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BASES DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA Profa Dra Halyka L. F. V. Seródio Farmacêutica-Bioquímica Ms Biociências e Biotecnologia Dra Ciências Pós-doutora em Imunologia ALGUÉM PEDIU EMOÇÃO? QUAL SUA EXPECTATIVA PARA A FACULDADE? https://www.menti.com/111trcqwf9 PLANO DE ENSINO 1 . CLASSIFICAÇÃO E COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR 1 .1 O ESTUDO DO UNIVERSO E DOS SERES VIVOS. 1 .2 CLASSIFICAÇÃO CELULAR. 1 .3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR- SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS 1 .4 COMPOSIÇÃO QUÍMICA CELULAR- SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS. 2 . MEMBRANAS E ULTRAESTRUTURAS CELULARES 2 .1 MEMBRANA PLASMÁTICA- ESTRUTURA, FUNÇÕES E ESPECIALIZAÇÕES 2 .2 MEMBRANA PLASMÁTICA- TRANSPORTE E SINALIZAÇÃO 2 .3 ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS- PARTE I 2 .4 ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS- PARTE II 2 .5 MATRIZ EXTRACELULAR E CITOESQUELETO 3 . NÚCLEO, DIFERENCIAÇÃO E MORTE CELULAR 3 .1 NÚCLEO CELULAR; CICLO E DIVISÃO CELULAR, GAMETOGÊNESE 3 .2 ORGANIZAÇÃO CROMOSSÔMICA E O ESTUDO DO CARIÓTIPO 3 .3 PROCESSO DE DUPLICAÇÃO DO DNA 3 .4 A TRANSCRIÇÃO DO RNA E A SÍNTESE DE PROTEÍNAS 3 .5 DIFERENCIAÇÃO CELULAR E MORTE CELULAR 4 . BASES DA GENÉTICA E HEREDITARIEDADE 4 .1 LEIS DE MENDEL. 4 .2 LIGAÇÃO FATORIAL. 4 .3 PERMUTA E HERANÇA SEXUAL. PLANO DE ENSINO 5 . FUNDAMENTOS DA GENÉTICA MOLECULAR 5 .1 MUTAÇÕES. 5 .2 MECANISMOS DE REPARO. 5 .3 PRINCÍPIOS DA ENGENHARIA GENÉTICA. PLANO DE ENSINO ORIGEM E EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS ! Das primeiras formas de vida até os seres que hoje habitam nosso planeta, muito tempo se passou e muita coisa mudou. ! Antes de surgir a primeira célula: existiam grandes massas líquidas (ricas em substâncias de composição muito simples). Estas substâncias,sob ação do calor e radiação ultravioleta, vinda do sol, e de descargas elétricas oriundas de tempestades frequentes combinaram-se quimicamente → primeiros compostos de carbono. ! Primeiras formas de vida! seriam seres muito simples cujas principais características seriam o fato de serem limitados por uma membrana e conterem material genético (DNA) capaz de se autoduplicar. Erros nesse processo de duplicação resultaram em mutações que respondem pela enorme diversidade de formas vivas que habitam nosso planeta. CALENDÁRIO DO SEMESTRE ! 25/08 ! 01/09 ! 08/09 ! 15/09 ! 22/09 ! 29/09 ! 06/10 – AV1 ! 13/10 ! 20/10 ! 27/10 ! 03/11 ! 10/11 ! 17/11 ! 24/11 – AV2 ! 01/12 ! 08/12 – AV3 ! 15/12 EVOLUÇÃO CELULAR Células primitivas: unicelular/ anaeróbia/ quimiotrófica Evoluíram: unicelular autotrófica Pluricelular autotrófica Células procariontes Células eucariontes Organismos multicelulares especializados EVOLUÇÃO CELULAR ! As células são invisíveis ao olho humano, e por isso, sua existência foi desconhecida até a invenção do microscópio.... 1) as células são as unidades morfológicas e fisiológicas de todos os organismos vivos; 2) as propriedades de um dado organismo dependem daquelas de cada uma de suas células; 3) as células originam-se somente de outras células, das quais herdam suas características; 4) a menor unidade da vida é a célula. Versão moderna da “Teoria celular” CÉLULA A palavra célula vem do latim cellula que significa quarto pequeno (Robert Hooke-1667) A célula é a unidade que constitui os seres vivos, podendo ocorrer isoladamente, nos seres unicelulares, ou formar arranjos tecidos, que constituem o corpo dos seres pluricelulares. As células são as menores porções vivas de um ser vivo. Variam em tamanho, forma e funções. Organização celular dos seres vivos Todo ser vivo é formado por células. A célula é a unidade estrutural e funcional, fundamental dos seres vivos. Tecido nervoso Forma a substância cinzenta do cérebro. Tecido muscular Os músculos dos braços são formados por tecido muscular estriado. Tecido