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APRESENTAÇÃO DO MATERIAL Seja muito bem-vindo(a)! Prezado(a) aluno(a), se você se interessou pelo assunto desta disciplina, isso já é o início de uma grande jornada que vamos trilhar juntos a partir de agora. Vamos juntos, entrar nesse novo universo conhecido como corpo humano. Desde o nível molecular até a grande complexidade do funcionamento dos sistemas orgânicos, guiarei você pelos caminhos exuberantes e encantadores do corpo humano. Na unidade I faremos uma introdução à Anatomia Humana, sua terminologia e estudaremos o esqueleto humano, as articulações, os músculos e o sistema circulatório. A fisiologia do sistema neuromuscular, o controle neural do movimento e o funcionamento dos sistemas respiratório, endócrino e digestório e excretor ficarão para a unidade II. A unidade III trata da biologia celular, da composição e funcionamento das estruturas e organelas celulares. E para finalizar, a unidade IV trata da reprodução celular, do mecanismo de síntese protéica e do estudo dos tecidos humanos, a histologia. Seja bem vindo a estudo fascinante do corpo humano! Muito obrigado e bom estudo! SUMÁRIO UNIDADE I ...................................................................................................... 4 Anatomia Humana UNIDADE II ................................................................................................... 25 Fisiologia UNIDADE III .................................................................................................. 48 Bases Macromoleculares da Constituição Celular UNIDADE IV .................................................................................................. 74 Biologia - Ciclo Celular 4 Plano de Estudo: ● Introdução à Anatomia Humana e sua terminologia ● Osteologia ● Artrologia ● Miologia ● Sistema Circulatório Objetivos de Aprendizagem: ● Compreender o conceito de Anatomia e sua terminologia, ● Identificar as principais estruturas dos sistemas esquelético, articular, muscular e circulatório ● Obter subsídios para compreensão da Fisiologia Humana UNIDADE I Anatomia Humana Professor Marcelo A. de Lima 5UNIDADE I Anatomia Humana INTRODUÇÃO No dia a dia nos deparamos com várias formas de comunicação e, diferentemente da linguagem coloquial, a linguagem científica exige certo rigor na sua escrita e interpretação. Ela não pode deixar margens para dúvidas e, talvez esta seja a maior dificuldade de quem está iniciando no grande universo do conhecimento universitário. A partir de agora, evite usar termos comuns e populares para se referir ao corpo humano e suas estruturas, sendo que o conhecimento da Anatomia Humana e fundamental para todos os estudantes e profissionais das áreas biológicas e da saúde, indispensável para um bom exercício da profissão. A Anatomia é a ciência que estuda a constituição e o desenvolvimento dos seres organizados. Pensando em fornecer uma visão geral sobre o assunto a ser estudado, preparamos esse material para estimular seu raciocínio, seu espírito crítico e sua preocupação com as questões relativas à saúde e vida de todos nós seres humanos. 6UNIDADE I Anatomia Humana 1 ANATOMIA HUMANA Anatomia Humana é a ciência que estuda macro e microscopicamente, a constituição e o desenvolvimento do ser humano. A palavra Anatomia é derivada do grego anatome (ana = através de; tome = corte). Dissecação deriva do latim (dis = separar; secare = cortar) e é equivalente etimologicamente a anatomia. 7UNIDADE I Anatomia Humana 2 ANATOMIA X CINESIOLOGIA Cinesiologia é a ciência que tem como objetivo a análise dos movimentos do corpo humano. Sabe-se que a compreensão das estruturas que compõem o aparelho locomotor, assim como, da nomenclatura anatômica, são conhecimentos de suma importância para o conhecimento dos movimentos humanos. A terminologia anatômica Designa todos os termos utilizados para indicar e descrever as estruturas do corpo humano. Os nomes anatômicos oficiais devem ser escritos em latim, mas cada país pode fazer uso do próprio vernáculo para fins de ensino, o que facilita em muito o estudo da anatomia. Algumas abreviaturas são de uso corrente entre os anatomistas, são elas: A.= artéria; Aa.= artérias; Lig.= ligamento; Ligg.= ligamentos; M.= músculo; Mm.= músculos; N.= nervo; Nn.= nervos; R.= ramo;Rr.= ramos; V.= veia; Vv.= veias.; gl.= glândula; g.= gânglio. Posição Anatômica Nos agrupamentos humanos há evidentes diferenças morfológicas, todas as descrições do corpo humano devem ser feitas imaginando-se o corpo em uma posição específica, chamada de posição anatômica. Na posição anatômica, o indivíduo está em 8UNIDADE I Anatomia Humana posição ereta, em pé (posição ortostática) com a face voltada para frente e em posição horizontal, de frente para o observador, com os membros superiores estendidos paralelos ao tronco e com as palmas voltadas para frente, membros inferiores unidos (calcanhares unidos), com os dedos dos pés voltados para frente. A idade é responsável por alterações anatômicas evidentes. Desde a fase intrauterina até a velhice nosso corpo passa por inúmeras transformações. Pelo fator sexo (masculino ou feminino) é possível diferenciar indivíduos, devido às características especiais, muito além da simples diferença de órgãos genitais. Pela raça, um grupo humano se distingue de outro devido a características físicas, como por exemplo, pela cor da pele. Com a grande variabilidade morfológica humana há possibilidade de reconhecer várias formas constitucionais, do tipo médio aos tipos extremos e mistos. Os tipos são chamados de brevilíneo, mediolíneo e longilíneo. Imagem 1: Posição anatômica 9UNIDADE I Anatomia Humana 3 OSTEOLOGIA Conceito de esqueleto É o conjunto de ossos e cartilagens que se interligam para formar o arcabouço do corpo humano o sistema esquelético e responsável pela sustentação do organismo, na proteção de estruturas vitais e como base mecânica para o movimento, sempre correlacionando a teoria com a prática. Aproximadamente um quinto do peso total de um indivíduo saudável é composto por seus ossos. O esqueleto humano é uma estrutura resistente, viva e flexível. Funções do Sistema Esquelético: – Sustentação para partes moles do organismo – Proteção de estruturas vitais – Base mecânica para o movimento (são os elementos passivos do movimento) – os elementos ativos são os músculos – Armazenamento de sais minerais – Hematopoiética ou hematopoiética 10UNIDADE I Anatomia Humana Divisão do Esqueleto e número de ossos: O esqueleto pode ser dividido em: Esqueleto Axial – Composto pelo eixo formado pelos ossos da cabeça, pescoço e do tronco.(do latim axis igual a eixo, está formado por 80 ossos, sendo 28 ossos entre crânio e face. E 26 ossos da coluna vertebral, 24 costelas, um osso esterno e um osso hioide). Esqueleto Apendicular – Composta pelos ossos dos membros superiores e inferiores. A união do esqueleto axial com o apendicular se faz por meio das cinturas escapular e pélvica. O esqueleto normalmente apresenta 206 ossos, podendo ocorrer variações individuais. Imagem 2: Esqueleto humano 11UNIDADE I Anatomia Humana Classificação dos Ossos: Os ossos são classificados de acordo com a sua forma em: Imagem 3: tipos de ossos quanto às dimensões Ossos Longos: Tem o comprimento maior que a largura e espessura e são constituídos por um corpo ou diáfise e duas extremidades ou epífises. Exemplo: Fêmur, tíbia, falanges. Ossos Curtos: São parecidos com um cubo, tendo seus comprimentos praticamente iguais às suas larguras. Exemplo: Ossos do Carpo e do tarso. Ossos Laminares (Planos): São ossos finos e compostos por duas lâminas paralelas de tecido ósseo compacto, com camada de osso esponjoso entre elas. Exemplos: Frontal e Parietal. Ossos Alongados: São ossos longos, porém achatados e não apresentam canal central. Exemplo: Costelas. 12UNIDADE I Anatomia Humana Ossos Pneumáticos: São osso ocos,com cavidades cheias de ar e revestidas por mucosa (seios), apresentando pequeno peso em relação ao seu volume. Exemplo: esfenoide, maxilas, etimoiode. Ossos Irregulares: Apresentam formas complexas e não podem ser agrupados em nenhuma das categorias prévias. Exemplo: vértebras, zigomático, mandíbula. Ossos Sesamoides: Estão presentes no interior de alguns tendões em que há considerável fricção, tensão e estresse físico, como as palmas das mãos e plantas dos pés. Exemplo: patela. Ossos Suturais: São pequenos ossos localizados dentro de articulações, chamadas de suturas, entre alguns ossos do crânio. Exemplo: osso do inca. 13UNIDADE I Anatomia Humana 4 ARTROLOGIA Articulações ou junturas são as uniões funcionais entre os diferentes ossos do esqueleto, devemos sempre ter em mente que o nosso corpo, do ponto de vista fisiológico e anatômico, é a mais perfeita das máquinas em funcionamento. Graças as suas articulações o corpo humano é capaz de realizar infinitos movimentos juntamente com as estruturas ósseas, conferindo mobilidade entre as mesmas e estabilizando as zonas de junção entre os vários segmentos do esqueleto, tudo isso graças ao Sistema Articular, os ossos do corpo humano unem-se uns aos outros para constituir o esqueleto e esta união não tem somente a finalidade de por ossos em contato, mas também de permitir mobilidade. Podemos afirmar que o Sistema Articular é formado por articulações ou junturas que estão diretamente responsáveis por realizar diversos movimentos de vários segmentos do nosso corpo. As articulações são classificadas em três grandes grupos apesar das variações entre elas, mas observamos alguns aspectos estruturais e funcionais em comum a todas as articulações. Os três grandes grupos são: as articulações fibrosas (sinartroses) ou sólidas, as cartilaginosas (anfiartroses) ou com movimentos limitados e as sinoviais (diartroses) que são as articulações de movimentos amplos. Fibrosas: contém tecido