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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DISCIPLINA: BIOLOGIA CELULAR AULAS PRÁTICAS DE BIOLOGIA CELULAR UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DISCIPLINA: BIOLOGIA CELULAR Aluno(a): Thays Emanuelly Felix AULAS PRÁTICAS DE BIOLOGIA CELULAR AULAS PRÁTICAS DE BIOLOGIA CELULAR AULA 1 - MICROSCOPIA ÓPTICA – 05/11/2019 1. Os princípios da microscopia óptica Os microscópios ópticos são constituídos por componentes mecânicos e ópticos e utilizam conjuntos organizados de lentes para ampliar a imagem de pequenos objetos. A parte mecânica inclui a base, a coluna, o botão liga/desliga, a fonte de luz, o revólver, o potenciômetro, o diafragma, a mesa, a pinça e os parafusos macrométricos, micrométricos e charriot do microscópio óptico. A parte óptica é constituída por lentes denominadas oculares, objetivas e a condensadora. Fonte de luz: é o componente responsável pela emissão da luz necessária para a formação da imagem; Potenciômetro: controla a intensidade da luz no microscópio, normalmente localizado ao lado do botão liga/desliga; Platina: dispõe-se perpendicularmente ao eixo óptico e tem por finalidade sustentar o objeto a ser examinado. As platinas podem ser fixas ou móveis e apresentam grampos que servem para fixar as lâminas e evitar o seu deslizamento; Parafuso charriot: é o dispositivo de movimentação da lâmina sobre a mesa composto pelo parafuso macrométrico, responsável pelo deslocamento vertical de grande amplitude, e pelo parafuso micrométrico, responsável pelo deslocamento vertical de pequena amplitude ou pequenos ajustes de foco; Revólver: localiza-se na extremidade inferior do canhão e possui de 3 a 5 vãos circulares, providos de roscas, onde se encaixam de 3 a 5 lentes objetivas, sempre na ordem de seu aumento progressivo. Os componentes ópticos são os mais importantes do microscópio. A porção óptica é composta por uma fonte de luz e três conjuntos de lentes: lentes condensadoras, lentes objetivas e lentes oculares. Lentes condensadoras: se situam logo abaixo da platina do microscópio e têm por função projetar um cone de luz sobre o material que está sendo observado, o qual penetra nas lentes objetivas; Lentes objetivas: podem ser secas ou de imersão, são as mais próximas do objeto e provocam um aumento na imagem na ordem de 4 a 100 vezes. As lentes de imersão devem ser usadas com óleo apropriado sobre o objeto, com índice de refração que permite a focalização; Lentes oculares: estão contidas em tubos curtos constituídos por um conjunto de lentes de modo que no extremo superior encontra-se a lente ocular e no inferior a lente de campo ou coletora. A sua função é ampliar a imagem intermediária produzida pela objetiva e projetá-la na retina. Figura 1 – Microscópio Óptico e suas Partes 2. Na prática Na prática foi possível identificar as diferentes partes do microscópio óptico e aprender a pôr imagens em foco, ocorrendo em tal ordem: Aprendeu-se antes focalizar no aumento de 40 vezes e, para tanto, manteve-se a lente objetiva de 4x voltada para o objeto e movimentou-se a mesa para cima com o auxílio do parafuso macrométrico até a imagem aparecer nítida; O ajuste do foco nos aumentos superiores a 40x foi realizado com o auxílio do parafuso micrométrico (este cuidado diminui o risco de danificar a lâmina e o microscópio); Para obter imagens nítidas de um objeto sob a lente objetiva de 100x, o uso de óleo de imersão se faz essencial, pois ele possui densidade ótica ideal que permite o correto direcionamento dos feixes de luz em direção à lente. Figuras 2 e 3 – Fígado de rato nos aumentos de 40x e 400x AULA 2 – REAÇÕES DE ACIDOFILIA E BASOFILIA – 07/11/2019 A utilização de corantes para analisar estruturas celulares e características de tecidos. Nesse contexto, podemos citar a acidofilia e a basofilia, que demonstram a afinidade de substâncias ácidas e básicas. Assim, quando os corantes são ácidos eles dão pigmentação a substâncias de características básicas; e quando os corantes são básicos eles dão cor às moléculas ácidas. A regra para quase todas as células é a seguinte: núcleos apresentam basofilia, e citoplasmas acidofilia. Os conceitos de basofilia e acidofilia também podem ser aplicados às estruturas extracelulares como fibras do tecido conjuntivo, substância intercelular, matriz óssea e cartilaginosa. Os tecidos e órgãos que reagem com um corante básico são chamados basófilos e as estruturas que reagem com um corante ácido são chamadas acidófilas. Além disso, nesta aula foi possível observar a diferença de célula animal e célula vegetal. 