epitelial A camada superficial da pele é o tecido mais extenso do Corpo humano e uma das variedades de tecido epitelial. Tecido conjuntivo O tecido sanguíneo é um dos tipos de tecido conjuntivo. Organização celular dos seres vivos Nós nos originamos a partir da fusão de duas células. Corona radiada Primeiro corpúsculo polar Grânulos corticais Zona pelúcida Espermatozoid e CÉLULA COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA Toda célula é composta por substâncias diversas denominadas componentes químicos que podem ser divididos em 2 grupos: INORGÂNICOS E ORGÂNICOS COMPONENTES QUÍMICOS DAS CÉLULAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MATÉRIA VIVA ! Principais átomos : C, H, O, N, P, S. ! Principais Moléculas; - 70% a 80% Água - 10% a 15% Proteínas - 2% a 3% Lipídios - 1% Glicídios - 1% Ácidos nucléicos - 1% Sais Minerais COMPONENTES CELULARES INORGÂNICOS Água e Sais Minerais Rins Sangue Músculos 83% 81% 75% Cérebro Coração Pulmões 75% 75% 86% ÁGUA ! Substância mais abundante em sistemas vivos (50-80% do peso corporal); ! Todos os aspectos da estrutura e função celular são adaptados as propriedades químicas e físicas da água; LEITURA COMPLEMENTAR: HOMEOSTASE, ÁGUA E EXERCÍCIOS FÍSICOS ! A água é expelida do organismo através da urina, pela pele (suor) e pelas fezes, em menor quantidade. ! Um indivíduo por dia expele cerca de 500 a 700 ml de água sob a forma de suor em condições normais. Em casos de atividades físicas e expostos ao calor, o indivíduo perde cerca de 2 a 3 litros de água por hora de exercício. Nesse caso a homeostase requer maiores trabalhos para manter o equilíbrio hídrico. ! Quando há uma perda rápida e intensa de água no corpo, gerando uma desidratação, podem ocorrer consequências trágicas em várias partes do corpo. A falta de apenas 2% de água pode ocasionar perda momentânea de memória. ! Isso mostra a importância da homeostase para manter um balanço preciso dos líquidos corporais, equilibrando a ingestão e liberação da água do corpo. Esse equilíbrio hídrico é mantido pelos rins. ÁGUA ! Propriedades especiais da água ! • força coesiva e tensão superficial – ambas promovidas pela ligações de hidrogênio que se formam e se rompem continuamente em sua molécula; ! • condutividade térmica – capacidade de conduzir calor; ! • capacidade calorífera – capacidade de estocar o calor; ! • temperaturas de fusão e ebulição altas – o que favorece manutenção preferencial no estado líquido; ! • densidade maior que a forma sólida – sua forma líquida apresenta uma densidade maior que a forma sólida favorecendo que o gelo flutue sobre a água no inverno e promova, durante o descongelamento, circulação dos nutrientes; ! • solvente universal – maioria das substâncias biológicas são solúveis na água. ÁGUA ! Taxa de água nos seres vivos varia de acordo com: " Idade: quanto mais jovem maior é a taxa de água. " Espécie: há espécies com maior porcentagem de água. Ex: águas vivas. " Hidratação: um corpo bem hidratado contém maior porcentagem de água. " Atividade metabólica: quanto maior a atividade metabólica de um tecido maior é sua taxa de água. FUNÇÕES DA ÁGUA ! TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ! FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS ! TERMORREGULAÇÃO ! LUBRIFICANTE ! REAÇÕES DE HIDRÓLISE PROPRIEDADES SOLVENTES DA ÁGUA ! A água solvata facilmente as moléculas polares ou iônicas pelo enfraquecimento das interações eletrostáticas e das pontes de hidrogênio entre as moléculas competindo com elas por suas atrações (efeito hidrofílico, do grego “que gosta de água”). A água dissolve o NaCl (e outros sais cristalinos) por meio da hidratação dos íons Na+ e Cl−. À medida que as moléculas de água se agrupam ao redor dos íons Cl− e Na+ a atração eletrostática necessária para a formação da rede cristalina de NaCl é rompida. MOLÉCULAS ANFIPÁTICAS ! Um grande número de biomoléculas, denominadas anfifílicas (ou anfipáticas), contêm tanto grupos polares