conjuntivo fibroso. Ex. suturas do crânio. Cartilaginosas: contém cartilagem. Ex. sínfise púbica. Sinoviais: Providas de cavidade com líquido sinovial. Ex. articulação do joelho. Imagem 4: Articulação sinovial 14UNIDADE I Anatomia Humana Imagem 5: Principais articulações sinoviais do corpo humano 15UNIDADE I Anatomia Humana 5 MIOLOGIA A miologia estuda os músculos. A função básica dos músculos é permitir o movimento de partes do corpo através do processo de contração e relaxamento muscular. Sabemos que este sistema é de grande importância para o funcionamento do corpo humano, pois, constantemente estamos usando estes músculos de maneira voluntária, como por exemplo, levantar uma caixa, e, involuntariamente, no caso dos movimentos peristálticos de alguns órgãos do abdome e os batimentos do coração. Algumas literaturas estimam um total de 650 músculos, outras falam em 500 aproximadamente. Os músculos são estruturas anatômicas de formas e comprimentos variáveis, formadas por miócitos e que se inserem aos ossos através de tendões, são caracterizados pela contração (capacidade de diminuir o comprimento) e relaxamento, onde estas ações movimentam partes do corpo, inclusive os órgãos internos. Os músculos representam cerca de 40% a 50% do peso corporal total, e são capazes de transformar energia química em energia mecânica. Apresentamos três tipos de músculos em nosso corpo: 1. Músculo estriado esquelético: encontrado preso ao esqueleto, de controle nervoso voluntário. 2. Músculo estriado cardíaco: encontrado somente no coração, de controle nervoso involuntário, também pode ser chamado de miocárdio. 3. Músculo liso: encontrado em órgãos viscerais como intestino, ductos, vasos sanguíneos, de controle nervoso involuntário. O músculo apresenta proteínas importantes para sua contração, as principais são a actina e a miosina. Basicamente, o músculo apresenta sua parte mais carnosa conhecida como ventre muscular e nas extremidades podem ocorrer tendões ou aponeuroses. Os músculos representam os elementos ativos do movimento, pois necessitam de Adenosina Trifosfato para entrarem em movimento. Os músculos do corpo humano são classificados de várias formas, como: ● quanto à situação, temos os músculos superficiais ou cutâneos e os músculos profundos ou subaponeuróticos. ● quanto ao movimento, temos os músculos flexores, extensores, rotadores, abdutores e adutores. ● quanto à forma do ventre, temos o músculo longo, curto e largo. ● quanto à disposição da fibra muscular, temos o transverso, reto e oblíquo. 16UNIDADE I Anatomia Humana ● quanto à função, na realização de algum movimento, são envolvidos vários músculos como o músculo agonista, antagonista, sinergista e músculos fixadores ou posturais. Vimos que os músculos contêm uma grande rede vascular que é nutrida pelo sangue arterial, recebendo oxigênio e nutrientes. Imagem 6: Tecido muscular 17UNIDADE I Anatomia Humana 6 SISTEMA CARDIOVASCULAR O coração, os vasos sanguíneos e o sangue formam o sistema cardiovas- cular ou circulatório. A circulação do sangue permite o transporte e a distribuição de nutrientes, oxigênio, dióxido de carbono e hormônios para as células de vários órgãos. O sangue também transporta produtos do metabolismo para que possam ser eliminados do corpo. Este sistema transporta material nutritivo que foi absorvido pela digestão e o oxigê- nio captado pela respiração para todas as células do corpo e de modo semelhante, recolhe os produtos residuais do metabolismo celular levando-os até onde serão excretados. O sistema circulatório é do tipo fechado, ou seja, sem comunicação com o meio externo do corpo, sendo formado pelo coração, vasos, sangue e linfa. O coração consegue bombear o sangue devido à força de contração do músculo cardíaco, o miocárdio, o qual é revestido externamente por uma serosa protetora denominada pericárdio. O coração é dividido em câmaras, dois átrios e dois ventrículos, separados pelo septo atrioventricular, e a comunicação entre essas câmaras acontece devido aos óstios atrioventriculares, cada um com suas valvas. O coração tem o tamanho aproximado da mão fechada, e bombeia o sangue para todo o corpo. Localiza-se na cavidade torácica, entre os dois pulmões, no mediastino. O ápice (ponta do coração) está voltado para baixo, para a esquerda e para frente. O coração é um órgão tetracavitário, sendo essas cavidades: ● Átrio direito e átrio esquerdo, em sua parte superior; ● Ventrículo direito e ventrículo esquerdo, em sua parte inferior (mais musculosos e fortes). 18UNIDADE I Anatomia Humana O coração é formado por três camadas: ● Pericárdio – é a membrana que reveste externamente o coração, como um saco. Esta membrana propicia uma superfície lisa e escorregadia ao coração, facilitando seu movimento; ● Endocárdio – é uma membrana que reveste a superfície interna das cavidades do coração, é impermeável ao sangue; ● Miocárdio – é o músculo responsável pelas contrações vigorosas e involuntárias do coração; situa-se entre o pericárdio e o endocárdio. É mais espessa nos ventrículos. Imagem 7: Coração Circulação do sangue pelo coração O sangue venoso (rico em dióxido de carbono) que entra no átrio direito pelas veias cavas superior e inferior passa para o ventrículo direito através do óstio atrioventricular direito. Do ventrículo direito, o sangue venoso é bombeado para o tronco pulmonar que se ramifica em artérias pulmonares direita e esquerda, uma para cada pulmão. Nos pulmões ocorre a hematose (troca do dióxido de carbono pelo oxigênio) e o sangue arterial (rico em oxigênio) retorna ao coração pelas quatro veias pulmonares que se abrem no átrio esquerdo. Do átrio esquerdo, o sangue arterial passa pelo óstio atrioventricular esquerdo e cai no ventrículo esquerdo que pulsa e lança o sangue arterial para a artéria aorta, que distribuirá o sangue para todo o corpo. 19UNIDADE I Anatomia Humana Pequena e grandecirculação Imagem 8: Esquema da circulação humana Pequena circulação: coraçãojpulmõesjcoração Grande circulação: coraçãojcorpojcoração Existem três tipos básicos de vasos sanguíneos em nosso corpo: arté- rias, veias e capilares. ● Artérias: normalmente conduzem sangue rico em oxigênio. Não possuem válvulas. ● Veias: normalmente conduzem sangue rico em dióxido de carbono. Possuem válvulas. ● Capilares: são os vasos mais finos e permitem as trocas de nutrientes, gases e resíduos metabólicos com as células e tecidos. 20UNIDADE I Anatomia Humana Imagem 9: Sangue O Sangue apresenta seus elementos figurados (hemácias, leucócitos e plaquetas) e o plasma sanguíneo. As hemácias transportam oxigênio e dióxido de carbono, os leucócitos estão envolvidos com a defesa do organismo e as plaquetas participam dos processos de coagulação do sangue. Imagem 10: Sangue 21UNIDADE I Anatomia Humana SAIBA MAIS “O coração é um músculo que pesa 250 gramas, em média. No ritmo normal, que é de 70 a 75 batidas por minuto, ele chega a dar mais de 110 000 batimentos por dia. Mas, em caso de pânico ou susto, pode subir para 150 pulsações por minuto. No corpo em repouso, os 5 litros de sangue são bombeados por todo o organismo em apenas um minuto”. https://fernandobraganca.com.br/2016/07/30/nosso-corpo-e-nossos-numeros/ REFLITA “No meio da dificuldade encontra-se a oportunidade.” Albert Einstein https://www.pensador.com/autor/albert_einstein/ 22UNIDADE I Anatomia Humana CONSIDERAÇÕES FINAIS Caro aluno, Realize todas as atividades sugeridas para que você possa fixar seu conhecimento. Revise seu material, se necessário, várias vezes. Cumpra todas as etapas pelas quais acabamos de passar para que você esteja apto a acompanhar novos conteúdos. Lembre- se: “ a repetição é a rainha da perfeição”. Sucesso! 23UNIDADE I Anatomia Humana LEITURA COMPLEMENTAR A energia utilizada a partir do ATP não é utilizada somente para suprir o mecanismo de contração muscular, mas também para bombear Ca++ do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático (ao término da contração) e bombear íons Na+ e K+, através da membrana da fibra muscular (para a propagação dos potenciais de ação). Porém, a concentração de ATP só é suficiente para manter a contração durante 1 a 2 segundos. Quando o ATP libera sua energia, é liberado um radical de ácido fosfórico e formado o difosfato de adenosina (ADP). Em seguida a energia liberada dos nutrientes celulares faz com que o ADP e o ácido fosfórico se recombinem para gerar novo ATP. Esse processo se repete continuamente. Para essa refosforilação, existem três fontes de energia principal: Fosfocreatina: contém uma ligação fosfato de alta energia semelhante à do ATP. A Fosfocreatina é clivada e a energia gerada provoca a ligação do fosfato ao ADP para convertê-lo em ATP. Essa fonte adicional mantém a contração por mais 5 a 8 segundos. Glicogênio: rápida degradação do glicogênio – previamente armazenado nas células musculares – em ácido lático e ácido pirúvico libera energia, que é utilizada para converter ADP em ATP. Sendo assim, esse mecanismo de “glicólise”, mantém a contração por até 1 minuto (sem a necessidade de oxigênio); forma ATP duas vezes mais rápido do que quando nutrientes celulares reagem com oxigênio. Metabolismo oxidativo: mais de 95% de toda a energia utilizada pelos músculos em contrações de longa duração. Consiste na combinação e utilização de diferentes nutrientes celulares para formar ATP (carboidratos; gorduras; proteínas). Fonte: https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/fisioterapia/energia-para-a-contracao-muscular/42810 24UNIDADE I Anatomia Humana MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Anatomia Humana - Anatomia sistêmica e segmentar - 3.ed. Autores: DANGELO, J. G.; FATTINI, C. C. Editora: Atheneu. Ano: 2007. Sinopse: O livro de Anatomia Humana Sistêmica e Segmentar surge, em sua 3ª edição, totalmente reescrito, atualizado e ampliado, e