1- Mucosa Bucal Mucosa bucal é o um conjunto constituído por epitélio mais tecido conjuntivo, que reveste cavidades úmidas como a boca, bexiga e intestino. Ela exerce as funções de proteção, percepção (sensorial, papilas gustativas) e secreção (glândulas salivares). A aula prática permitiu a observação de células da mucosa bucal e em seguida a visualização com mais clareza as estruturas de tais células eucarióticas. Os procedimentos se deram da seguinte forma: Com a boca aberta, utilizou-se uma espátula descartável para raspar a mucosa interna da bochecha; Em seguida, realizou-se um esfregaço das células coletadas sobre a superfície da lâmina. Para tanto, caso tenha coletado com o palito, arrastar as células coletadas sobre a superfície da lâmina; Logo após, o material foi fixado aquecendo a lâmina na lamparina; Após a fixação, gotejou-se na lâmina o corante eosina (ácido) por 30 segundos e em seguida foi corada com azul de metileno (básico) por mais 30 segundos; Em seguida, retirou-se o excesso do corante em água corrente e esperou-se a lâmina secar; Por fim, levou-se a lâmina preparada para o microscópio de luz e para observar nas objetivas 4x, 10x, 40x e 100x; Foi possível observar com o auxílio dos corantes a membrana e o núcleo das células, onde o núcleo se cora mais intensamente que as outras partes, e o mesmo é central. Figuras 4 e 5 – Células da mucosa bucal nos aumentos de 100x e 400x 2- Células da Túnica do Bulbo de Cebola (Allium cepa) Na superfície côncava de cada túnica de cebola existe uma epiderme, ou seja, uma película facilmente destacável e constituída por uma só camada de células. Nesta aula em questão, foi possível conhecer e identificar algumas estruturas celulares que fazem parte das células do tecido da cebola. O procedimento se deu da seguinte forma: Retirou-se com o auxílio de uma pinça a epiderme (camada fina), do catófilo (escama); Colocou-se uma gota de água sobre a lâmina e depois se adicionou o fragmento da epiderme da túnica do bulbo da cebola; Cobriu-se com uma lamínula e observou-se nas utilizando as objetivas de 10x e 40x; Após isso, colocou-se uma gota de óleo de imersão para poder observar na objetiva de 100x; Ao fim do experimento foi possível observar células alongadas e limitadas por paredes celulares; O citosol é delimitado pelo vacúolo de suco celular (espaço aparentemente vazio) e núcleo. Figuras 6 e 7 – Células da túnica do bulbo da cebola (Allium cepa) nos aumentos de 400x e 1000x AULA 3 – PERMEABILIDADE – 19/11/2019 1- Permeabilidade/Osmose Permeabilidade é a capacidade de deixar passar e é a principal característica de uma membrana plasmática. A permeabilidade seletiva permite o controle da passagem das partículas pela membrana. A molécula de água é uma das poucas que trafegam livremente, e seu movimento através de uma membrana é chamado de osmose. A água (ou solvente) movimenta-se sempre de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado, com o objetivo de se atingir o equilíbrio. Quando uma célula é colocada nummeio hipertônico (ex. glicose) em relação ao seu citoplasma, esta perde volume (estado de plasmólise), e quando colocada em hipotônico (ex. água destilada), a célula aumenta o volume e fica túrgida (estado de turgência). 2- Células de Tradescantia Discolor em meio hipotônico e hipertônico Diferente das células animais, as células vegetais apresentam parede celular que evitam que se inchem e rompam, o que quer dizer que elas toleram grandes diferenças osmóticas através de sua membrana plasmática. Quando a célula é colocada num meio hipertônico, ela perde água e, assim, há uma diminuição do volume celular, mas no caso da vegetal esse volume não é alterado, pois uma vez que possui uma parede celulósica, o vacúolo é que sofre a alteração de volume perdendo água (plasmólise). Todavia, quando estas mesmas células são colocadas em meio hipotônico, ocorre um aumento do volume do vacúolo (desplasmólise), e com o tempo as células novamente tornam-se túrgidas. Nesta aula prática, podemos observar as células de Tradescantia discolor, em meio hipotônico