterações na sua configuração espacial, e sua atividade biológica é perdida. Este processo se chama desnaturação. Ao romper as ligações originais, a proteína sofre novas dobras ao acaso. Geralmente, as proteínas se tornam insolúveis quando se desnaturam. É o que ocorre com a albumina da clara do ovo que, ao ser cozida, se torna sólida. www.acasadoconcurseiro.com.br 11 Biologia MEMBRANAS BIOLÓGICAS – PARTE 1 Todas as células, sejam elas procariontes ou eucariontes apresentam um revestimento membranoso lipoproteico chamado membrana plasmática. É uma fina membrana capaz de realizar diversas funções. Sua constituição só pode ser vista com auxílio da microscopia eletrônica. Além da membrana plasmática, procariotos e muitos eucariotos ainda apresentam a parede celular, com constituição diversificada nos diferentes reinos dos seres vivos. Veremos nesse capítulo as membranas biológicas e os transportes através da membrana. Parede celular A parede celular é composta por 3 camadas mais ou menos distintas: a lamela média (camada mais externa compartilhada com células vizinhas), a parede primária e a parede secundária. Estas camadas são formadas essencialmente por celulose, lignina (responsável pela rigidez das células), gorduras (protegem as células dos tecidos em contato com o exterior) e outras como a pectina. A parede celular é encontrada em bactérias, em algas do reino protista, nos fungos e nos vegetais. www.acasadoconcurseiro.com.br12 Membrana plasmática Todas as células apresentam a membrana plasmática como revestimento celular. Ela delimita a célula e regula as substâncias que entram ou saem, regulando inclusive o sentido do movimento. Isso é essencial para o metabolismo celular, pois este só se processa se as substâncias estiverem presentes nas quantidades adequadas. Esta capacidade de selecionar as substâncias que entram ou saem da célula é designada por permeabilidade seletiva ou semi- permeabilidade (substâncias lipossolúveis). Outra importante característica da membrana é quanto a sua composição formada por fosfolipídios e proteínas (lipoprotéica). A membrana plasmática apresenta-se como um mosaico-fluido, modelo estabelecido por Singer e Nicholson. Leitura Obrigatória As junções celulares e especializações da membrana das células São diversas estruturas que mantém as células epiteliais e outros tipos celulares firmemente unidas entre si ou auxiliam na função de absorção. As principais são os desmossomos, as zonas de adesão, as zonas de oclusão, as junções do tipo gap (comunicantes), as interdigitações e as microvilosidades. • Interdigitações: são dobras que ampliam a superfície de contato e também facilitam passagens. Biologia – Membranas Biológicas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 13 • Microvilosidades: são áreas que ampliam a superfície de absorção dos nutrientes. Encontradas nas células do duodeno (primeira porção do intestino delgado). • Desmossomos: são discos de adesão entre as células, funcionando como pontes. São formados por duas porções que se unem (uma em cada célula). • Hemidesmossomos: são semelhantes aos desmossomos, porém, permitem que as células epiteliais se conectem com a lâmina basal, porção que faz contato do tecido epitelial com o tecido conjuntivo. www.acasadoconcurseiro.com.br14 • Zonas de adesão: são zonas onde as células vizinhas estão firmemente unidas por uma substância intercelular adesiva, mas suas membranas plasmáticas não chegam a se tocar. Na zona citoplasmática dessa região existem filamentos de actina, conferindo maior resistência. • Zonas de oclusão: zonas onde há junção da membrana de células ad- jacentes nas áreas mais próximas do pólo apical, estabelecendo uma bar- reira à entrada de macromoléculas no espaço entre as células vizinhas. As macromoléculas só podem pene- trar passando pelo interior das cé- lulas, o que possibilita o controle do que entra nas diferentes estruturas revestidas por epitélios. • Junções do tipo gap (nexos): apresentam grupos de proteínas específicas, que se dispõem formando canais que atravessam as camadas de lipídios das membranas. Esses grupos de proteínas tocam-se no espaço intercelular, estabelecendo canais de comunicação entre as células. • Plasmodesmos: São pequenos orifícios, onde uma célula mantém contato com outra vizinha. Permite passagem de substâncias entre os citoplasmas vizinhos. Biologia – Membranas Biológicas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 15 MEMBRANAS BIOLÓGICAS – PARTE 2 Os transportes através da membrana A morfologia da membrana plasmática permite que algumas substâncias passem livremente ou sejam transportadas do meio intracelular para o extracelular e vice-versa. Assim, temos os seguintes transportes através da membrana: • Transporte passivo – Não há gasto energético. Pode ocorrer do meio onde há maior concentração de substâncias para o meio em que há menor concentração delas. Exemplos: Difusão simples e facilitada. Difusão simples – Esse tipo de transporte se processa a favor do gradiente de concentração (do meio mais concentrado para o menos concentrado). Ocorre comumente com substâncias solúveis nos fosfolipídeos da bicamada. É o caso dos gases oxigênio e gás carbônico. Difusão facilitada – Assim como a difusão simples o movimento das substâncias se processa a favor do gradiente de concentração, porém, o tamanho ou constituição da molécula não é favorável a uma difusão simples. Isso requer a intervenção de proteínas especializadas da membrana (permeases, que são específicas para cada tipo de substância). Como exemplo temos o processo de entrada da glicose nas células. www.acasadoconcurseiro.com.br16 Osmose – É um caso especial de transporte passivo, pois se processa do meio menos concentrado (hipotônico) para o mais concentrado (hipertônico). Nesse caso não se trata de um soluto e sim de um solvente (a água). O objetivo do transporte é tornar o meio em questão isotônico. É importante acrescentar que ainda existem as porinas (aquaporinas) são proteínas que formam poros (ou canais), verdadeiros túneis para passagem de água e íons. • Transporte ativo: Há gasto energético. O processo ocorre com as substâncias sendo transportadas do meio menos concentrado para o meio mais concentrado. Os principais são as bombas de íons ou moléculas, endocitoses e exocitoses. Bomba de sódio e potássio – A concentração de potássio é geralmente 10 a 20 vezes maior no interior da célula do que no exterior. Já a concentração de sódio é maior no meio extracelular. Essa diferença de concentrações é mantida sempre pela bomba de sódio e potássio. Isso exige consumo energético evidente. Biologia – Membranas Biológicas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 17 Endocitoses – É a incorporação de macromoléculas pela célula. Podemos dizer que há dois tipos: a fagocitose (englobamento de partículas sólidas – formam-se pseudópodes) e a pinocitose (englobamento de partículas em meio líquido – “gotículas” – não há emissão de pseudópodos). Há formação de uma vesícula contendo as partículas (fagossomo ou pinossomo) que poderá se fundir com o lisossomo da célula para uma futura degradação. Exocitoses – O metabolismo celular exige produção e degradação de moléculas distintas. Esse processo pode gerar resíduos que devem ser eliminados para fora das células. Formam-se vesículas que são eliminadas para o meio externo. Ao aproximar-se da membrana plasmática, a membrana da vesícula funde-se com a membrana plasmática libertando, assim, o seu conteúdo para o exterior da célula. Esse processo descrito de exocitose é conhecido como clasmocitose. Há outros casos de exocitose, como a secreção celular, quando a célula produz e elimina um produto útil no meio extracelular. Um exemplo desse tipo é a secreção de hormôniosno sangue. www.acasadoconcurseiro.com.br18 O citoesqueleto Apesar de parecer vazio, quando observado ao microscópio óptico, o hialoplasma é formado