com a inclusão da última Nomina Anatômica o que o torna livro do momento. Como se sabe, Anatomia Humana Sistêmica e Segmentar é um clássico da literatura biomédica nacional, fato comprovado por sua adoção nos principais cursos e disciplinas de anatomia do país. Seu conteúdo está plenamente adequado às necessidades básicas do ensino de anatomia, ou seja,o que efetivamente nossos estudantes devem preocupar-se em ser ensinados e em aprender. É livro, pois, absolutamente didático, em que a organização temática, a forma de abordagem e a descrição inseridas no texto nasceram da convivência diária de seus autores com os alunos nas salas de aula e nos laboratórios de aulas práticas. Contém 945 ilustrações anatômicas em traço a meio-tom e 22 figuras em cores, além de gráficos, tabelas e quadros sinópticos a duas cores, tudo de maneira a tornar o estudo de anatomia atraente e fácil, como de fato deve ser. Sem sombra de dúvida, por sua praticidade e adaptação as grades curriculares de nossos cursos biomédicos, Anatomia Humana Sistêmica e Segmentar, 3ª edição dos professores Dangelo e Fattini permanecerão como líder no quadro de adoções dos livros de anatomia em nosso país. FILME/VÍDEO https://www.youtube.com/watch?v=Zm6QtfpwqKs Documentário realizado pelo Discovery Channel sobre ossos e músculos. WEB https://www.auladeanatomia.com/ http://homemvirtual.org.br/portal/ https://www.youtube.com/watch?v=Zm6QtfpwqKs https://www.auladeanatomia.com/ http://homemvirtual.org.br/portal/ 25 Plano de Estudo: ● Sistema Neuromuscular ● Controle Neural do Movimento ● Sistema Cardiovascular ● Sistema Respiratório ● Sistema Endócrino ● Sistema Digestório Objetivos de Aprendizagem: ● Compreender os mecanismos básicos da fisiologia dos sistemas ● Fazer a inter-relação dos mecanismos fisiológicos no organismo como um todo ● Buscar subsídios para o aprofundamento sobre o organismo humano UNIDADE II Fisiologia Professor Marcelo A. de Lima 26UNIDADE II Fisiologia INTRODUÇÃO A Fisiologia é o estudo do funcionamento dos organismos vivos, para explicação da própria vida. Seu estudo tem como base a célula, unidade anátomo-fisiológica dotada de reprodução. No organismo humano há trilhões de células, trabalhando em harmonia. Todo o organismo trabalha de forma a se manter uma constância, a homeostase, de certa forma, um estado de equilíbrio interno caracterizado pelo metabolismo que na verdade é a união do anabolismo (reações de síntese) e do catabolismo (reações de quebra). 27UNIDADE II Fisiologia 1 SISTEMA NEUROMUSCULAR No organismo humano há três tipos musculares: o músculo estriado esquelético, o músculo liso e o músculo estriado cardíaco. Basicamente esses três tipos musculares têm a mesma função: realizar a contração e o relaxamento muscular, gerando movimento. Imagem 1: tipos de músculos 28UNIDADE II Fisiologia Em todos eles há as proteínas denominadas actina e miosina que são as grandes responsáveis pelo movimento. A fonte de energia é o ATP e todos os músculos dependem de comando nervoso para o funcionamento. Embora todos os músculos realizem movimento, há diferenças importantes que podem ser visualizadas no quadro comparativo a seguir. Quadro 1: Características dos três tipos de músculos QUADRO COMPARATIVO CARACTERÍSTICAS MUSCULATURA ESTRIADA ESQUELÉTICA MUSCULATURA ESTRIADA CARDÍACA MUSCULATURA LISA Estrias transversais Presentes Presentes Ausentes Núcleo Muitos periféricos Um central Um central Discos intercalares Não há Presentes Não há Contração Rápida e voluntária Rápida, rítmica e involuntária Lenta e involuntária Apresentação Formam pacotes bem definidos Formam as paredes do coração (miocárdio) Formam camadas envolvendo órgãos Fonte: o autor. 29UNIDADE II Fisiologia 2 CONTROLE NEURAL DO MOVIMENTO Embora saibamos que há três tipos de músculos (cardíaco, esquelético e liso), este estudo será direcionado ao Músculo Estriado Esquelético. Esses músculos são compostos por fibras filiformesou cilíndricas, que apresentam estrias formadas por bandas claras e escuras de forma alternada (filamentos de actina e miosina). Cada célula ou fibra muscular ou é multinucleada, alongada, podendo ultrapassar os 20 cm de comprimento. Cada célula é envolvida por uma membrana denominada endomísio. Várias fibras musculares com seus respectivos endomísios são envolvidas por outra membrana denominada perimísio, formando os feixes ou fascículos musculares. Vários feixes ou fascículos com seus respectivos perimísios são envolvidas por outra membrana, o epimísio, formando desta forma o músculo. Esses músculos são inervados por nervos espinhais, cranianos e estão sob o controle voluntário do Sistema Nervoso Central. 30UNIDADE II Fisiologia Imagem 2: integração sistema nervoso e muscular 2.1 Órgãos envolvidos no sistema neuromuscular No mecanismo de contração das células ou fibras musculares esqueléticas, ocorre o encurtamento dos sarcômeros: os filamentos de actina “deslizam” sobre os de miosina, graças a certos pontos de união que se formam entre esses dois filamentos, levando à formação da actomiosina. Para ocorrer esse deslizamento, há a participação de grande quantidade de dois elementos importantes : íons Ca ++ e ATP. Nesse caso cabe à molécula de miosina o papel de “quebrar” (hidrolisar) o ATP, liberando a energia necessária para a ocorrência de contração. Imagem 3: Sarcômero, actina e miosina 31UNIDADE II Fisiologia Cada ponto de junção entre uma terminação nervosa e a membrana plasmática ou sarcolema da célula muscular corresponde a uma sinapse neuromuscular. Essa junção é conhecida pelo nome de placa motora ou junção neuromuscular. O impulso nervoso propaga-se pelo neurônio eferente ou motor e atinge a placa motora, em uma sinapse axo- muscular. A membrana da célula muscular ou sarcolema recebe o estímulo. Gera-se um impulso nervoso que se propaga por essa membrana, atinge o citoplasma e desencadeia o mecanismo de contração muscular. Imagem 4: Unidade motora (neurônio eferente e células musculares por ela inervadas) 32UNIDADE II Fisiologia 3 SISTEMA CARDIOVASCULAR A função de circulação é realizada pelo sistema cardiovascular. Esse sistema é formado por um órgão central, o coração, e por uma rede de vasos nos quais circulam o sangue e a linfa. O sistema circulatório sanguíneo tem como órgão central o coração que impulsiona o sangue para vasos denominados artérias. Estas por sua vez se ramificam em vasos cada vez mais finos até formarem as arteríolas e os capilares sanguíneos. Os capilares apresentam apenas uma camada e são capazes de realizar trocas de nutrientes, gases e outras substâncias com as células do corpo. Após deixarem o oxigênio e nutrientes às células do organismo, os capilares agora coletam o dióxido de carbono e outros produtos do metabolismo e irão formar as vênulas. Estas por sua vez formam as veias até cheguem ao coração levando o sangue venoso ao átrio direito. 33UNIDADE II Fisiologia Imagem 5: Vasos sanguíneos Artérias são vasos que saem do coração levando sangue para as diversas partes do corpo. Veias são vasos que chegam ao coração trazendo sangue de todo o corpo. Capilares são vasos que permitem a troca de substâncias com as células do corpo. Quadro 2: Comparação entre artérias e veias Artérias Veias Camadas Túnica externa, média, interna Túnica externa, média e interna Válvulas sem com Quando cortadas Jatos de sangue Sangue corre sem jatos Pulsação forte fraca Posição Geralmente profundas Muitas superficiais O sistema circulatório linfático é formado pelos capilares linfáticos que possuem fundo cego nos interstícios dos tecidos. Drenam o fluido intercelular, que passa a ser chamado de linfa a partir do momento que é drenado para o interior dos capilares linfáticos. Esses capilares confluem em vasos cada vez mais calibrosos que desembocam nos ductos linfáticos (que possuem válvulas) que por sua vez lançam a linfa em veias calibrosas do sistema circulatório sanguíneo. 34UNIDADE II Fisiologia Estruturas importantes do sistema linfático são também os linfonodos (filtram a linfa) e outros órgãos linfoides como baço, timo, tonsilas, adenoides e parte da medula óssea. Imagem 6: Sistemas circulatórios sanguíneo e linfático Quadro 3: Componentes do sangue Função HEMÁCIAS, ERITRÓCITOS, GLÓBULOS VERMELHOS Transporte de oxigênio e dióxido de carbono LEUCÓCITOS OU GLÓBULOS BRANCOS Defesa: fagocitose ou produção de anticorpos PLAQUETAS OU TROMBÓCITOS Coagulação do sangue PLASMA Contém água, enzimas, hormônios etc. Fonte: o autor. 35UNIDADE II Fisiologia 4 SISTEMA RESPIRATÓRIO O sistema respiratório é formado em sequência pelos seguintes órgãos ou estruturas: nariz externo, cavidade nasal, faringe, laringe, traquéia, brônquios e pulmões. Dá-se o nome de respiração aos processos de inspiração do ar (processo ativo – gasta ATP) e expiração (processo passivo – não gasta ATP). Os órgãos tubulares (nariz, cavidade nasal, faringe, laringe, traquéia e brônquios) correspondem à porção condutora de ar, enquanto os pulmões correspondem à porção respiratória, pois realizam a hematose (troca de dióxido de carbono por oxigênio). Os órgãos da porção condutora, além de conduzirem o ar, também tem as funções de aquecimento, purificação e umedecimento do ar inspirado, condições importantes para que seja realizada uma boa hematose por difusão de gases nos alvéolos pulmonares. 