como grupos não-polares. ! Quando misturadoscom a água, as moléculas anfifílicas se agregam formando estruturas estáveis chamadas micelas. Nas micelas, as regiões carregadas (grupos carboxilatos), denominadas cabeças polares, são orientadas para a água com a qual interage. A cauda hidrocarboneto não-polar tende a evitar o contato com a água e orienta-se para o interior hidrofóbico. PRESSÃO OSMÓTICA ! Osmose é o processo espontâneo no qual as moléculas solventes atravessam uma membrana semipermeável de uma solução de menor concentração de soluto para uma solução de maior concentração de soluto. ! A pressão osmótica é a pressão necessária para interromper o fluxo líquido de água por meio da membrana. ! Ocorrem no organismo de 3 maneiras diferentes: - dissolvidos na forma de íons na água. - no estado sólido (cristais) – carbonato e o fosfato de cálcio nos ossos. - combinados com mol orgânicas (cobalto na vitamina B12). Encontramos sais minerais na água, nas frutas, nos legumes, nas verduras, nos frutos do mar, no leite e em diversos outros alimentos. ! Funções: - formam o esqueleto - transporte de O2 - homeostase hídrica - transmissão do impulso nervoso - funcionamento de enzimas - outras – ver quadro SAIS MINERAIS SAIS MINERAIS COMPONENTES CELULARES ORGÂNICOS Ácidos nucleicos Proteínas Carboidratos Lipídeos “Vitaminas” MACROMOLÉCULAS ! As macromoléculas são construídas pela união química de precursores relativamente simples (subunidades monoméricas) para formar polímeros de unidades repetidas. Todos os organismos vivos têm os mesmos tipos de subunidades monoméricas que além da formação de macromoléculas exercem, também, várias funções biológicas. As ligações específicas para cada tipo de macromolécula, são formadas por reações de condensação com perda de água, em processos que requerem o fornecimento de energia. Macromoléculas orgânicas As macromoléculas são formadas por moléculas menores, chamadas de monômeros, ligadas quimicamente. • Todas são compostas basicamente por carbono (C). • Estão presentes, aproximadamente, nas mesmas proporções. Monômero Dímero Polímero Ácidos Nucleicos Os ácidos nucleicos São polímeros de nucleotídeos; Estocam e transmitem a informação genética, e algumas moléculas de RNA tem participação catalítica e estrutural dentro da célula. São moléculas que se encontram principalmente no núcleo, formadas por muitas unidades de nucleotídeos ligados por ligações fosfodiéster. Existem dois tipos: • DNA (ácido desoxirribonucleico); • RNA (ácido ribonucleico). ÁCIDOS NUCLEICOS Ácidos Nucleicos Ácido Desoxiribonucleico (DNA) O DNA é a molécula responsável por guardar a informação genética da célula, que é passada para as células-filhas a cada divisão celular. A hereditariedade das características dos seres vivos se deve à transmissão de cópias do DNA para as demais células. Ácidos Nucleicos O DNA é formado por duas cadeias de nucleotídeos unidas entre si por meio de ligações de hidrogênio, em forma de espiral. As ligações de hidrogênio ocorrem entre as bases nitrogenadas, um dos componentes de um nucleotídeo. Ácido Desoxirribonucléico Bases de Nitrogênio Citosina Guanina Adenina Timina Timina Adenina Esqueleto de fosfato - - desoxiribose Guanina Citosina Ácidos Nucleicos O RNA é importante para que a informação genética presente no DNA possa ser utilizada. A molécula de RNA é formada por uma única cadeia de nucleotídeos. Ácido ribonucleico (RNA) Bases de Nitrogênio Ácido Ribonucléico Citosina Guanina Adenina Uracila Proteínas As proteínas também são polímeros, formadas pela ligação peptídica entre vários aminoácidos. Desempenham diferentes funções no organismo, além de estarem presentes na membrana celular. Algumas proteínas são hormônios, enzimas, fazem transporte de substâncias, participam dos mecanismos de cicatrização e coagulação sanguínea, além de ser um importante nutriente. Proteínas Ligação peptídica entre cinco aminoácidos Extremidade aminoterminal Extremidade