por uma matriz de fibras denominada citoesqueleto. O citoesqueleto tem como função dar suporte à célula e aos diferentes organóides, bem como auxiliar o seu deslocamento. Fazem parte do citoesqueleto os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários. Biologia – Membranas Biológicas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 19 Chama-se ciclose o movimento interno sofrido pelas células, com participação especial do citoesqueleto. A ciclose é uma corrente citoplasmática capaz de deslocar substâncias e organelas como mitocôndrias, vacúolos digestivos e cloroplastos. Abaixo um exemplo de ciclose em vegetais. www.acasadoconcurseiro.com.br 21 Biologia CITOPLASMA E ORGANELAS O citoplasma é um espaço entre a membrana e o núcleo preenchido por um material conhecido como citosol ou hialoplasma onde estão mergulhadas as organelas citoplasmáticas. Pode ser dividido da seguinte forma: Principais organelas citoplasmáticas Ribossomos livres – São organelas com função de produção de proteínas que atuam no citosol e no núcleo celular e das proteínas que formam o citoesqueleto. Inicialmente são produzidas no interior do núcleo (nucleolo) e são formados por duas subunidades (uma maior e outra menor) que unem-se durante o processo de síntese protéica. Vão atuar livremente no citoplasma ou fazer parte do Retículo Endoplasmático Rugoso. “núcleo celular”. Retículo Endoplasmático (Liso ou agranular e Rugoso ou granular ou ainda ergastoplasma) – São tubos e bolsas membranosas que podem apresentar ribossomos aderidos (granular ou rugoso) ou não (agranular ou liso). O Retículo Rugoso faz produção de proteínas para exportação, incluindo hormônios de origem protéica; produção de enzimas lisossômicas; www.acasadoconcurseiro.com.br22 produção de proteínas que compõem as membranas celulares; transporte e armazenamento de substâncias. Já o Retículo Liso faz produção de ácidos graxos, de fosfolipídios e de esteróides, que ocorre no interior de suas bolsas e tubos membranosos; transporte e armazenamento de substâncias. Nas células do fígado é bem desenvolvido. Complexo Golgiense – Constituído por bolsas membranosas achatadas, denominadas cisternas ou vesículas, empilhadas umas sobre as outras. Nas células vegetais há conjuntos dessas cisternas dispersos pelo citoplasma (dictiossomo ou golgiossomo). O Golgi é responsável por fazer glicosilação de proteínas (adição de glicídios às proteínas); síntese de carboidratos; secreção celular; armazenamento de proteínas; forma os lisossomos e o acrossoma do espermatozoide. Lisossomos – São bolsas membranosas que contém dezenas de tipos de enzimas digestivas, capazes de digerir diversas substâncias. Algumas enzimas são as nucleases (digerem DNA e RNA), proteases, fosfatases, além de enzimas que digerem polissacarídeos e lipídios. As células animais podem conter centenas de lisossomos. Podem digerir material capturado do exterior por fagocitose ou por pinocitose (heterofagia) ou digerir partes desgastadas da própria Biologia – Citoplasma e Organelas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 23 célula (autofagia). Os lisossomos são também responsáveis pela autólise celular, onde há rompimento dos lisossomos e posterior morte da célula e do tecido. Um caso de autólise é o que ocorre na doença Silicose, onde ocorre rompimento dos lisossomos de células pulmonares em trabalhadores das minas devido ao contato com o pó de sílica. Outros problemas são a artrite reumatoide e a doença de Tay-Sachs. Peroxissomos – São organelas presentes nas células animais e em muitas células vegetais. Elas contém diversos tipos de oxidases, enzimas que utilizam gás oxigênio para oxidar substâncias orgânicas. Por exemplo, a água oxigenada (H2O2- peróxido de hidrogênio) é uma substância tóxica para as células, mas os peroxissomos apropriadamente contêm a enzima catalase, que transforma o peróxido de hidrogênio (em água e gás oxigênio. São organelas abundantes no fígado e nos rins. Os peroxissomos são responsáveis por oxidação de ácidos graxos para serem utilizados na respiração celular e na síntese de compostos importantes, como o colesterol. Também participam na produção dos ácidos biliares. As enzimas peroxissômicas são produzidas por ribossomos livres no citosol. Certas sementes dos vegetais, principalmente as oleaginosas, possuem um tipo especial de peroxissomo, o glioxissomo, cuja função é fazer com que os lipídios armazenados na semente se transformem em açúcares, consumidos durante o processo de germinação. www.acasadoconcurseiro.com.br24 Plastos – São organelas presentes apenas em células de plantas e algas. Variam conforme o organismo. Há três tipos de plastos: cloroplastos, cromoplastos e leucoplastos. Os cloroplastos são os principais e caracterizam-se pela cor verde pelo pigmento clorofila. Em um cloroplasto há enzimas, DNA, RNA, além de ribossomos semelhantes aos das células bacterianas. É nos cloroplastos que ocorre a fotossíntese, processo no qual moléculas de gás carbônico (CO2) e de água (H2O) reagem formando glicídios e gás oxigênio (O2). A energia necessária para tal processo é a energia luminosa e, por meio da fotossíntese, algas e plantas produzem açúcares utilizados em suas próprias mitocôndrias para a produção de ATP. Como produzem sua própria energia química dizemos que são organismos autotróficos. Alguns plastos não têm clorofila, e sim pigmentos vermelhos ou amarelos, sendo por isso chamados de cromoplastos. Essas organelas são responsáveis pelas cores de certos frutos e flores, de algumas raízes, como a cenoura, e de folhas que se tornam amareladas ou avermelhadas no outono. A função dos cromoplastos nas plantas ainda não é pouco conhecida. Outros plastos não possuem pigmentos e são chamados de leucoplastos. Estão presentes em certas raízes e caules, e sua função é o armazenamento de amido. Esse polissacarídio é fabricado a partir de glicídios produzidos na fotossíntese e acumula-se no leucoplasto, podendo ocupar totalmente o interior da organela, que cresce e se transforma em um amiloplasto (ou grão de amido). Esse amido pode ser convertido em glicose e ser usado na respiração celular. Vacúolos – São pequenos em células vegetais jovens e vão aumentando gradativamente de tamanho e fundindo-se uns aos outros até constituir o grande vacúolo vegetal. É delimitado por uma membrana, o tonoplasto. O vacúolo de célula vegetal contém uma solução aquosa ácida composta de íons orgânicos, açúcares, aminoácidos, ácidos orgânicos e, em alguns casos, proteínas, como ocorre nas células das sementes. Esses sais podem cristalizar assumindo formas geométricas espaciais em forma de estrelas (drusas) ou em forma de agulhas (ráfides). Pode desempenhar função dos lisossomos nas células, já que também apresenta algumas enzimas digestivas. Há nos protistas um vacúolo de regulação osmótica chamado vacúolo contráctil ou pulsátil. Biologia – Citoplasma e Organelas – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 25 Centríolos – Com exceção dos fungos e das plantas superiores as células eucariotas apresentam um par de centríolos orientados perpendicularmente na região do centrossomo. Pouco antes de uma célula dividir-se eles se autoduplicam. Ao lado de cada centríolo do par original forma- se um novo, pela agregação de moléculas de tubulina presentes no citosol. Quando a célula inicia a divisão propriamente dita o centrossomo divide-se em dois, cada um com um par de centríolos. Participam da divisão celular e são responsáveis pela cinética celular; originam os cílios e os flagelos. Mitocôndrias – Seu número varia de dezenas a centenas, dependendo do tipo celular. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas. A mais externa é lisa e semelhante às demais membranas celulares,enquanto a membrana interna é diferente e apresenta dobras chamadas cristas mitocondriais, que se projetam para o interior da organela. O interior é preenchido por um líquido viscoso – a matriz mitocondrial – que contém diversas enzimas, DNA, RNA e ribossomos menores que os citoplasmáticos (mitorribossomos) e muito semelhantes aos ribossomos bacterianos. Nelas ocorre a respiração aeróbia, processo em que moléculas orgânicas reagem com o gás oxigênio, formando gás carbônico e água e liberando www.acasadoconcurseiro.com.br26 energia, que é armazenada em moléculas de ATP (trifosfato de adenosina). O ATP produzido nas mitocôndrias difunde-se para outras regiões da célula e fornece energia para as mais diversas atividades celulares. O conjunto de mitocôndrias em uma célula é conhecido pelo nome de condrioma. www.acasadoconcurseiro.com.br 27 Biologia CÓDIGO GENÉTICO NÚCLEO E SÍNTESE PROTEICA O núcleo é de fundamental importância para grande parte dos processos que ocorrem nas células, dentre eles, a produção dos ribossomos, divisão celular, produção de RNAm e outros. Algumas células podem apresentar um ou mais núcleos e outras podem ser até anucleadas, como ocorre com os eritrócitos (hemácias). Assim, o núcleo é o responsável por manter grande parte do metabolismo celular, já que apresenta o material hereditário dos organismos eucariotos, o DNA. Recentemente descobriu-se uma organela chamada retículo nucleoplasmático (no interior do núcleo) com função de armazenamento de cálcio para sua posterior utilização. Algumas estruturas do núcleo: • Carioteca – É a membrana nuclear, formada por duas membranas lipoprotéicas, cada uma delas com organização estrutural semelhante à das demais membranas celulares. Entre as membranas existe um espaço denominado perinuclear. A membrana externa comunica-se com o retículo endoplasmático granuloso, e, como ele, apresenta ribossomos aderidos em sua superfície. www.acasadoconcurseiro.com.br28 • Complexo do poro – A carioteca apresenta poros ou annuli, delimitando espaços através dos quais ocorrem trocas de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. Em cada poro há um complexo de proteínas que regula a entrada e saída de substâncias, de modo que há controle sobre o que entra e sai do núcleo. • Cariolinfa (nucleoplasma) – é constituído de substâncias (íons, vários tipos de enzimas, moléculas de ATP) dissolvidas em água. • Nucleolo – É uma região mais densa no interior do núcleo não delimitada por membrana. É o local de intensa síntese do ácido ribonucleico ribossômico (RNAr). Essa síntese ocorre em regiões de determinados cromossomos, denominadas regiões organizadoras do nucléolo – RON, onde estão os genes responsáveis por esse processo. • Cromatina – consiste em DNA associado a proteínas chamadas histonas. A cromatina é o material que forma cada um dos cromossomos. Há duas formas, a eucromatina e a heterocromatina. Os tipos de cromossomos: Os cromossomos são classificados quanto à posição do centrômero, que corresponde a uma região de “estrangulamento” (de heterocromatina). Conforme abaixo, essa região pode estar no centro (cromossomo metacêntrico- A), um pouco deslocado do centro (cromossomo submetacêntrico- B), próxima da região terminal (acromcêntrico- C) ou na porção terminal (telocêntrico – D). Biologia – Código Genético – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 29 Ácidos Nucleicos (DNA e RNA) Fazem parte de um grupo de moléculas orgânicas de enorme importância para os seres vivos. Tanto o DNA (ácido desoxirribonucléico) como o RNA (ácido ribonucléico) são compostos por sua unidade estrutural, o nucleotídeo. Tanto o DNA como o RNA são formados por quatro nucleotídeos diferentes. Cada nucleotídeo apresenta um grupo fosfato, uma pentose (açúcar) e uma base nitrogenada. Existem cinco bases nitrogenadas: ADENINA, CITOSINA, GUANINA, TIMINA E URACILA. Essas bases podem ser purinas (guanina e adenina) ou pirimidinas (citosina, timina e uracila) Observe abaixo o esquema que representa um nucleotídeo com seus constituintes: O DNA É formado por duas cadeias polinucleotídicas enroladas entre si, formando uma estrutura de dupla hélice. As duas cadeias encontram-se ligadas entre si pelas bases nitrogenadas dos nucleotídeos através de ligações de hidrogênio, sendo que a base guanina (G) liga-se à citosina (C) e a base adenina (A) liga-se à timina (T). O DNA tem a função bioquímica de assegurar a transmissão da informação genética de uma geração para a próxima bem como de, ao ser portador dessa informação, controlar a síntese proteica. O DNA foi decifrado em 1953 por James Watson e Francis Crick como uma molécula helicoidal com duas cadeias de nucleotídeos que são complementares e antiparalelas. www.acasadoconcurseiro.com.br30 A estrutura do DNA Anotações: OBS.: os filamentos externos de açúcares e de fosfatos se dispõem em direções opostas. A dupla ligação dos fosfatos, que inicia no C5 de uma pentose e termina no C3 de outra, determina a polaridade da cadeia, sempre no sentido 5’-3’. Os filamentos transversais são constituídos de pares de bases orgânicas A-T e C-G (e vice-versa). De acordo com a “Regra de Chargaff” caso tenhamos 24% de adeninas em uma das fitas do DNA, teremos 24% de timinas na fita complementar desse DNA. Assim, teremos também 26% de citosinas e 26 % de guaninas. O processo de replicação Durante a divisão celular o material genético presente na célula é transmitido às células-filhas. A replicação do material genético tem de ser o mais fiel possível ao original para que todas as características sejam transmitidas. Cada uma das duas novas moléculas de DNA possui uma cadeia da molécula inicial, obtendo-se assim uma replicação semi-conservativa. A outra cadeia, de cada uma das moléculas é obtida através de um processo em que se forma uma cadeia complementar à que já existe. Esse processo é catalisado por diversas enzimas (a enzima DNA polimerase e enzima Helicase, por exemplo). Observe o esquema com atenção: Biologia – Código Genético – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 31 Anotações: O RNA É formado através da transcrição de segmentos de uma das duas cadeias de moléculas do DNA. A transcrição é catalisada por uma enzima, a RNA polimerase. Ela tem a capacidade de reconhecer o local exato onde deve iniciar a transcrição, iniciando a síntese de RNA e iniciando o percurso ao longo da cadeia de DNA até o local onde reconhece o sinal de “stop”, libertando a cadeia de RNA sintetizada. No RNA existem riboses, e a base timina (T) é substituída pela base uracila (U). Existem três tipos de RNA – todos são produzidos no interior do núcleo: RNAr – É o RNA ribossômico, é o mais abundante e constituinte fundamental dos ribossomos RNAm – É o RNA mensageiro, que contém sequências de nucleotídeos utilizadas na síntese protéica (Tradução) RNAt – É o RNA transportador ou de transferência, que tem o papel de transportar os aminoácidos até os ribossomos, para que estes realizem a formação das proteínas. www.acasadoconcurseiro.com.br32 Resumo da Transcrição: Comparação entre DNA e RNA Hélices (fitas) Açúcar (pentose) Bases Local DNA “Hereditariedade” Duas Desoxirribose A-T-C-G Núcleo RNA “Síntese protéica” Uma Ribose A-U-C-G Núcleo e Citopl. Tipos: RNAr, RNAm e RNAt Biologia – Código Genético – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 33 Aminoácidos A tabela apresenta as possíveis combinações no RNA mensageiro que codificam as aminoácidos. Há 4 importantes ressalvas: a trinca AUG indica o códon de iniciação da proteína (a metionina) e as trinca UAA, UAG e UGA indicam códons de terminação da proteína. Logo, temos 64 possíveis códons (que são trincas do RNAm). A Síntese de Proteínas A sede da síntese de proteínas é o Ribossomo que recebe o RNAm livre no citoplasma ou no RER. Abaixo todas as etapas da formação dos ribossomos e da Tradução, a produção das proteínas. www.acasadoconcurseiro.com.br34Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br 35 Biologia DIVISÃO CELULAR Os seres vivos precisam cumprir um ciclo de vida. Para isso, nascem, se