36UNIDADE II Fisiologia Imagem 7: Hematose no alvéolo pulmonar O pulmão direito apresenta três lobos e é maior que o pulmão esquerdo que possui dois lobos. Ambos os pulmões são revestidos por uma serosa denominada pleura. A hematose ocorre nos alvéolos pulmonares (últimas ramificações dos brônquios). Fato interessante é que os pulmões não possuem movimentos próprios e dependem das alterações de pressão na cavidade torácica quando esta se expande e se relaxa devido a ação de vários músculos como o diafragma, intercostais externos, internos e escalenos. O controle nervoso para que estes músculos atuem está sob o comando do bulbo localizado no tronco cerebral. Imagem 8: Mecanismo de inspiração e expiração 37UNIDADE II Fisiologia 5 SISTEMA ENDÓCRINO O sistema endócrino é constituído por um grande número de glândulas endócrinas. Juntamente com o sistema nervoso que lhe fornece informações sobre as condições do organismo, esses dois sistemas formam o aparelho integrador do organismo. As glândulas endócrinas produzem os hormônios, que podem atuar em estruturas não endócrinas ou podem ainda atuar sobre outras glândulas (função trópica). Normalmente os hormônios são produzidos em pequenas quantidades e secretados no sangue ou na linfa até que atinjam o órgão-alvo (célula, tecido, órgão ou outra glândula). A estrutura alvo deverá possuir um receptor específico para cada hormônio. 38UNIDADE II Fisiologia Quadro 4: Principais hormônios do ser humano HORMÔNIOS Quem produz e os seus objetivos: Glândula Hormônio Suas principais funções Hipotálamo Tireotropina (TRH) Provoca a liberação de (TSH) na hipófise e regula o funcionamento da tireóide. Corticotropina (CRH) Libera o (ACTH) também na hipófise e estimula as supra-renais Fator (GRH) Regula o hormônio de crescimento (GH) na hipófise Fator (LHRH) Regula a produção de (LH) e (FSH), que saem da hipófise e agem nas gônodas. Pineal Melatonina Controla o relógio biológico e está ligado ao sono. Hipófise (Lobo anterior) Somatotrofina ou Hormônio de Crescimento (GH) Promove o crescimento de quase todas as células. Prolactina (LTH) Controla a produção do leite materno e regula a ovulação. Folículo estimulante (FSH) Estimula o crescimento do folículo nos ovários e nos testículos, induz a formação de espermatozóides. Luteinizante (LH) Estimula a ovulação e a secreção dos hormônios sexuais. Tireotrofina (TSH) Estimula a tireóide a produzir os hormônios (T3 e T4) que controlam o metabolismo.Adenocorticotrófico (ACTH) Estimula o funcionamento das glândulas supra- renais. Hipófise (Lobo posterior) Ocitocina No parto, ajuda contrair o útero; na amamentação, a expulsar o leite. No homem, provoca relaxamento dos vasos e dos corpos eréteis do pênis, aumentando a irrigação sanguínea. Antidiurético (ADH) ou vasopressina Provoca a reabsorção de água pelos rins e controla a eliminação pelos rins. Tireóide Triiodotironina (T3) Tiroxina (T4) Aumentam a velocidade das reações químicas na maioria das células do corpo, controlando o metabolismo. Calcitonina Regula a taxa de cálcio no sangue, inibindo a sua remoção dos ossos, o que diminui a taxa plasmática do cálcio. Paratireóide Paratormônio Regula o metabolismo do cálcio do organismo. Supra-renais Cortisol Indica como devemos gastar os nutrientes. Adrenalina e Noradrenalina Ativam o de alerta do organismo em situações de emergência ou perigosas. Pâncreas Glucagon Aumenta a concentração de glicose no sangue.Insulina Provoca a entrada de glicose nas células do corpo. Ovários Estrógeno Estimula o desenvolvimento dos órgão sexuais e das características femininas. Progesterona Rege o ciclo menstrual; prepara a mulher para a gestação e mantém a gravidez. Testículos Andrógenos O principal é a testosterona, relacionado às características masculinas. Fonte: adaptado pelo autor 39UNIDADE II Fisiologia 6 SISTEMA DIGESTÓRIO O sistema digestório humano tem por função final promover a absorção de nutrientes. É constituído, em sequência pelos seguintes órgãos tubulares: boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso, reto, canal anal e ânus. Estruturas acessórias produzem substâncias que são lançadas na luz desse tubo para ajudar na digestão, são elas: glândulas salivares (parótidas, submandibulares e sublinguais), fígado (produz a bile) e pâncreas (produz enzimas digestivas). Depois de ingerido, o alimento sofre digestão mecânica (mastigação e peristaltismo), física (bile) e química (enzimas) e depois é absorvido. O que não é aproveitado pelo organismo é eliminado através das fezes. Na cavidade oral, os primeiros estágios da digestão iniciam com a mastigação e a secreção da saliva por três pares de glândulas salivares: glândulas sublinguais abaixo da língua, glândulas submandibulares abaixo da mandíbula (osso maxilar) e glândulas parótidas encontradas perto da articulação da mandíbula. 40UNIDADE II Fisiologia Imagem 9: Sistema digestório humano Quadro 5: as principais enzimas digestivas e seus locais de atuação Enzima Substrato Onde é produzida? Onde atua? Obs. Ptialina (amilase salivar) Quebra o amido (um tipo de carboidrato em maltose) Glândulas salivares Cavidade bucal Atua pH neutro a alcalino Pepsina Quebra proteínas em peptídeos Estômago Estômago Atua em pH ácido (na presença de ácido clorídrico) Renina Quebra a caseína do leite materno Estômago Estômago Produzida nos primeiros meses de vida Su co p an cr eá tic o Tripsina Quebra proteínas em peptídeos Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Quimiotripsina Quebra proteínas em peptídeos Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Lipase pancreática Quebra de lipídeos do tipo triglicerídeos Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Amilase pancreática Quebra o amido (um tipo de carboidrato) em maltose Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Peptidases pancreáticas Quebra peptídeos em aminoácidos Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Nucleases Quebra ácidos nucléicos em nucleotídeos Pâncreas Intestino delgado Atua em pH alcalino Fonte: adaptado pelo autor. 41UNIDADE II Fisiologia 7 SISTEMA RENAL O sistema renal ou excretor é formado pelos rins, ureteres, bexiga urinária e uretra. A excreção é o principal mecanismo homeostático do organismo, pois, regula a quantidade de água e de sais minerais, assim como, elimina os dejetos celulares através da urina. São funções do sistema excretor humano: reabsorção de substâncias úteis ao organismo (glicose, água, aminoácidos), regulação do volume de água, controle de sódio e potássio. Os rins apresentam um córtex e uma medula. Sua unidade funcional é o néfron (aproximadamente um milhão por rim). No néfron ocorrem os processos de reabsorção de substâncias úteis e a excreção através da urina de substâncias que se acumuladas, poderiam se tornar nocivas, como por exemplo, a uréia. A função mais importante dos rins é a regulação homeostática do conteúdo de água e íons no sangue, também chamada de balanço do sal e da água, ou equilíbrio hidroeletrolítico. A remoção de resíduos é importante, mas alterações nos volumes sanguíneos ou nas concentrações iônicas causam sérios problemas clínicos antes que o acúmulo de resíduos metabólicos atinja níveis tóxicos. Os quatro processos que ocorrem nos rins são: Filtração: movimento do sangue para o lúmen; Reabsorção: do lúmen para o sangue; Secreção: do sangue para o lúmen; Excreção: do lúmen para fora do corpo. 42UNIDADE II Fisiologia Imagem 10: Néfron O hormônio ADH (Hormônio Anti-Diurético) tem papel expressivo no controle de reabsorção de água. Quando o organismo precisa reter água, o hipotálamo secreta o ADH que através da corrente sanguínea chega aos néfrons, levando à reabsorção de água. Imagem 11: Sistema excretor humano 43UNIDADE II Fisiologia Depois de produzida a urina pelos néfrons, esta é coletada por estruturas tubulares denominadas cálices renais. Daí, a urina segue o trajeto pela pelve renal, ureter, bexiga urinária (responsável pela micção) e finalmente uretra. REFLITA “O sucesso nasce do querer, da determinação e persistência em se chegar a um objeti- vo. Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no mínimo fará coisas admiráveis.” Fonte: José de Alencar 44UNIDADE II Fisiologia SAIBA MAIS Os rins podem regular a pressão arterial pelo aumento ou pela diminuição do volume sanguíneo. Essa regulação é por meio de um mecanismo hormonal, chamado sistema renina-angiotensina-aldosterona. Quando a pressão cai até valores inferiores a normalidade, o fluxo sanguíneo pe- los rins diminui, fazendo com que o rim secrete a importante substância chamada renina para o sangue. A renina atua como uma enzima convertendo uma das proteínas plas- máticas, o substrato da renina, no hormônio angiotensina I. Esse hormônio tem efeito pouco intenso sobre a circulação e é rapidamente convertido em um segundo hormônio, a angiotensina II, por meio da enzima conversora (ECA). Essa enzima conversora é encontrada apenas nos vasos de menor calibre dos pulmões. A angiotensina II permanece no sangue por pouco tempo, apenas de 1 a 3 minu- tos, por ser inativada por outras enzimas, encontradas no sangue e no tecido, e cha- madas coletivamente de angiotensinas. Não obstante seu reduzido tempo de ação, e que está circulando no sangue, a angiotensina II produz vasoconstrição nas arteríolas, fazendo a pressão aumentar até o seu valor normal. Além do mecanismo hormonal dos rins, outro importante sistema hormonal tam- bém participa da regulação da PA: É a secreção de aldosterona pelo córtex da suprarre- nal. Esse córtex secreta hormônios corticoides, um dos quais, a aldosterona, controla o débito renal de água e de sal. A aldosterona participa da regulação da seguinte forma: quando a pressão arterial cai a valores muito baixos, a falta de fluxo sanguíneo ideal pelo corpo faz com que os córtices suprarrenais secretem a aldosterona. Uma das causas desse efeito é a estimulação das glândulas suprarrenais pela angiotensina II que é formada quando ocorre a baixa da PA. Essa aldosterona exerce efeito no rim. Como consequência a água e o sal ficam retidos no sangue, aumentando o volume sanguíneo, normalizando a PA. De modo inverso, a PA aumentada inverte esse mecanismo, de modo que os volu- mes líquidos e, consequentemente a pressão arterial, diminuam. Fonte:https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/farmacia/a-importancia-dos-rins-na-regula-cao-da-pressao-arterial/63501 45UNIDADE II Fisiologia CONSIDERAÇÕES FINAIS Caro aluno, Realize todas as atividades sugeridas para que você possa fixar seu conhecimento. Revise seu material, se necessário, várias vezes. Cumpra todas as etapas pelas quais acabamos de passar para que você esteja apto a acompanhar novos conteúdos. Busque informações mais aprofundadas em outras referências bibliográficas e sedimente seu conhecimento. 