carboxiterminal Os aminoácidos são pequenas moléculas com características próprias que desempenham diferentes funções, além de formar as proteínas. Existem vinte diferentes aminoácidos compondo as proteínas, que são ligados seguindo uma sequência específica, que é determinada pelo código genético presente no DNA. Aminoácidos Proteínas Tabela do código genético PROTEÍNAS Carboidratos São as biomoléculas mais abundantes na Terra, sendo a glicose o carboidrato mais importante. A glicose é produzida por meio da reação de fotossíntese, realizada pelas plantas e pelas algas. Esses organismos utilizam o gás carbônico da atmosfera, a água e a energia luminosa para produzir glicose e gás oxigênio. Carboidratos Os carboidratos são divididos em três categorias, de acordo com a sua estrutura molecular, em: • Monossacarídeos: são uma única unidade molecular, base para a formação dos demais. • Oligossacarídeos: são formados pela ligação de poucos monossacarídeos. Os mais comuns possuem dois e por isso são chamados de dissacarídeos. • Polissacarídeos: são formados pela ligação de muitos polissacarídeos. Classificação dos carboidratos CARBOIDRATOS Carboidratos Os monossacarídeos mais importantes são a glicose, a frutose e a galactose, que são essencialmente energéticos. Existem monossacarídeos estruturais, como a ribose e a desoxirribose, que compõem a estrutura do DNA e do RNA. Monossacarídeos Ribose Desoxirribose PENTOSES Os dissacarídeos são os oligossacarídeos mais importantes. São formados pela ligação covalente, chamada de ligação glicosídica, entre dois monossacarídeos. Dissacarídeos Ligação glicosídica MALTOSE Dissacarídeo s Unidades formadoras Fontes Sacarose Glicose e frutose Frutas, açúcar Lactose Glicose e galactose Leite e derivados Maltose Glicose e glicose Cereais Carboidratos Oligossacarídeos também são encontrados na superfície externa das membranas celulares, constituindo o glicocálice, que é importante para a sinalização celular e adesão entre as células. Estão ligados às proteínas e aos lipídeos da membrana, formando glicoproteínas e glicolipídeos. Carboidratos Os polissacarídeos são longas cadeias (polímeros), lineares ou ramificadas, que podem ser formadas por um único tipo de monossacarídeo, chamado de homopolissacarídeo, ou por vários tipos, chamados de heteropolissacarídeos. Polissacarídeos HOMOPOLISSACARÍDEOS HETEROPOLISSACARÍDEOS LINEARES RAMIFICADOS DOIS TIPOS DE MONÔMEROS LINEARES MÚLTIPLOS MONÔMEROS RAMIFICADOS Polissacaríd eo Origem Importância Glicogênio Animais e fungos Reserva energética Amido Plantas Reserva energética Celulose Plantas Estrutural Quitina Animais e fungos Estrutural LEITURA COMPLEMENTAR: COMO A GLICOSE AGE NO ORGANISMO ! Os glicídios contidos nos alimentos só são absorvido pelo organismo na forma de monossacarídeos. ! A digestão dos glicídios começa na boca, pela ação da enzima contida na saliva – amilase ou ptialina e só é concluída no intestino (duodeno), onde a glicose, a frutose e a galactose serão absorvidas, passando para corrente sanguínea, que as leva até três destinos. ! Uma parte chega diretamente aos tecidos para ser utilizada como fonte de energia (ATP). Uma outra parte é transformada em glicogênio e assim, armazenada no fígado e nos músculos. O terceiro destino é o tecido adiposo, após terem sido convertidos em gordura. ! Qdo o nível de glicogênio fica alto no fígado este é quebrado em glicoses que vão para corrente sanguínea (aumento da concentração de glicose). ! A concentração alta de glicose no sangue faz com que o pâncreas comece a produzir insulina para mandar a glicose para dentro das células. Se o excesso continuar a glicose pode ser convertida em triglicérides. LIPÍDEOS ! Todos oslipídeos têm uma característica em comum: são insolúveis ou pouco solúveis em água, por isso chamados de hidrofóbicos. • Triglicerídeos; • Ácidos graxos; • Colesterol. • Fosfolipídeos; Funções dos lipídios: ! Reserva e fornecimento de energia nos períodos longos sem