desenvolvem e amadurecem para reproduzir. A reprodução depende fundamentalmente das divisões celulares, principalmente a meiose. Cada célula também cumpre um ciclo de vida, o ciclo celular, que corresponde a dois momentos: o período no qual a célula não está se dividindo, a Intérfase, e o período da divisão celular. Antes de apresentarmos as divisões celulares, observe abaixo a estrutura mais importante envolvida nesses processos, o cromossomo: Anotações: Nos organismos, a taxa de divisão celular é variável dependendo do grupo celular analisado. Por exemplo, células da pele e células formadoras dos elementos figurados do sangue estão se dividindo continuamente. Já as células do tecido ósseo entram em divisão nos adultos após alguma lesão ou fratura. Durante a interfase, a célula encontra-se em intensa atividade metabólica e síntese protéica. A replicação do DNA nesse período é fundamental para que o número de cromossomos se mantenha constante nas duas células formadas (caso da mitose). Há células que permanecem em um estado modificado chamado G0 e não se dividem mais, como é o caso das fibras musculares. Algumas, ao serem estimuladas, podem reiniciar um novo ciclo celular. Neste grupo estão as células do fígado, por exemplo. www.acasadoconcurseiro.com.br36 O ciclo celular Mitose É a divisão conhecida como equacional, na qual uma célula divide-se originando duas células com igual ploidia. A mitose é importante para que ocorra crescimento, desenvolvimento embrionário, regeneração de tecidos e para a reposição celular. Biologia – Divisão Celular – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 37 Fases da Mitose Prófase Os centríolos sofrem duplicação (fato que também pode ocorrer na interfase); desaparecem a carioteca e o nucléolo; formam-se as fibras do fuso (a partir dos centríolos); os cromossomos continuam o processo de condensação. Metáfase As fibras do fuso prendem-se aos cinetócoro do centrômero do cromossomo; os cromossomos passam a ficar dispostos na região mediana da célula (placa equatorial); os cromossomos atingem o máximo grau de condensação (fase ideal para fazer o cariótipo) Anáfase Ocorre duplicação dos centrômeros; as fibras do fuso encolhem; cromátides migram para os polos opostos da célula. Telófase Reaparecimento da carioteca e do nucléolo; desaparecem as fibras do fuso; cromossomos se descondensam; ocorre a citocinese dando origem a duas células 2n=4. Cariótipo humano Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br38 Meiose É a divisão que reduz à metade o número de cromossomos da célula que entra em divisão. Nesse processo, por duas divisões sucessivas, uma célula diploide origina quatro células haploides. Nos animais, de uma forma geral, a meiose é realizada por células especiais nos testículos (nos túbulos seminíferos) do macho ou nos ovários da fêmea. Também é precedida pela interfase. Veremos também a meiose de uma célula 2n=4. Fases da Meiose Prófase I É uma fase de fundamental importância pois é nela que ocorre o Crossing-over (recombinação ou permutação), fenômeno de aumento da variabilidade genética dos cromossomos. Observe as cinco etapas da prófase I para a ocorrência desse processo. Metáfase I Cromossomos homólogos dispostos lado a lado na região mediana da célula; cromossomos atingem o seu maior grau de condensação. Anáfase I Não ocorre a duplicação dos centrômeros; cromossomos homólogos migram para os polos opostos da célula. Biologia – Divisão Celular – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 39 Telófase I Reaparecem a carioteca e o nucléolo temporariamente; cromossomos se descondensam, sendo cada uma das células formadas já hapliides n=2, porém com cromossomos duplicados. Intercinese Corresponde ao intervalo entre as duas divisões (meiose I e meiose II). Cada célula com n cromossomos duplicados (com duas cromátides) prepara-se para iniciar a meiose II. Essa etapa diferencia-se da intérfase, principalmente por não ocorrer a replicação. Prófase II Cada célula com n cromossomos duplicados inicia a divisão e os cromossomos voltam a se condensar. Formam-se as fibras do fuso. Metáfase II Cromossomos dispostos na região mediana da célula (placa equatorial). Anáfase II Duplicação dos centrômeros; cromátides irmãs migram para os polos opostos celulares. www.acasadoconcurseiro.com.br40 Telófase II Cromossomos se descondensam; reaparecem a carioteca e o nucléolo; desaparecem as fibras do fuso. As células formadas são haploides, agora com cromossomos simples n=2. www.acasadoconcurseiro.com.br 41 Biologia FOTOSSÍNTESE Processo de formação de matéria orgânica (principalmente a glicose) a partir de gás carbônico e água. Essa capacidade é encontrada em muitos procariotos e eucariotos. As cianobactérias, algas e vegetais são os principais exemplos de seres fotossintetizantes. Todos os seres fotossintetizantes, exceto algumas bactérias, utilizam o processo geral conforme abaixo, na presença da luz e com o pigmento clorofila: Estudaremos a fotossíntese com base na seguinte equação geral: Vamos dividir a fotossíntese em duas etapas nos cloroplastos: 1. Etapa Fotoquímica (fase clara) – Nos tilacoides Nesta etapa a luz é convertida em energia elétrica, com fluxo de elétrons através de aceptores especiais. Essa energia é convertida em energia química, que será armazenada em moléculas de ATP e NADPH2. O oxigênio é um produto importante nesta etapa e é resultado da quebra da água (fotólise). A etapa fotoquímica é dividida em duas: “Fotofosforilação e Fotólise da água ou ciclo de Hill”. www.acasadoconcurseiro.com.br42 Anotações: 2. Etapa Química (Fase escura – ciclo de Calvin) – No estroma Esta etapa é altamente dependente das moléculas produzidas durante a fase clara, como o ATP e o NADPH2. Ela também pode ocorrer na presença da luz, mas não ocorrerá caso não haja luz, pois, nesse caso, não aconteceria nem a primeira fase (fotoquímica). O processo principal é a utilização da energia assimilada na fase clara. Assim, há incorporação de átomos de carbono em moléculas orgânicas, produzindo substâncias mais convenientes para o consumo, transporte e armazenamento. Essa incorporação vai ocorrer em sequências cíclicas de reações que chamamos de ciclo de Calvin (ou ciclo das pentoses). Assim, a partir da pentose ribulose, CO2, ATP e NADPH2, teremos a produção final de glicose (C6H12O6). No ciclo não será mostrada a participação da água. Anotações: Biologia – Fotossíntese – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 43 Leitura obrigatória Metabolismo C3, C4 e CAM Nas plantas C3 a assimilação do CO2 forma um primeiro produto com 3 carbonos. Em torno de 95% das plantas apresentam metabolismo C3. Assim, ele é caracterizado pela produção inicial de um composto de três carbonos e fotorrespiração quando há elevação da temperatura. Cerca de 95% das árvores possuem esse metabolismo. Em plantas C4 a fixação do CO2 forma um ácido orgânico com 4 carbonos. Devido ao seu sistema fotossintético altamente eficaz, crescem rapidamente em condições favoráveis de temperatura, água e nutrientes. Apresentam diferenças anatômicas e fisiológicas que as permite utilizar com maior eficiência o gás carbônico, mesmo em altas temperaturas e em altas intensidades luminosas. São exemplos, o milho e a cana-de-açúcar. No metabolismo CAM os ácidos orgânicos são armazenados em vacúolos nos vegetais e as taxas de fixação de C estão limitadas pela capacidade de armazenamento dos vacúolos. Ocorre em plantas suculentas dos desertos (cactáceas) ou em epífitas dos trópicos (muitas bromélias). Assim, ocorre em plantas adaptadas a ambientes com falta de água ou em altas temperaturas e, nesse processo, a absorção de CO2 ocorre durante a noite e a sua conversão em carboidratos durante o dia, para evitar que a planta percaágua. Quimiossíntese Certas espécies de bactérias e arqueas são autótrofas e produzem substâncias orgânicas a partir da quimiossíntese, processo que utiliza a energia liberada por reações oxidativas de substâncias inorgânicas simples. Arqueas metanogênicas, por exemplo, obtém energia a partir da reação entre o gás hidrogênio (H2) e o gás carbônico (CO2), com produção de gás metano (CH4). Essa arqueas vivem em ambientes pobre em gás oxigênio (anaeróbios), tais como depósitos de lixo, fundos de pântanos e tubos digestórios de animais. Outras bactérias quimiossintetizantes são conhecidas na ciclagem dos nutrientes durante o ciclo do nitrogênio, as Nitrosomonas e a Nitrobacter. As bactérias quimiossintetizantes podem vivem em ambientes desprovidos de luz e de matéria orgânica, uma vez que a energia necessária ao seu desenvolvimento é obtida de oxidações inorgânicas. Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br 45 Biologia RESPIRAÇÃO CELULAR A bioenergética é o estudo dos processos do metabolismo celular de produção e quebra de energia nos seres vivos. Os principais processos são Fermentação, Respiração Celular Aeróbia, Fotossíntese e Quimiossíntese. A energia necessária para a realização dos processos celulares que consomem energia é retirada principalmente a partir da molécula de ATP. Porém, para produzir essa molécula a célula utiliza moléculas orgânicas como fonte (energia química), principalmente carboidratos e lipídios e isso ocorre a partir do catabolismo dessas moléculas. A respiração e a fermentação são os principais processos de catabolismo para a síntese de ATP. Podemos resumir os processos de utilização de energia química a partir do esquema abaixo: A glicólise é uma das principais vias catabólicas da bioenergética, conforme abaixo: www.acasadoconcurseiro.com.br46 Fermentação Organismos que só vivem na presença de oxigênio são chamados aeróbios obrigatórios e organismos que vivem na ausência de oxigênio são chamados de anaeróbios. Porém, alguns eucariotos, como as leveduras, alguns moluscos, alguns anelídeos e certas bactérias são chamados anaeróbios facultativos, pois podem viver tanto na presença como na ausência de oxigênio. O principal processo anaeróbio de produção de ATP a partir de substâncias orgânicas é a fermentação. Além disso, nossas próprias células executam fermentação se faltar oxigênio para a respiração celular. Podemos definir fermentação como um processo de degradação incompleta de moléculas orgânicas com liberação de energia para formação de ATP, em que o aceptor de elétrons e de H+ é uma molécula orgânica. A parte final da fermentação, em que o ácido pirúvico é transformado em ácido lático – fermentação lática, ou em etanol e gás carbônico – fermentação alcoólica, é uma reação de oxirredução, sendo o ácido pirúvico a molécua que atua como aceptor final de elétrons e dos H+ liberados na glicólise e captados pelo NAD+. Um outro processo é conhecido como fermentação acética e é empregado na produção de vinagre. Ele é realizado por bactérias dos gêneros Acetobacter e Acetomonas, que crescem espontaneamente em bebidas alcoólicas, como vinho, expostas ao ar, oxidando o álcool, que se transforma em ácido acético. Anotações: Respiração celular É o processo de formação de energia para o metabolismo. Consiste na liberação da energia química continua em compostos orgânicos. Os transportadores desta energia são moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) que serão utilizadas mediante a necessidade da célula. A fonte energética da respiração é a glicose que será degradada lentamente para um melhor aproveitamento energético da molécula. A degradação da glicose compreende quatro etapas: 1. GLICÓLISE – Consiste na conversão de açúcares em piruvato e que se processa no citoplasma. 2. OXIDAÇÃO DO PIRUVATO – O piruvato formado na glicólise é transformado em acetil com liberação de CO2. 3. CICLO DE KREBS – Conhecida também por ciclo do ácido cítrico, é uma sequência de reações interligadas que ocorrem na matriz mitocondrial com o objetivo de oxidar completamente moléculas de Acetil CoA e liberar CO2. Biologia – Respiração Celular – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 47 4. CADEIA RESPIRATÓRIA (FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA) – Envolve a fosforilação do ADP para formar ATP associado à transferência de elétrons para o oxigênio com a libertação de água. Ocorre nas cristas mitocondriais. EQUAÇÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO Glicólise – Sequência de 10 reações químicas catalisadas por enzimas livres no citosol. Nela, uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), com saldo líquido de duas moléculas de ATP. Anotações: Oxidação do piruvato e Ciclo de Krebs – O ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado através das membranas das mitocôndrias, na matriz mitocondrial, se transforma em acetil e reage imediatamente com uma substância denominada coenzima A (CoA). Nessa reação, são produzidas uma molécula de acetilcoenzima A (acetil-CoA) e uma molécula de gás carbônico (CO2). Dela também participa uma molécula de NAD +, que se transforma em NADH ao capturar 2 elétrons de alta energia. www.acasadoconcurseiro.com.br48 Cadeia respiratória (fosforilação oxidativa) – A síntese de maior parte do ATP gerado na respiração celular está acoplada à reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, que se transformam em NAD+ e FAD respectivamente. Nessa reoxidação, são liberados elétrons com alto nível de energia que, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a moléculas de água. A energia liberada gradativamente pelos elétrons durante sua transferência até o gás oxigênio é usada na produção de ATP. O termo fosforilação oxidativa refere-se justamente à produção de ATP, pois a adição de fosfato ao ADP para formar ATP é uma reação de fosforilação. Ela é chamada oxidativa porque ocorre diversas oxidações sequenciais, nas quais o último grande oxidante é o gás oxigênio (O2). www.acasadoconcurseiro.com.br 49 Biologia TECIDO EPITELIAL (OU EPITÉLIO) Apresenta funções de revestimento, absorção de substâncias e proteção de diversas estruturas do organismo (a pele, por exemplo, possui tecido epitelial de revestimento – a epiderme) e função de secreção de substâncias (glandular), podendo ser endócrinas (tiroide, por exemplo) ou exócrinas (glândula sebácea, por exemplo). Há ainda epitélios muito especializados, como os que fazem a percepção de estímulos ambientais (epitélio sensorial), permitindo reações adaptativas do animal. As células do tecido epitelial apresentam-se unidas e com pouco ou nenhum espaço entre elas e são conectadas pelo glicocálix, mas existem também especializações de suas membranas que exercem essa função. Os epitélios não são atravessados por vasos sanguíneos, sendo alimentados por difusão a partir dos capilares do tecido conjuntivo próximo aos epitélios. Os epitélios de revestimento apresentam uma nítida polaridade, pois mostram dois polos: um livre e outro preso a uma membrana basal (ou lâmina basal), uma fina rede de fibrilas associada a glicoproteínas. Epitélio de revestimento A epiderme, camada mais externa da nossa pele, é um dos principais exemplos de tecido epitelial de revestimento. A função de revestimento é garantida pela união entre as células epiteliais, formando uma espécie de “parede”. Abaixo o esquema apresenta a pele e também as principais camadas celulares da epiderme: www.acasadoconcurseiro.com.br50 Um olhar mais aprofundado da pele: Na epiderme da nossa pele encontramos um estrato formado por queratina (camada córnea), uma proteína abundante na pele de muitos animais (como os répteis). Os melanócitos estão na camada germinativa, com atividade mitótica intensa. Já na derme temos tecido conjuntivo com gordura (hipoderme, na base), glândulas sebáceas, glândulas sudoríparas e terminações nervosas. Biologia – Tecido Epitelial – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 51 Tipos de epitéliosde revestimento: Os epitélios podem ser formados