e hipertônico, sem necessitar da utilização de corantes, porque a folha tem pigmentos que facilitam a observação, e os procedimentos se deram da seguinte forma: Aplicou-se uma gota de água destilada sobre a lâmina; Retirou-se uma película da epiderme dorsal de Tradescantia discolor e colocou- se sobre a gota de água e cobriu-se com lamínula; Observou-se no microscópio com a objetiva de 40x a forma das células e a distribuição da pigmentação interna (pigmento antocianina) dos vacúolos; Após a observação, levantou-se a lamínula e se retirou a água do material; Aplicou-se, posteriormente, uma gota de solução saturada de glicose sobre o material, colocando a lamínula e, por fim, observando as células na objetiva de 40x. Figuras 7 e 8 – Células de Tradescantia discolor em água destilada e solução saturada de glicose no aumento de 400x AULA 4 – PLASTOS - 03/12/2019 1- Cloroplastos nas Células de Elodea Canadensis Os cloroplastos são organelas das células vegetais, facilmente visualizadas ao microscópio óptico, pela sua cor verde. Neles ocorre a fotossíntese, um fenômeno importante para a vida no planeta, que consiste na fabricação de matéria orgânica (glicose) a partir de água e gás carbônico na presença da luz. Observando uma folha jovem de Elodea ao microscópio, nota-se que suas células possuem muitos cloroplastos, e esta aula teve o objetivo de observar e identificar estruturas que compõem as células vegetais. Observando folhas da Elódea em microscópio óptico também é possível notar um processo interessante que ocorre no interior de suas células, a ciclose. Este fenômeno consiste em uma corrente citoplasmática, originada pelas interações entre actina e miosina (citoesqueleto), que possibilita ao conteúdo celular a realização de um movimento que permite melhor aproveitamento da luz pelos cloroplastos. Além disso, a ciclose proporciona melhor distribuição dos constituintes moleculares da célula (proteínas, íons, água, ácidos nucleicos, etc). No microscópio não é possível ver a migração das proteínas e íons porque suas dimensões são muito reduzidas, mas é possível observar a movimentação de organelas grandes sem a necessidade de usar corantes artificiais. A organela visível são os cloroplastos, que podem ser observados em movimento nas periferias da membrana plasmática e parede celular. Os cloroplastos possuem seu próprio DNA e seu genoma codifica algumas proteínas específicas dessas organelas; contêm clorofila e estão associados à fase luminosa da fotossíntese, sendo mais diferenciados nas folhas. Seu sistema de tilacóides é formado por pilhas de tilacóides em forma de discos, chamado de granos; é nesse sistema que se encontra a clorofila. Os procedimentos desta aula se deram da seguinte forma: Foi colocado uma gota de água destilada sobre a lâmina; Em seguida, colocou-se uma folha de Elodea sobre a água; Por fim, cobriu-se com uma lamínula e observou-se na objetiva de 40x. Figuras 9 e 10 – Cloroplastos e ciclose nas células de Elodea canadensis nos aumentos de 40x e 400x 2- Plastos nas células da batata (Solanum tuberosum) A batata é um tubérculo subterrâneo constituído por células que formam um tecido - o parênquima amiláceo, com forma arredondada, em que o citoplasma apresenta inúmeros corpúsculos elípticos – os amiloplastos. Os amiloplastos são organitos que têm como principal função o armazenamento de uma substância reserva: o amido, em forma de grânulos. Encontra-se em certas raízes, caules, sementes e frutos, e têm origem em proplastos e cloroplastos. Neste experimento foi possível observar a forma e tamanho dos grânulos de amido de batata, cujos são circulares e ovalados, e seu procedimento se deu da seguinte forma: Colocou-se uma fina camada de células de batata em uma gota de água na lâmina; Após isso, foi-se coloca a lamínula e observado na objetiva de 40x; Por fim, removeu-se a lamínula e foi acrescentado uma gota de Lugol sobre o material, recolocando posteriormente a lamínula e voltando a observar na objetiva de 40x. Figuras 11 e 12 – Plastos nas células de batata (Solanum tuberosum) nos aumentos de 100x e 400x AULA 5 – CÉLULAS DO SANGUE – 20/02/2020 O sangue é um tipo de tecido conjuntivo especializado, composto de elementos figurados e plasma sanguíneo, onde as células estão suspensas. Os elementos figurados do sangue são: eritrócitos, leucócitos e