46UNIDADE II Fisiologia LEITURA COMPLEMENTAR O processo da digestão é controlado pelo sistema nervoso autônomo e por hormônios. A visão o cheiro e o sabor do alimento estimulam o sistema nervoso central, e este por meio de nervos, estimula as glândulas salivares a secretar salivas, fenômeno conhecido como salivação e as glândulas estomacais a secretar enzimas digestivas e ácido clorídrico. Além da estimulação nervosa o estômago também recebe estimulações hormonais. A presença de alimentos ricos em proteínas no estômago libera no sangue o hormônio gastrina. O controle das secreções que atuam no intestino resulta de uma conseqüência de sinais químicos, dos quais participam vários hormônios. O primeiro sinal é dado pela entrada de quimo no duodeno, que libera a secretina no sangue, ela inibe a secreção gástrica do estômago e reduz a mobilidade intestinal, estimula a liberação de secreção pancreática rica em bicarbonatos , a produção de bile pelo fígado e a secreção do suco entérico pela parede intestinal. Gorduras ou proteínas parcialmente digeridas presentes no quimo estimulam células do duodeno a liberar sangue o hormônio colecistoquinina. Pela circulação sanguínea esse hormônio atinge a vesícula biliar, estimulando a contração de sua musculatura e a expulsão da bile para o duodeno. Também estimula o pâncreas para liberar suco pancreático. O quimo também estimula o intestino a liberar no sangue um hormônio inibidor de atividade gástrica, cuja principal função é diminuir os movimentos peristálticos estomacais, danado mais tempo para que a digestão ocorra. A estimulação é proporcional ao teor de gorduras ou carboidratos no quimo. Fonte:https://brainly.com.br/tarefa/18093966 47UNIDADE II Fisiologia MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Tratado de Fisiologia Médica - 13ª ed. Autor: John E. Hall. Editora: Elsevier. Ano: 2017. Sinopse: a 13ª edição do Guyton & Hall Tratado de Fisiologia Médica mantém a longa tradição deste best-seller como o melhor livro-texto de Fisiologia Médica do mundo. Diferentemente de outros livros, este guia claro e de fácil compreensão tem voz autoral única e consistente e ressalta o conteúdo mais relevante para os estudantes clínicos e pré-clínicos. O texto detalhado, porém esclarecedor, é complementado por ilustrações didáticas que resumem conceitos-chave em fisiologia e fisiopatologia. • O texto com fonte maior enfatiza a informação essencial sobre como o corpo deve manter a homeostasia de modo a permanecer saudável, ao mesmo tempo em que as informações de apoio e os exemplos são detalhados com tamanho de fonte menor e destacados em lilás. • As figuras e tabelas de resumo transmitem de maneira facilitada os processos chave apresentados no texto. • Contém a nova tabela de referência rápida de valores laboratoriais padrão no final do livro. • Acréscimo do número de figuras, correlações clínicas e mecanismos moleculares e celulares importantes para a medicina clínica. • Inclui o conteúdo online em português do Student Consult, que oferece uma experiência digital aprimorada: banco de imagens, referências, perguntas e respostas e animações. Junto com a nova edição da consagrada referência mundial da fisiologia, Guyton & Hall, você também tem acesso à forma mais inovadora, simples, visual e objetiva de aprender fisiologia, o Homem Virtual, a maneira inteligente de estudar fisiologia em 3D. FILME/VÍDEO SISTEMA DIGESTÓRIO - COMPLETO - DISCOVERY CHANNEL - CIÊNCIAS JÁ! Sinopse: Documentário realizado pelo Discovery Channel sobre sistema digestório sobre curiosidades, anatomia e fisiologia do sistema digestório humano. WEB https://www.youtube.com/watch?v=WK4KGdtsdJU Aprenda mais sobre a homeostase. Este é um documentário que irá lhe ensinar conceitos básicos e fundamentais sobre homeostase, sobre o metabolismo das nossas células. 48 Plano de Estudo: ● Composição química celular: proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos; ● Métodos e técnicas de visualização de estruturas celulares; ● Estrutura das membranas celulares e principais mecanismos de transporte; ● Compartimentos celulares, organelas e citoesqueleto; ● Estrutura mitocondrial e função energética. Objetivos de Aprendizagem: ● Compreender a composição química da célula e a estruturação e funcionamento das principais organelas celulares. UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Professor Marcelo A. de Lima 49UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular INTRODUÇÃO Nesta unidade, você terá contato com os conhecimentos que margeiam a composição química da célula. Irá se familiarizar com a terminologia usada na biologia celular e obterá subsídios para avançar em seus estudos. Noventa e nove por cento da massa das células são formadas de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio. As células são constituídas de macromoléculas poliméricas, é característica da matéria viva a presença de moléculas de alto peso, macromoléculas que são polímeros constituídos pela repetição de unidades menores, chamada monômeros. Além dos polímeros, moléculas menores como lipídeos, água, sais minerais e vitaminas têm relevante papel na constituição e no funcionamento das células. 50UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular 1 PROTEÍNAS São compostos orgânicos complexos (polímeros) de alto peso molecular. São formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e algumas apresentam ainda o ferro e o enxofre. Suas unidades básicas ou monômeros são os aminoácidos, que se ligam em cadeias, os polipeptídios, através das ligações peptídicas. Os aminoácidos caracterizam quimicamente pela presença de um átomo de carbono, ao qual se ligam um grupo carboxílico (COOH), um grupo amina (NH2), um radical e um átomo de hidrogênio. Os vegetais conseguem produzir todos os tipos de aminoácidos, enquanto os animais devem obter parte deles por meio da dieta, por não serem capazes de produzi-los. Imagem 1: Aminoácido 51UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Os aminoácidos produzidos por um organismo são chamados de aminoácidos naturais. Aqueles obtidos por meio da dieta são denominados aminoácidos essenciais. São conhecidos cerca de vinte aminoácidos que rotineiramente participam da estrutura das proteínas. Para formar as proteínas, os aminoácidos combinam-se por meio de ligações químicas denominadas ligações peptídicas. Imagem 2: Ligação peptídica Em cada ligação há liberação de uma molécula de água. As proteínas podem diferir quanto ao tipo, à quantidade e à ordem dos aminoácidos que as compõem. Imagem 3: os aminoácidos e as diferentes estruturas das proteínas 52UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular As proteínas podem ser classificadas em duas categorias: as proteínas simples, cujas moléculas são formadas exclusivamente por aminoácidos, e as proteínas conjugadas, que se caracterizam pela presença, em suas moléculas, de uma parte não proteica denominada grupo prostético. As enzimas são proteínas e, como tais, produzidas pelo controle do DNA. Elas são os efetores da informação genética no DNA, e é por meio delas que o DNA comanda todo o metabolismo celular. As proteínas participam de diversas funções, como: estrutural, enzimática, transporte e defesa. ● Estrutural: As proteínas compõem a membrana plasmática e os filamentos que sustentam as células. O colágeno, por exemplo, é uma proteína presente na maioria dos órgãos. A actina e miosina são as principais proteínasdos músculos etc. ● Enzimática: as enzimas são proteínas que catalisam as reações químicas. Praticamente todas as reações químicas dependem da ação das enzimas. Um exemplo amilase pancreática, que degrada o amido no intestino. Imagem 4: atividade enzimática ● Transporte: Na membrana plasmática das células há proteínas responsáveis pelo transporte de íons e algumas moléculas como a glicose entre os meios intra e extracelulares. No sangue, a hemoglobina é uma proteína que transporta o oxigênio e o dióxido de carbono para todas as células do corpo. 53UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular ● Defesa: Os anticorpos são proteínas responsáveis pela defesa do organismo contra agentes estranhos, como vírus e bactérias. Fatores como temperatura e pH são de extrema importância para se manter a estrutura e atividade das proteínas. Quando colocadas em meios com variações bruscas de pH e temperatura, as proteínas podem desnatura, perdem a forma e consequentemente a função. Imagem 5: Desnaturação das proteínas do ovo Lipídios São moléculas orgânicas de longas cadeias carbônicas e são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos. São também chamadas ceras, óleos ou gorduras. De acordo com as funções principais, os lipídeos celulares podem ser divididos em duas categorias: lipídeos de reserva nutritiva e lipídeos estruturais, estes têm papel relevante na manutenção da estrutura das membranas celulares. Os lipídios podem ser classificados em: glicerídeos, fosfolipídios, ceras ou cerídeos, esteróis e carotenoides. 54UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Imagem 6: exemplo de lipídio ● Glicerídeos: podem ser de origem animal, como a gordura presente em carnes e manteiga ou de origem vegetal, como os óleos vegetais, presentes no azeite de oliva ou no óleo de milho e canola. Os glicerídeos de origem animal são sólidos a temperatura ambiente, enquanto os de origem vegetal são líquidos. Podem desempenhar as funções de isolante térmico e reserva de energia ● Fosfolipídios: fazem parte das membranas plasmáticas das células de todos os seres vivos. Cada molécula de fosfolipídios tem uma região hidrofílica (que tem afinidade com a água) e uma região hidrofóbica (sem afinidade com a água). Essa característica permite que esses lipídios separem meios aquosos, como o meio intra e extracelular, pela forma como se posicionam na membrana plasmática. Imagem 7: membrana plasmática 55UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular ● Cerídeos ou Ceras: são lipídios produzidos por animais e plantas. Nas plantas, de forma geral, as ceras têm função impermeabilizante. São produzidas e depositadas na superfície das folhas ou dos frutos para diminuir a perda de água. A cera produzida pelas abelhas também é formada por lipídios, assim como o cerume presente nas orelhas de alguns mamíferos. ● Esteroides: Um exemplo é o colesterol, lipídio presente em alimentos de origem animal (não é encontrado nos vegetais), como carne, leite e ovos, que faz parte da composição das membranas celulares dos animais. Os hormônios sexuais, como estrógeno e a testosterona também são exemplos de esteroides. Funções: Participam da composição química da membrana das células animais e atuam como precursor de hormônios sexuais (progesterona e testosterona). ● Carotenoides: são pigmentos avermelhados e alaranjados produzidos por seres autótrofos que participam do processo de fotossíntese. Carboidratos ou Hidratos de Carbono São também conhecidos açucares hidratos de carbono ou glicídios. São compostos orgânicos elaborados pelos organismos autótrofos fotossintetizantes. Já os organismos heterótrofos, como os animais, devem obter essas moléculas por meio da nutrição. Os carboidratos estão presentes em diversos alimentos, como frutas, legumes, pães, massas e doce. Essas substâncias constituem a principal fonte de energia para as células desempenharem suas funções, como produzir e transportar substâncias, crescer e se dividir. Os carboidratos são classificados, de acordo com a organização e o tamanho de sua molécula, constituídos por átomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), em três grandes grupos: ∙ Monossacarídeos: são carboidratos simples, que não sofrem hidrólise, de fórmula geral Cn (H2O)n, em que n varia, de 3 a 7. As pentoses e hexoses são os monossacarídeos mais importantes e mais comuns nos seres vivos. 56UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Quadro 1: Principais carboidratos Monossacarídeos Ocorrência e papel biológico Galactose (C6H12O6) É um dos componentes do açúcar do leite (lactose). Tem função energética Frutose e Glicose (C6H12O6) Mel e frutos diversos. Tem função energética Ribose (C5H10O6) Componente estrutural do ácido ribonucleico (RNA) Desoxirribose (C5H10O4) Componente estrutural do ácido desoxirribonucleico (DNA). Não segue a fórmula geral dos monossacarídeos Cn(H2O)n Fonte: adaptada pelo autor. Imagem 8: pentoses Dissacarídeos ou Oligossacarídeos: são carboidratos formados pela junção de duas moléculas de monossacarídeos. Quadro 2: Principais dissacarídeos Dissacarídeos Ocorrência e papel biológico Sacarose (glicose+frutose) É o açúcar da cana e da beterraba. Tem função energética. Lactose (glicose+galactose) É o açúcar do leite. Tem função energética Maltose (glicose+glicose) É obtido do amido por hidrólise. Tem função energética. Fonte: adaptada pelo autor. Polissacarídeos: São carboidratos constituídos por centenas ou milhares de monossacarídeos. Essas moléculas recebem o nome de polímeros de monossacarídeos. São exemplos à celulose, o amido, o glicogênio e a quitina. 57UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Quadro 3: Principais polissacarídeos Polissacarídeos Ocorrência e papel biológico Amido (com mais de 1.400 moléculas de glicose) É reserva natural das plantas. Encontra-se armazenado em altas proporções em certos caules (como o da batata), em certas raízes (como a mandioca) e em semente de cereais (como o milho). Celulose É o mais abundante polissacarídeo da natureza. Contitui o principal componente estrutural da parede celular das células vegetais. Glicogênio (pode conter cerca de 30.000 moléculas de glicose) É o polissacarídeo de reserva dos animais em geral. Armazenado principalmente nas células do fígado e dos músculos. Tem papel energético. Quitina É um polissacarídeo nitrogenado que confere rigidez e resistência ao tecido onde ela se encontra. Ela constitui o exoesqueleto dos artrópodes (crustáceos, insetos, aracnídeos), sendo também encontrada na parede celular de certos fungos. Fonte: adaptada pelo autor. Ácidos nucleicos Os ácidos nucleicos são constituídos pela polimerização de unidades chamadas nucleotídeos. Os ácidos nucleicos são moléculas orgânicas relacionadas ao controle das atividades celulares, ao armazenamento e à transmissão das informações hereditárias ao longo das gerações. Há dois tipos de ácidos nucleicos, o DNA (ácido desoxirribonucleico) e o RNA (ácido ribonucleico). Os ácidos nucleicos são polímeros constituídos por monômeros denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por três componentes: uma pentose (açúcar com 5 carbonos na molécula), uma base nitrogenada (púrica ou pirimídica) e um ácido fosfórico. 58UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Imagem 9: nucleotídeos As bases nitrogenadas podem ser divididas em dois grupos: purinas e pirimidinas. No grupo das purinas estão a adenina (A) e a guanina (G). As pirimidinas são a citosina (C), a timina (T) e a uracila (U). Adenina, guanina e citosina estão presentes tanto no DNA como no RNA. No DNA apresenta timina e no RNA só apresenta a uracila. Além dos polímeros de nucleotídeos, que constituem as moléculas dos ácidos nucleicos, as células contêm quantidades relativamente grandes de nucleotídeos livres, desempenhando,sobretudo, as funções de coenzimas. No DNA estão codificadas as informações genéticas que controlam praticamente todos os processos celulares. Essas informações são transmitidas de uma geração para a próxima através da duplicação ou replicação semi-conservativa do DNA. A molécula de DNA é formada por duas cadeias de nucleotídeos ligadas entre si por meio de ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, de forma antiparalela. 59UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Imagem 10: Replicação semi-conservativa da molécula de DNA O RNA é formado por apenas uma cadeia de nucleotídeos. As bases nitrogenadas presentes no RNA são a adenina, a uracila, a guanina e a citosina. O RNA, de forma geral, é responsável pela expressão das informações contidas no DNA, atuando na produção de proteínas. As moléculas de RNA são produzidas da moléculas de DNA pelo processo de transcrição. Dos pontos de vista funcional e estrutural, distinguem-se três variedades principais de ácido ribonucleico: RNA de transferência ou tRNA RNA mensageiro ou mRNA RNA ribossômico ou rRNA 60UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Imagem 11: Transcrição e tradução Métodos e técnicas de visualização de estruturas celulares O Objetivo da microscopia é a obtenção de imagens ampliadas de um objeto, que nos permitam distinguir detalhes não revelados a olho nu. A forma mais comum é a lupa, seguida do microscópio óptico, que ilumina o objeto com luz visível ou ainda luz ultravioleta. O limite máximo de resolução dos microscópios ópticos é estabelecido pelos efeitos de difração devido ao comprimento de onda da radiação incidente. Mas, em geral, os microscópios ópticos convencionais ficam, então, limitados a um aumento máximo de 2000 vezes. Imagem 12: microscópio 61UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular A imagem microscópica é caracterizada por três parâmetros: aumento, resolução e contraste. Na microscopia óptica tem-se a vantagem de se poder observar células vivas, fato impossível de se realizar no microscópio eletrônico, pois, a estrutura a ser observada é colocada no vácuo. Imagem 13: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) No MEV a imagem é formada através de um feixe de elétrons que é usado para varrer o espécime (amostra). O feixe de elétrons é produzido em vácuo para evitar colisão com moléculas do ar. A microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (usando canhão de emissão de campo) fornece imagens de superfície e de estruturas abaixo da superfície. 62UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular 2 ESTRUTURA DAS MEMBRANAS CELULARES E PRINCIPAIS MECANISMOS DE TRANSPORTE A membrana plasmática, membrana celular ou plasmalema é um envoltório visível somente ao microscópio eletrônico, que reveste as células dos seres procariontes e eucariontes (vírus não tem membrana plasmática). Ultraestrutura da membrana plasmática É uma estrutura semipermeável, responsável pelo transporte e seleção de substâncias que entram e saem da célula através dos mecanismos de transportes. Apenas com o desenvolvimento do microscópio eletrônico foi possível a observação da membrana plasmática. As funções da membrana plasmática são: ● Permeabilidade seletiva, controle da entrada e saída de substâncias da célula; ● Proteção das estruturas celulares; ● Delimitação do conteúdo intracelular e extracelular, garantindo a integridade da célula; ● Transporte de substâncias essenciais ao metabolismo celular; ● Reconhecimento de substâncias, graças a presença de receptores específicos na membrana. 63UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular A membrana plasmática ou celular separa o meio intracelular do extracelular e é a principal responsável pelo controle da penetração e saída de substâncias da célula. A membrana plasmática apresenta modelo do “mosaico fluido” de Singer e Nicolson, em 1972. O nome “mosaico fluido” deve-se pela presença de estruturas flexíveis e fluidas, com grande poder de regeneração. A membrana plasmática é quimicamente constituída por lipídios e proteínas. Por isso, é reconhecida por sua composição lipoproteica. Os fosfolipídios estão dispostos em uma bicamada lipídica. Várias proteínas e outros lipídios transitam pela bicamada. Os fosfolipídios apresentam uma porção polar e outra apolar. A porção polar é hidrofílica e volta-se para o exterior. A porção apolar é hidrofóbica e voltada para o interior da membrana. Os fosfolipídios movem-se, porém, sem perder o contato. Isso permite a flexibilidade e elasticidade da membrana. As proteínas podem ser transmembranas (que atravessam a membrana) ou periféricas (estão apenas em um dos lados). Transporte de Substâncias Imagem 14: Transportes de membrana 64UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular O transporte de substâncias através da membrana plasmática pode ser de modo passivo ou ativo. O transporte passivo ocorre sem gasto de energia. As substâncias deslocam-se do meio mais concentrado para o menos concentrado. São exemplos: ● Difusão Simples - É a passagem de partículas de onde estão mais concentradas para regiões em que sua concentração é menor. Ex. Oxigênio. ● Difusão Facilitada - É a passagem, através da membrana, de substâncias que não se dissolvem em lipídios, com ajuda das proteínas da bicamada lipídica da membrana. São necessárias proteínas chamadas permeases para fazer o transporte. Ex. glicose. ● Osmose - É a passagem de água de um meio menos concentrado (hipotônico) para outro mais concentrado (hipertônico). Ex. água. O transporte ativo ocorre com gasto de energia (ATP). As substâncias deslocam-se de menor para o de maior concentração. São exemplos: ● Transporte em Bloco: Endocitose e Exocitose - Ocorre quando a célula transfere grande quantidade de substâncias para dentro ou para fora do seu meio intracelular. Ex. fagocitose. ● Bomba de Sódio e Potássio - Passagem de íons sódio e potássio para a célula, devido às diferenças de suas concentrações, contra um gradiente de concentração. Ex. bomba de sódio e potássio. https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/ https://www.todamateria.com.br/difusao-facilitada/ https://www.todamateria.com.br/osmose/ https://www.todamateria.com.br/endocitose-e-exocitose/ https://www.todamateria.com.br/bomba-de-sodio-e-potassio/ 65UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular 3 COMPARTIMENTOS CELULARES, ORGANELAS E CITOESQUELETO A substância que compõe o citoplasma se chama citosol ou hialoplasma. É um líquido gelatinoso na qual as organelas ficam mergulhadas e que tem os seus limites definidos por uma membrana, que é a membrana celular. O citoplasma é, portanto, o espaço onde se encontram todas as organelas. As membranas têm a função de revestir, proteger e de dar forma aos organismos onde estão presentes. Além da membrana plasmática, as mitocôndrias, os peroxissomos, o retículo endoplasmático rugoso (RER), o retículo endoplasmático liso (REL), o complexo de Golgi e os lisossomos são todas organelas ou organoides celulares membranosos. As principais organelas citoplasmáticas são: ● Membrana plasmática: é o que envolve a célula, que a delimita e tem a função de permeabilidade seletiva. ● Núcleo: encontrado nas células eucariontes, guarda o material genético, o DNA do ser vivo e comanda tudo que acontece dentro da célula. ● Mitocôndria: tem a função principal de respiração celular, de produzir energia (ATP) para aquela célula funcionar e exercer suas atividades. Tem seu próprio DNA e seus próprios ribossomos. ● Ribossomos: fazem a síntese de proteínas. ● Lisossomos: têm função de digestão intracelular. Contém enzimas que vão realizar a quebra de substâncias dentro da célula. Eles podem digerir substâncias 66UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular que vêm de fora (heterofagia), ou pode digerir substâncias que já estão ali dentro(autofagia). ● Retículo endoplasmático: conjunto de bolsas e tubos que têm função principal de transportar algumas substâncias. Existem dois tipos, Rugoso ou Granuloso (RER) e Liso ou Agranuloso (REL). O granuloso tem esse nome por conter vários ribossomos aderidos a ele, aí a sua função será a síntese de proteínas. A diferença é que ele vai sintetizar proteínas que serão utilizadas fora da célula. Os ribossomos que ficam soltos pela célula irão sintetizar proteínas que são utilizadas pelas células. O retículo endoplasmático liso tem a função de sintetizar lipídeos. Ele vai desintoxicar a célula, vai degradar as substâncias tóxicas que estão ali dentro. ● Complexo de Golgi: formado também por bolsas sobrepostas, tem a função de secreção celular, isto é, de levar o que está dentro da célula para fora dela. Também tem a função de sintetizar carboidratos do tipo polissacarídeos. ● Centríolos: são formados por microtúbulos que vão ajudar os cromossomos a se separarem na hora da divisão celular. Estão presentes também em cílios e flagelos, auxiliando na locomoção de algumas células. ● Peroxissomos: tem a função de quebrar água-oxigenada ou peróxido de hidrogênio. Utiliza para isto, a enzima catalase. O peróxido de hidrogênio pode estar presente dentro das células devido a alguns processos e é extremamente tóxico. ● Citoplasma: é composto por uma substância gelatinosa chamada citosol, e pelas organelas presentes naquela célula, é todo o espaço onde as organelas estão imersas. ● Citoesqueleto: é o que dá sustentação e forma àquela célula, formado por um conjunto de estruturas proteicas que ficam no citoplasma e ajudam nessa sustentação. http://www.dacelulaaosistema.uff.br/?p=411 67UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular 4 ESTRUTURA MITOCONDRIAL E FUNÇÃO ENERGÉTICA As mitocôndrias são organelas presentes em células de seres eucariotos. A membrana da parte interna forma várias dobras que chamamos de cristas mitocondriais, entre essas cristas existe uma substância preenchendo o espaço, a qual chamamos de matriz mitocondrial. O DNA mitocondrial é idêntico ao das bactérias e são capazes de se autoduplicarem, dizemos que elas têm DNA próprio. Esse fato leva a hipótese de que as mitocôndrias surgiram de bactérias primitivas que invadiram uma célula e passaram a viver harmonicamente com ela – teoria da endossimbiose. Tanto a membrana interna quanto a matriz mitocondrial possuem enzimas respiratórias que estão envolvidas na respiração aeróbia. Imagem 15: Estrutura de uma mitocôndria 4.1 Respiração celular A respiração celular pode ocorrer de duas formas, uma utiliza o oxigênio para a reação, a respiração aeróbica, e a outra não utiliza, a respiração anaeróbica. As necessidades nutricionais do corpo são supridas, em princípio, ao ingerir os nutrientes, como carboidratos, lipídios e proteínas. Essas moléculas, entretanto, são muito 68UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular grandes, o que faz com que o corpo as quebre para poder utilizá-las. Após essa digestão feita pelo organismo, restam carboidratos simples, como a glicose, ácidos graxos e aminoácidos, que, então, podem ser utilizados. São essas moléculas que são usadas para obter energia pelo organismo, em especial os açucares simples como a glicose. Entretanto, elas não podem ser utilizadas diretamente, isto é, elas são processadas para gerar outra molécula que poderá ser utilizada com essa finalidade, a adenosina trifosfato ou apenas ATP. O ATP é uma molécula é composta pela base nitrogenada adenina, açúcar e três fosfatos. A energia é liberada das duas ligações que unem os fosfatos. Elas são ligações de alta energia que, quando necessário para alguma função ou reação do corpo, são quebradas liberando energia suficiente para esses eventos. Imagem 16: Liberação de energia da molécula de ATP A respiração anaeróbica –glicólise- ocorre no citosol das células e não se trata de uma forma muito eficiente para a geração de ATP. Isso ocorre porque ao fim do processo é gerada bem pouca energia, mais especificamente, um mol de glicose acaba gerando apenas dois mols de ATP. 69UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular Imagem 17: Observe que fotossíntese e respiração celular se complementam A respiração aeróbica (ciclos de Krebs e cadeia respiratória) se trata da obtenção de energia utilizando o oxigênio como componente do processo, como ocorre, por exemplo, na fosforilação oxidativa. Esse processo ocorre nas mitocôndrias das células e utiliza um dos produtos da glicólise, o ácido pirúvico ou piruvato. Assim, essa via de obtenção de energia acaba gerando trinta e seis mols de ATP a partir de um mol de glicose. Imagem 18: A respiração aeróbia depende da mitocôndria 70UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular SAIBA MAIS Você sabia que as mitocôndrias, organelas celulares responsáveis pela produção de energia para as células são uma herança exclusivamente materna? Pois é, uma das teorias relata que no momento da fecundação, quando o espermatozóide atinge o in- terior do óvulo, o mesmo contribui para formação do zigoto apenas com o núcleo e o centríolo. A maioria das mitocôndrias do espermatozóide ficam de fora, com a cauda que fica para trás quando o mesmo adentra ao ovócito. As poucas mitocôndrias do espermatozóide que passam são absorvidas pelo citoplas- ma do óvulo onde se desintegram. Fonte: https://www.biotadofuturo.com.br/mitocondria-heranca-materna/ REFLITA “Tudo o que um sonho precisa para ser realizado é alguém que acredite que ele possa ser realizado.” Roberto Shinyashiki. 71UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular CONSIDERAÇÕES FINAIS Caro aluno, Realize todas as atividades sugeridas para que você possa fixar seu conhecimento. Revise seu material, se necessário, várias vezes. Cumpra todas as etapas pelas quais acabamos de passar para que você esteja apto a acompanhar novos conteúdos. Busque informações mais aprofundadas em outras referências bibliográficas e sedimente seu conhecimento. Lembre-se de que esses assuntos necessitam de muita leitura adicional. Esforce- se para obter os resultados almejados. 72UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular LEITURA COMPLEMENTAR Normalmente, a identificação genética é realizada pela análise do DNA nuclear. Porém, um outro tipo de DNA pode ser analisado (o DNA mitocondrial - mtDNA). O mtDNA apresenta um padrão de herança materna, ou seja, a sequência é idêntica para todos os familiares por parte de mãe (herança matrilinear). Pode ser usado para identificar pessoas desaparecidas, através de análise por comparação com parentes. É útil, também, na identificação de materiais muito antigos ou em avançado grau de decomposição. A análise do mtDNA tem ajudado a solucionar diversos casos na genética forense, sendo utilizada com sucesso por laboratórios dos EUA e Europa. Fonte:https://genomic.com.br/dna-mitocondrial/ 73UNIDADE III Bases Macromoleculares da Constituição Celular MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Biologia Molecular da Célula - 6ª.ed. Autores: Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, David Morgan, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter, John Wilson, Tim Hunt. Editora: Artmed. Ano: 2017. Sinopse: À medida que a quantidade de informações em biologia aumenta exponencialmente, é cada vez mais importante que os livros tenham a capacidade de transformar grandes volumes de conhecimento científico em princípios concisos e conceitos duradouros. Assim como em edições anteriores, Biologia molecular da célula atinge este objetivo com seu texto claro e transparente, aliado a ilustrações de alta qualidade e explicações de abordagens matemáticas necessárias para a análise quantitativa das células, moléculas e sistemas. Esta edição foi revisada e atualizada extensivamente a partir das pesquisas mais recentes, oferecendo uma excelente estruturapara o ensino e o aprendizado da biologia celular. FILME/VÍDEO https://www.youtube.com/watch?v=AdP9eiXb2y4 Vídeo sobre visão geral do metabolismo celular. https://www.youtube.com/watch?v=D7gmvdNpTGM Vídeo explicativo sobre respiração celular. https://www.youtube.com/watch?v=AdP9eiXb2y4 https://www.youtube.com/watch?v=D7gmvdNpTGM 74 Plano de Estudo: ● Mitose e meiose – Ciclo Celular ● Ribossomos e síntese protéica ● Tipos celulares, diferenciação celular ● Características gerais dos principais tecidos (epitelial, conjuntivo, muscular, ósseo e nervoso). Técnicas de coloração. Objetivos de Aprendizagem: ● Compreender os mecanismos de reprodução celular ● Compreender o mecanismo da síntese de proteínas ● Diferenciar os tecidos humanos e os tipos celulares mais comuns. UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Professor Marcelo A. de Lima 75UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular 1 MITOSE E MEIOSE Há dois tipos de divisão celular, a mitose e a meiose. A mitose é um tipo de divisão celular que ocorre desde o surgimento da primeira célula do embrião (célula-ovo ou zigoto) até a nossa morte. É por meio das mitoses que crescemos, renovamos as células da pele, do sangue etc., e fechamos ferimentos quando nossos tecidos são injuriados. A mitose se inicia com uma célula diplóide (2n= 46 cromossomos), ou seja, com o número total de cromossomos da espécie. Antes de ocorrer a mitose, há um período denominado interfase, em que ocorre a duplicação do material genético, para depois começar a divisão propriamente dita. 1.1 O Ciclo Celular O ciclo celular corresponde aos eventos que ocorrem desde a formação de uma célula até a sua própria divisão em duas células-filhas, com o mesmo número de cromossomos. Esse ciclo é dividido em duas etapas básicas: a intérfase, etapa em que a célula está se preparando para se dividir, e a mitose, etapa em que a célula está em divisão. Os períodos da intérfase são denominados G1, S (onde ocorre a duplicação do DNA) e G2 e as fases da mitose são denominadas prófase, metáfase, anáfase e telófase. 76UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Imagem 1: Ciclo celular Veja no quadro a seguir, as principais alterações que ocorrem na mitose. Quadro 1: Fases da mitose FASES MITOSE MEIOSE I Prófase - Desintegração da carioteca e do nucléolo; - Formação do fuso acromático; - Condensação dos cromossomos (se tornam visíveis ao microscópio). - Desintegração da carioteca e do nucléolo; - Formação do fuso acromático; - Condensação dos cromossomos (se tornam visíveis ao microscópio). - Ocorrência do crossing-over; - Pareamento de cromossomos. Metáfase Alinhamento dos cromossomos no plano equatorial da célula. Alinhamento dos PARES de cromossomos duplicados no plano equatorial da célula. Anáfase Separação das cromátides-irmãs. Separação dos pares de cromossomos homólogos. Telófase - Reaparecimento do nucléolo e da carioteca; - Desaparecimento do fuso acromático; - Desorganização dos cromossomos (não é possível diferenciá-los). Divisão do citoplasma e continuação da divisão com a meiose II. Fonte: adaptado pelo autor. 77UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Imagem 2: Fases da mitose Meiose A meiose é um tipo de divisão em que uma célula dá origem a quatro novas células com metade do número de cromossomos da célula inicial (divisão reducional). Uma célula que apresenta 2n = 46 cromossomos, ao sofrer meiose, dá origem a quatro células com n = 23 cromossomos. Na verdade, a meiose está dividida em meiose reducional (R!) e meiose equacional (E!). A primeira separa os cromossomos homólogos e a segunda separa as cromátides- irmãs. A meiose é um processo importante para a variabilidade genética, sendo o tipo de divisão que ocorre no processo de formação de espermatozoides e óvulos. Durante a meiose ocorre o crossing-over ou recombinação gênica, por isso os gametas são sempre diferentes. Imagem 3: meiose As últimas quatro células são os gametas (espermatozoides ou óvulos) 78UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular 2 RIBOSSOMOS E SÍNTESE PROTÉICA 2.1 Ribossomos Os Ribossomos são pequenas estruturas em forma de grânulos que estão presentes em todas as células. Participam de uma das funções mais importantes da célula, a síntese ou produção de proteínas. Esta função de síntese de proteínas se concretiza quando os ribossomos ficam enfileirados, formando os polissomas ou polirribossomos, no citoplasma ou aderidos ao retículo endoplasmático rugoso. A função dos ribossomos é auxiliar na produção das proteínas nas células. Essas proteínas podem assumir várias funções no organismo: estrutural, enzimática, hormonal e defesa. Os ribossomos reúnem diversos aminoácidos durante a síntese proteica através de uma ligação química chamada de ligação peptídica (ligação entre um aminoácido e outro). A estrutura dos ribossomos assemelha-se a um grânulo, por isso possui uma forma arredondada. 79UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Imagem 4: Estrutura do ribossomo É formado por moléculas de RNA ribossômico (+- 50%), associado às proteínas (+- 50%). Eles estão presentes em grande parte no hialoplasma (ribossomos livres), no entanto, podem ser encontrados nas mitocôndrias, nos cloroplastos e no retículo endoplasmático granular ou rugoso (quando os ribossomos estão aderidos à sua superfície externa). Os ribossomos podem ser considerados organelas celulares não membranosas de forma que permanecem livres no citoplasma (hialoplasma) das células. Apresentam uma subunidade maior e outra menor com sítios específicos de ligação para as moléculas de RNAs. 2.2 Síntese Protéica Tradução é a designação para o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma com a participação, entre outros, de RNA, dos ribossomos e de aminoácidos. 80UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Tudo começa no DNA, no gene, segmento de DNA que contém as informações para a síntese de uma proteína. O DNA se abre e pelo processo da transcrição serão produzidos diversos tipos de RNAs (mensageiro, ribossômico e transportador). O RNAm produzido contém uma sequência de bases nitrogenadas transcritas do DNA, onde estão localizados os códons (trinca de nucleotídeos no RNAm). Essas trincas terão que ser “lidas” pelos ribossomos e RNAs transportadores, pois, sequências específicas dessas trincas indicam qual é o aminoácido que deverá ser trazido pelo RNAt. Imagem 5: observe a ocorrência da transcrição No citoplasma, o RNAm irá participar da síntese de proteínas, juntamente com RNA transportador e com o ribossomo. Note que enquanto o DNA é de dupla fita, os RNAs são de fita simples. O RNA ribossômico associa-se a proteínas, formando os ribossomos, organelas responsáveis pela leitura da mensagem contida no RNA mensageiro. Os RNAt possuem os anticódons que reconhecem os códons do RNAm, trazendo um aminoácido específico de acordo com esse reconhecimento. Os RNAt são responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. Os RNAt são moléculas de fita simples, de pequeno tamanho, lembrando em formato uma cruz invertida que traz em sua extremidade uma molécula de aminoácido. 81UNIDADE IV Biologia - Ciclo Celular Imagem 6: Transcrição e tradução Esquema mostrando as etapas da transcrição e tradução para formação de uma proteína Duas regiões se destacam em cada RNAt: um é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm. Anticódon é o trio de bases nitrogenadas do RNAt, complementar do códon do RNAm. Conforme os RNAt vão se colocando lado a lado na molécula de RNAm, os aminoácidos trazidos por eles ficam próximos e ocorre uma ligação entre esses dois aminoácidos, ligação conhecida como ligação peptídica. Dessa forma, as cadeias de aminoácidos vão se tornando cada mais maiores no caso de formação de proteínas,
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