por uma única camada de células (uniestratificado) ou por várias camadas (estratificado ou multiestratificado), há uma grande variedade de formas e função desses epitélios. www.acasadoconcurseiro.com.br52 Resumo dos epitélios de revestimento: OBS.: AS MUCOSAS REVESTEM INTERNAMENTE AS CAVIDADES DO ORGANISMO, COMO POR EXEMPLO A MUCOSA BUCAL, ANAL E GÁSTRICA. JÁ AS SEROSAS REVESTEM EXTERNAMENTE ALGUNS ÓRGÃOS DO TÓRAX E ABDÔMEN, COMO POR EXEMPLO A DO ESTÔMAGO (PERITÔ- NIO), DO INTESTINO (MESENTÉRIO), DOS PULMÕES (PLEURA) E DO CORAÇÃO (PERICÁRDIO). Epitélio glandular (glândulas) As células desse epitélio são especializadas na produção e eliminação de substâncias úteis ao organismo, as secreções. Quanto à forma de secretar, as glândulas podem ser classificadas em exócrinas (secreção liberada em um ducto) e endócrinas (secreção diretamente no sangue). Biologia – Tecido Epitelial – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 53 Glândulas exócrinas Eliminam suas secreções para fora do corpo ou cavidades internas dos órgãos, através de um canal ou ducto. As glândulas sudoríparas eliminam suor por um ducto que se abre na superfície externa da pele, enquanto as glândulas salivares eliminam a saliva por ductos que se abrem na cavidade bucal. Podem ser classificadas com base em diferentes critérios. Um deles é a forma da porção secretora: se ela é tubular a glândula é chamada de tubulosa; se é arredondada, a glândula é considerada alveolar ou acinosa; se a glândula contém longos ductos tubulares com porções secretoras arredondadas nas extremidades, ela é denominada túbulo-alveolar ou túbulo-acinosa. Quanto ao tipo de ducto, uma glândula pode ter o ducto sem ramificações (simples) ou ser ramificado (composta). Quanto à maneira de secretar, podem liberar apenas a secreção, mantendo o citoplasma intacto (glândula merócrina – ex.salivar); liberar a secreção junto a uma quantidade de citoplasma da célula (glândula apócrina – ex.mamária) ou liberar a célula como um todo após a sua morte (glândula holócrina – ex.sebácea). Glândulas endócrinas São aquelas que não possuem ductos e liberam suas secreções, genericamente chamadas de hormônios, diretamente no sangue. A glândula tiroide, por exemplo, localizada na região do pescoço, é uma glândula que libera seu produto de secreção (o hormônio tiroxina – iodo + aminoácido tirosina) na corrente sanguínea. www.acasadoconcurseiro.com.br54 Glândulas mistas Quando a glândula desempenha simultaneamente funções endócrinas e exócrinas, chamamos de glândula mista ou anfícrina (secreção dupla). O pâncreas apresenta uma porção secretora exócrina localizada nos ácinos pancreáticos (com lipases, amilases e outras substâncias) e uma porção endócrina localizada nas ilhotas pancreáticas (com os hormônios insulina e glucagon). www.acasadoconcurseiro.com.br 55 Biologia TECIDOS CONJUNTIVOS São constituídos predominantemente por material intercelular (matriz extracelular) que mantém as células conjuntivas separadas umas das outras e cuja composição caracteriza os diversos tipos de tecidos conjuntivos. Essa matriz consiste, em geral, de uma rede de fibras de proteínas mergulhadas em um material cuja consistência pode variar desde líquida até relativamente sólida, a substância fundamental amorfa. Tipos de Fibras dos Tecidos Conjuntivos • Fibras colágenas: as fibras colágenas são esbranquiçadas. Muitas vezes suas moléculas estão dispostas paralelas umas às outras. O colágeno representa boa porção do total de proteínas do corpo humano. • Fibras elásticas: fibras proteicas mais delgadas que o colágeno, muito ramificadas e formam malhas irregulares. Seu principal componente é a proteína elastina. • Fibras reticulares: são fibras delicadas, dispostas em rede. São encontradas abundante- mente nas tramas internas de numerosos órgãos, como o baço, os gânglios linfáticos e nas cápsulas externas dos órgãos. Também possuem colágeno. Algumas células que podem ser encontradas nos diferentes tecidos conjuntivos: Fibroblastos: Produzem fibras e substância amorfa da matriz extracelular. Macrófagos: Fagocitam agentes invasores e alertam o sistema imunológico. São oriundos dos monócitos (um tipo de leucócito) www.acasadoconcurseiro.com.br56 Mastócitos: São ricos na produção de heparina (anticoagulante) e histamina (vasodilatadora). Plasmócitos: Rico em RE granuloso. Produzem anticorpos (imunoglobulinas) que combatem agentes invasores. Adipócitos: Armazenam substâncias energéticas para momentos de necessidade. Mesenquimatosas: São as células capazes de originar diversas células do tecido conjuntivo. Condroblastos: Produzem fibras e a substância amorfa da matriz cartilaginosa. Transformam-se em condrócitos quando adultas. Condroclastos: São células ricas em lisossomos e responsáveis pela remodelagem da matriz. Osteoblastos: Produzem as fibras e substância amorfa da matriz óssea. Transformam-se em osteócitos. Osteoclastos: São multinucleados. Degradam a matriz óssea, promovendo a reciclagem do tecido ósseo. As funções dos tecidos conjuntivos variam conforme o tipo celular podendo ser energética, de sustentação, de nutrição, de preeenchimento, de transporte de substâncias, participa de processos de regeneração em diferentes órgãos, faz conexão entre os tecidos e órgãos e proteja contra infecções. A seguir os diferentes tipos de tecidos conjuntivos. TCPD (tecido conjuntivo propriamente dito) 1. Tecido conjuntivo frouxo: Consiste de uma rede de fibras elásticas e finas fibras colágenas dispostas em todas as direções. Os espaços são preenchidos por uma matriz e por células conjuntivas. A principal função desse tecido é unir estruturas corporais. Um exemplo típico é a capada papilar da derme, localizada imediatamente abaixo da lâmina basal da epiderme (lembre da figura da pele). Um tipo especial de tecido conjuntivo frouxo é o Tecido adiposo, em que se encontram as células adiposas, ou adipócitos, especializadas no armazenamento de substâncias lipídicas (triglicerídeos). Essas células originam-se de células indiferenciadas, conhecidas como mesenquimatosas (células mesenquimais). Biologia – Tecidos Conjuntivos – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 57 O tecido adiposo é dividido em dois tipos: O adiposo unilocular (ou amarelo) e o multilocular (ou marrom). O principal tipo de tecido adiposo é a tela subcutânea (ou hipoderme), localizada sob a pele. Outros tecidos adiposos preenchem espaços entre órgãos internos, como o espaço em torno dos rins, são reserva energética, isolante térmico e também proteção contra choques mecânicos. 2. Tecido conjuntivo denso: Dividido em não modelado e modelado. O tecido conjuntivo denso não modelado (imagem da derme abaixo) é também chamado fibroso ou irregular e é pobre em células e rico em fibras colágenas entrelaçadas em três direções. Isso lhe dá resistência e elasticidade. Presente nas cápsulas protetoras que envolvem órgãos internos, como rins, baço e fígado. Também é um dos constituintes da derme. O tecido conjuntivo denso modelado (imagem do tendão abaixo) é também chamado de tendinoso e apresenta grande quantidade de fibras colágenas orientadas paralelamente e em algo www.acasadoconcurseiro.com.br58 grau de compactação, o que lhe confere alta resistência e pouca elasticidade. É o caso dos tendões (que ligam músculos aos ossos) e dos ligamentos (que ligam os ossos entre si). Tecido hemocitopoiético (Reticular) Dá origem as células sanguíneas. Contém duas linhagens de células: a linfoide, que origina os linfócitos e a mieloide, que origina os demais leucócitos e também as hemáceas (eritrócitos ou glóbulos vermelhos). Esse tecido se encontra na medula óssea vermelha, na extremidade (cabeça) dos ossos longos e no osso esterno. Observe abaixo a figura que apresenta a hematopoiese ou hemocitopoiese (formação das células sanguineas). Biologia – Tecidos Conjuntivos– Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 