plaquetas. Eritrócitos: são as células responsáveis por transportar oxigênio de gás carbônico para o sangue; Leucócitos glanulares: o Neutrófilos: possuem núcleos multilobados, aumentando o número de lóbulos (3-5). Apresentam grânulos específicos e realizam a fagocitose ativa de particulas e microrganismos; o Eosinófilos: são um pouco menores que os neutrófilos e têm núcleo bilobulado. Possuem grânulos ovoides (lisossomos) e participam em processos alérgicos, nas parasitoses e nos processos inflamatórios; o Basófilos: possuem núcleo volumoso, com forma retorcida e irregular, o qual muitas vezes está escondido pelos grânulos basófilos. Seus grânulos são ricos em heparina, serotonina e histamina; Leucócitos agranulares: o Linfócitos: células esféricas com núcleo grande, arredondado e volumoso com presença de cromatina densa recobrindo quase todo o citoplasma, cujo é visto de forma muito escassa; o Monócitos: apresentam núcleo ovoide, que assume forma de rim ou ferradura. No sangue são denominados de monócitos, mas a partir do momento que migram para os tecidos são chamados de macrófagos, importante no processo de fagocitose; o Plaquetas: são discos biconvexos, de forma oval e não têm núcleo, e promovem a coagulação do sangue e auxiliam a reparação das lesões dos vasos. A aula em questão teve como objetivo coletar uma amostra do nosso sangue para podermos observar todas essas células presentes nele. Figura 13 – Tipos de células sanguíneas Figuras 14 e 15 – Células do sangue humano no aumento de 1000x Anotações feitas: AULA 6 – CITOESQUELETO E PEROXISSOMOS – 05/03/2020 1- Citoesqueleto O citoesqueleto é constituído por uma rede de proteínas que se estende por todo o citoplasma e auxilia as células a manter ou alterar sua forma, deslocar-se no espaço, posicionar organelas, controlar o tráfego intracelular de vesículas e formar estruturas contráteis. O citoesqueleto pode ser dividido em três componentes principais: Microtúbulos: formados por uma sequência circular fechada de treze tubulinas que nascem do centrossomo e podem se estender por toda a célula. Os microtúbulos são observados exercendo função no transporte intracelular,organização da divisão celular e estão presentes, inclusive, em flagelos e cílios de células eucarióticas; Filamentos intermediários: formados por uma grande família de proteínas heterogêneas. São resistentes ao estiramento e desempenham um papel estrutural na célula, mantendo sua integridade e proporcionando estabilidade mecânica; Microfilamentos: também conhecidos como filamentos de actina, são polímeros helicoidais de fita dupla da proteína actina. Concentram-se abaixo da membrana plasmática controlando a forma celular e auxiliando deslocamentos no espaço. Em células vegetais, a actina tem papel central no tráfego intracelular de vesículas e, em células musculares, organizam-se com outras moléculas para formar a estrutura contrátil conhecida como sarcômero. Na aula em questão teve-se como objetivo a observação de lâminas com amostra de sêmen para observar o flagelo e a motilidade celular em espermatozóides. Figura 16 – Células de espermatozóides no aumento de 1000x Anotações feitas: 2- Peroxissomos Há mais de 50 enzimas contidas nos peroxissomos, com destaque na catalase e urato oxidase, além daquelas participantes no metabolismo de lipídios, via β-oxidação, como a D-aminoácido oxidase. Tais enzimas oxidativas transferem átomos de hidrogênio de diversos substratos para o oxigênio molecular, produzindo assim peróxido de hidrogênio (H2 O2 ), conforme a reação RH2 + O2 → R + H2 O2 . A enzima catalase, por sua vez, utiliza o peróxido de hidrogênio para oxidar outros substratos. Essa via é importante nos processos de detoxificação, como ocorre com o álcool das bebidas, que é oxidado a acetaldeído numa reação genericamente chamada de peroxidativa. Por fim, sendo o peróxido de hidrogênio um oxidante prejudicial à célula, a catalase decompõe o excesso que não foi utilizado nas reações peroxidativas em oxigênio molecular e água, conforme a reação 2 H2 O2 → O2 + 2 H2 O. A enzima catalase é um dos principais componentes dos peroxissomos, atuando na conversão do peróxido de hidrogênio em produtos inócuos (H2 O e O2 ). Sendo assim, o objetivo desta aula prática em questão foi evidenciar a presença e ação da catalase sob diferentes condições. Anotações feitas