59 O sangue Pelo fato de ser líquido, revela uma de suas importantes funções, a de transportar substâncias no interior do organismo. Isso é feito pelas hemácias e pelo plasma (substância fundamental). O plasma é um líquido incolor, de composição complexa no qual estão dissolvidos sais e um grande número de substâncias orgânicas. O sangue também participa ativamente da regulação hídrica ácido-básica (constância do pH) e osmótica, mantendo-se em isotonia com os demais tecidos. Também distribui o calor atuando como um mecanismo interno regulador. Assim mantém a homeostase. A hemoglobina É um pigmento formado por um radical “Heme” contendo ferro, responsável pela cor vermelha e pela globina, uma proteína. As moléculas de hemoglobina ficam distribuídas homogeneamente por todo o citoplasma de uma hemácia, que pode, assim, captar os gases respiratórios que atravessam sua delicada membrana plasmática. Observe os compostos formados abaixo formados pela hemoglobina e os gases respiratórios. Leitura obrigatória – Os leucócitos (glóbulos brancos) e a inflamação Tem a propriedade de atravessar as paredes dos capilares sanguíneos (diapedese) e deslocam- se em diferentes tecidos, emitindo pseudópodes, com os quais podem fazer fagocitose de corpos estranhos de várias naturezas, incluindo microorganismos. Grandes variações no número dessas células podem ocorrer em curtos períodos de tempo, muitas vezes revelando processos infecciosos e alérgicos no organismo. Um pequeno aumento no número de leucócitos é chamado de leucocitose; na leucemia, o número é exageradamente alto, de dezenas de milhares por milímetro cúbico, enquanto o normal é de 7 a 9 mil. Uma diminuição desse número é chamado de leucopenia. www.acasadoconcurseiro.com.br60 Inflamalação: Biologia – Tecidos Conjuntivos – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 61 As plaquetas (ou trombócitos) e a coagulação Tecido ósseo O tecido ósseo tem a função de sustentação e ocorre nos ossos do esqueleto dos vertebrados. É um tecido rígido graças à presença de matriz rica em sais de cálcio (carbonato de cálcio), fósforo (fosfato). Além desses elementos, a matriz é rica em fibras colágenas, que fornecem certa flexibilidade ao osso além de mucopolissacarídeos. Os ossos são órgãos ricos em vasos sanguíneos. Além do tecido ósseo, apresentam outros tipos de tecido: reticular, adiposo, nervoso e cartilaginoso. Por ser um estrutura inervada e irrigada, os ossos apresentam sensibilidade, alto metabolismo e capacidade de regeneração. Os ossos também fazem a hemocitopoese (na medula óssea vermelha) e constituem reserva de gordura na medula óssea amarela, promovem a troca contínua de cálcio e fósforo com o plasma sanguíneo, protegem o encéfalo, a medula espinhal, o coração e os pulmões. Um osso é dividido em duas regiões: osso compacto e osso esponjoso. www.acasadoconcurseiro.com.br62 As células ósseas ficam localizadas em pequenas cavidades existentes nas camadas concêntricas de matriz mineralizada. Quando jovens, elas são chamadas osteoblastos (do grego osteon, osso, e blastos, “célula jovem”) e apresentam longas projeções citoplasmáticas, que tocam os osteoblastos vizinhos. Ao secretarem a matriz intercelular ao seu redor, os osteoblastos ficam presos dentro de pequenas câmaras, das quais partem canais que contêm as projeções citoplasmáticas. Quando a célula óssea se torna madura, transforma-se em osteócito (do grego osteon, osso, e kyton, célula), e seus prolongamentos citoplasmáticos se retraem, de forma que ela passa a ocupar apenas a lacuna central. Os canalículos onde ficavam os prolongamentos servem de comunicação entre uma lacuna e outra para trocas. Além dos osteoblastos e dos osteócitos, existem outras células importantes no tecido ósseo: os osteoclastos, ativas na destruição de áreas lesadas ou envelhecidas do osso, abrindo caminho para a regeneração do tecido pelos osteoblastos. Fratura óssea Tecido cartilaginoso Apresenta função de sustentação mecânica e proteção de algumas partes do organismo. Apresenta boa resistência a trações e pressões e uma boa flexibilidade. Na fase embrionária e durante o crescimento, o processo de ossificação dos ossos longos ocorre a partir de um molde prévio de tecido cartilaginoso, que vai sendo substituído por tecido ósseo. Chamamos essa ossificação de endocondral (endo = interno, condro = cartilagem) A cartilagem é encontrada no nariz, nos anéis da traquéia e dos brônquios, na orelha externa (pavilhão auditivo), na epiglote e em algumas partes da laringe. Além disso, existem discos cartilaginosos entre as vértebras, que amortecem o impacto dos movimentos sobre a coluna Biologia – Tecidos Conjuntivos – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 63 vertebral. No feto, o tecido cartilaginoso é muito abundante, pois o esqueleto é inicialmente formado por esse tecido, que depois é em grande parte substituído pelo tecido ósseo. Há dois tipos principais de células nas cartilagens: os condroblastos, que produzem as fibras colágenas e a matriz. Após a formação da cartilagem, a atividade dos condroblastos diminui e eles sofrem uma pequena retração de volume, quando passam a ser chamados de condrócitos. No tecido cartilaginoso não há vasos sanguíneos nem nervos, e a nutrição é feita pela difusão lenta de substâncias a partir de vasos sanguíneos periféricos. Isso explica seu baixo nível metabólico e sua dificuldade de regeneração. Temos a cartilagem hialina (cabeça dos ossos e anéis da traqueia); a elástica (epiglote e orelha) e a cartilagem fibrosa (discos intervertebrais). www.acasadoconcurseiro.com.br 65 Biologia TECIDO MUSCULAR / TECIDO NERVOSO TECIDO MUSCULAR O tecido muscular é composto pelas fibras musculares (miócitos). A fibra é uma célula complexa, diferente das fibras do tecido conjuntivo, que são apenas filamentos proteicos, produzidos pelos fibroblastos. São especializadas e com a propriedade de contração. Por estímulo nervoso elas se encurtam, proporcionando o movimento dos órgãos e do corpo como um todo. Em seu citoplasma, são ricas em dois tipos de filamentos protéicos: os de actina e os de miosina, responsáveis pela grande capacidade de contração e distensão dessas células. Quando um músculo é estimulado a se contrair, os filamentos de actina deslizam entre os filamentos de miosina. A célula diminui em tamanho, caracterizando a contração. A organização de um músculo: www.acasadoconcurseiro.com.br66 Anotações: Três diferentes tipos de fibras musculares formam os tecidos musculares dos animais (músculo liso, estriado esquelético e estriado cardíaco). Liso Estriado esquelético Estriado cardíaco Forma Fusiforme Filamentar Filamentar ramificada(anastomosada) Estrias transversais Não há Sim Sim Núcleo 1 central Muitos periféricos(sincício) 1 ou 2 centrais Discos intercalares Não há Não há Sim Contração Lenta, involuntária Rápida voluntária Rápida, involuntária Apresentação Forma camadas que envolvem os órgãos (tubo digestivo, bexiga útero, vasos sang.) Forma pacotes bem definidos, os músculos Esqueléticos. Forma o miocárdio A fibra muscular estriada Biologia – Tecido Muscular - Tecido Nervoso – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 67 O sarcômero e a contração A contração inicia com a liberação de íons cálcio do retículo sarcoplasmático, após um estímulo oriundo do sistema nervoso (que passa para o túbulo T e, posteriormente para o retículo). Com isso o sarcômero altera a conformação dos filamentos de Actina e isso permite a ligação das miosinas nas actinas. Como as miosinas gastam ATP para executar o movimento e “puxar” as actinas, os filamentos de actinas deslizam sobre os de miosina, encurtando o sarcômero. Observe na imagem acima que após a contração as linhas Z se aproximam e diminuem as faixas I e a zona H do sarcômero. Funcionamento geral do processo: TECIDO NERVOSO Nesse tecido a substância intercelularpraticamente não existe e apresenta dois componentes celulares:os neurônios e as células da glia. As células da glia (ou neuroglia) são vários tipos celulares relacionados com a sustentação e a nutrição dos neurônios, com a produção de mielina e com a fagocitose. www.acasadoconcurseiro.com.br68 Os neurônios, ou células nervosas, têm a propriedade de receber e transmitir estímulos nervosos, permitindo ao organismo responder a alteração do meio. Os neurônios são alongados, podendo atingir, em alguns casos, cerca de 1 metro de comprimento, como nos neurônios que se estendem desde nossas costas até o pé. São células formadas por um corpo celular, de onde partem dois tipos de prolongamentos: dendritos e axônio. Muitos neurônios são envolvidos por células especiais, as células de Schwann (enquadrada como célula glia por alguns autores). Essas células se enrolam dezenas de vezes em torno do axônio e formam uma capa membranosa de natureza lipídica, chamada bainha de mielina. A bainha de mielina atua como um isolamento elétrico e aumenta a velocidade de propagação do impulso nervoso ao longo do axônio. Na doença degenerativa conhecida como esclerose múltipla, por exemplo, ocorre um deterioração gradual da bainha de mielina, resultando na perda progressiva da coordenação nervosa. As fibras mielínicas (com bainha de mielina) conduzem o impulso nervoso a uma velocidade de mais de 100 m/s. Já as fibras amielínicas (sem bainha de mielina) conduzem o impulso muito lentamente. As células glia: • Astrócitos – fazem a sustentação e suas ramificações ligam capilares a neurônios, transportando nutrientes. • Micróglia – fazem a fagocitose de corpos estranhos e restos celulares. • Oligodendrócitos e Células de Schwann – Formam bainhas de mielina de axônios, sendo os oligodendrócitos no sistema nervoso central e as células de Schwann no sistema nervoso periférico. Biologia – Tecido Muscular - Tecido Nervoso – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 69 Leitura obrigatória – Tipos de neurônios A condução do impulso nervoso Os estímulos se propagam sempre no mesmo sentido: são recebidos pelos dendritos, seguem pelo corpo celular, percorrem o axônio e, da extremidade deste, são passados à célula seguinte (dendrito – corpo celular – axônio). O impulso nervoso que se propaga através do neurônio é de origem elétrica e resulta de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna da membrana celular. Quando essa membrana se encontra em tal situação, diz-se que está polarizada. Essa diferença de cargas elétricas é mantida pela bomba de sódio e potássio. Assim separadas, as cargas elétricas estabelecem uma energia elétrica potencial através da membrana: o potencial de membrana ou potencial de repouso (diferença entre as cargas elétricas através da membrana). Quando um estímulo químico, mecânico ou elétrico chega ao neurônio, ocorre alteração da permeabilidade da membrana, permitindo grande entrada de sódio na célula e pequena saída de potássio dela. Com isso, ocorre uma inversão das cargas ao redor dessa membrana, que fica despolarizada gerando um potencial de ação. Essa despolarização propaga-se pelo neurônio caracterizando o impulso nervoso. Imediatamente após a passagem do impulso, a membrana sofre repolarização, recuperando seu estado de repouso, e a transmissão do impulso cessa. www.acasadoconcurseiro.com.br70 OBS.: a condução do impulso nervoso é um pouco diferente nas fibras mielínicas que inervam os músculos esqueléticos. Nelas, apenas há inversão de polaridade nas regiões dos nódulos de Ranvier. A onda, então, “salta” diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo em toda a extensão da região mielinizada (a mielina é isolante). Fala-se então em condução saltatória e com isso há um bom aumento da velocidade do impulso nervoso quando comparado às fibras amielínicas. Biologia – Tecido Muscular - Tecido Nervoso – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 71 “LEI DO TUDO OU NADA” Um neurônio só consegue enviar um impulso se a intensidade do impulso for acima de um determinado nível. Este valor mínimo que permite a transmissão do potencial de ação é conhecido como potencial limiar. Os valores abaixo do potencial limiar são conhecidos como sublimiares. Acima desse valor o potencial ocorrerá independentemente da intensidade. (adaptado de: ced.ufsc.br) Sinapse Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br 73 Biologia TECIDOS VEGETAIS – PARTE 1 Desde as sementes, os vegetais apresentam tecidos embrionários e, à medida que crescem, as plantas formam tecidos organizados com diversas funções. Esse processo é chamado diferenciação e vai formando novos tecidos ou novas estruturas. Os tecidos vegetais podem ser divididos em: 1. Meristemáticos ou embrionários 1.1 Meristemas primários São os tecidos que permitem o crescimento longitudinal dos vegetais. Estão localizados nas extremidades das plantas. As células meristemáticas deste tecido demonstram uma permanente capacidade de efetuar mitoses, promovendo um crescimento contínuo. Em uma planta jovem, por exemplo, os meristemas apicais existentes na ponta do caule estão em grande atividade. Os meristemas primários são divididos em: • Dermatogênio (protoderme) – Forma a epiderme e anexos da epiderme. • Periblema (meristema fundamental) – Forma a casca ou córtex. Desse tecido surgem os parênquimas e os tecidos de sustentação. • Pleroma (procâmbio) – Forma o cilindro central. Origina os vasos do xilema e floema. Anotações: www.acasadoconcurseiro.com.br74 1.2 Meristemas secundários Promovem o crescimento em espessura do vegetal. Ao longo do tempo suas células perdem a capacidade de efetuar mitoses, voltando à característica embrionária (desdiferenciação). Os meristemas secundários são divididos em câmbio e felogênio. • Câmbio – Instala-se entre os tecidos vasculares primários, produzindo os tecidos vasculares secundários. Quando em atividade, são células altamente vacuoladas, com núcleo pequeno. A porção diferenciada a partir do procâmbio formará os elementos de condução (xilema e floema). Existe uma parte do câmbio diferenciada a partir de um outro meristema, chamado periciclo, que produzirá raios parenquimáticos. • Felogênio – É o meristema lateral que origina a periderme, um tecido secundário que substitui a epiderme em muitas dicotiledôneas e gimnospermas lenhosas. Pode ser observado em cortes transversais, como uma faixa mais ou menos contínua e suas células iniciais são retangulares. Obs.: Periciclo: tecido primário que origina o felogênio e a parte do câmbio (câmbio interfascicular, em frente aos polos de protoxilema) que origina os raios parenquimáticos (presentes entre o xilema). Visão geral do crescimento primário e secundário Biologia – Tecidos Vegetais – Prof. Enrico Blota www.acasadoconcurseiro.com.br 75 2. Adultos ou permanentes 2.1 Revestimento – Epiderme e súber A epiderme das plantas vasculares é um tecido formado, de modo geral, por uma única camada de células de formato irregular, achatadas, vivas e aclorofiladas. É um tecido de revestimento típico de órgãos jovens (raiz, caule e folhas). A epiderme de uma raiz mostra uma camada cilíndrica de revestimento, com uma zona pilífera, cujos pelos nada mais são do que extensões de uma célula epidérmica. Leitura obrigatória – Anexos vegetais Tricomas (secretores ou absorventes) São geralmente estruturas especializadas contra a perda de água por excesso de transpiração, ocorrendo em planta de clima quente. Podem ser, no entanto, secretores, produzindo secreções oleosas, digestivas ou urticantes. As plantas carnívoras possuem tricomas “digestivos” e a urtiga, planta que provoca irritação da pele, possui tricomas urticantes. www.acasadoconcurseiro.com.br76 Cutícula As células epidérmicas secretam para o exterior substâncias impermeabilizantes, que formam uma película de revestimento denominada cutícula. O principal componente da
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