alimentação, principal fonte - tecidos adiposos. ! Liberam maior quantidade de calorias por grama. ! Veículos de vitaminas lipossolúveis. ! Fornecem moléculas fundamentais para o organismo (lipoproteínas e colesterol) e ácidos graxos essenciais (incapazes de serem sintetizados pelo organismo, necessitando serem introduzidos pela alimentação). ! Importantes como invólucro e fator de sustentação de órgãos do corpo. ! Impermeabilização (ceras do ouvido ou cerúmen). ! Protegem contra variações de temperatura e contra a excessiva perda de água por transpiração (homeostase). Classificação dos lipídios a) Glicerídeos (óleos e gorduras) podem ser: ! triglicérideos - glicerol + 3 ác. graxos (os mais comuns nos alimentos – são os verdadeiros óleos e gorduras) ! monoglicérideos - glicerol + 1 ác. graxo (derivados usados na industria) ! diglicérideos - glicerol + 2 ác. graxos (derivados usados na industria) ! As gorduras possuem ác. graxos saturados – sólidas a temperatura ambiente. ! Os óleos possuem ác. graxos insaturados - líquidos a temperatura ambiente. ! Ômega 3 e 6 – são óleos poliinsaturadas b) Cerídeos (ceras) – formados por alcoóis de cadeia longa + ác graxos. ! Cerúmen é uma secreção de cera proveniente das glândulas sebáceas situadas no meato acústico externo + células epiteliais mortas. A função antimicrobiana, decorre da ação da enzima lisozima (a mesma da lágrima) que tbém compõe o cerúmen c) Esteróides (hormônios, colesterol e ácidos biliares do fígado) ! São lipídeos que não possuem ácidos graxos em sua estrutura e derivam do anel orgânico ciclopentanoperidrofenantreno d) Lipídios conjugados Fosfolipídios - são ésteres do glicerofosfato - um derivado fosfórico do glicerol – encontrados na membrana plasmática Esfingolipídios - formados por uma molécula de ácido graxo de cadeia longa, a esfingosina - um aminoálcool de cadeia longa - ou um de seus derivados, e uma cabeça polar alcoólica - presentes entre as células nervosas. Lipoproteínas - são associações entre proteínas (apoproteína) e lipídios (colesterol, triglicerídeos e fosfolipídios) encontradas na corrente sanguínea, e que tem como função transportar e regular o metabolismo dos lipídeos no plasma (LDL, HDL, VHDL). Glicolipídios - são associações entre carboidratos e lipídios – encontrados na membrana plasmática LEITURA COMPLEMENTAR: GORDURA TRANS ! É um tipo de gordura formada por um processo químico (hidrogenação), no qual óleos vegetais são transformados em ácido graxo trans, uma gordura sólida. Encontrada em alimentos gostosos como: margarina, salgadinhos, sorvetes, etc. ! Ligação química - Similar à da gordura saturada, mas os átomos de hidrogênio estão dispostos transversalmente (na diagonal), e não em paralelo, como ocorre com os ácidos graxos encontrados na natureza. Daí vem o nome "trans" !!! http://2.bp.blogspot.com/-9iPeFTyQt4o/T5WqWzlgATI/AAAAAAAARgo/sp2egVIGyLw/s1600/gordura-trans.jpg A IMPORTÂNCIA DOS ESTERÓIDES • Colesterol é o mais importante esteróide por estar presente em todas as membranas celulares e ser necessário para a síntese de vitamina D na pele, para a síntese do cortisol (hormônio da adreal) e produção da bile • Os esteróides (colesterol) são utilizado pelos ovários e testículos na síntese dos hormônios sexuais ou esteróides sexuais Os esteróides sexuais incluem: ! Andrógenos - masculinos (testosterona, androstenediona, dihidrotestosterona, dehidroepiandrosterona, esteróides anabólicos) ! Estrógenos - femininos (estradiol dietilstilbestrol) ! Progestágenos - feminios (progesterona progestinas) VAMOS PARAR E PENSAR!!! Quais são os tipos de colesterol? ! VLDL (Very low-density lipoprotein) ! LDL (Low-density lipoprotein) ! HDL ( High-density lipoprotein) ! O LDL transporta colesterol e um pouco de triglicérides do sangue para os tecidos. O VLDL transporta triglicérides e um pouco de colesterol. O HDL é um transportador diferente, ele faz o caminho inverso, tira colesterol dos tecidos e devolve para o fígado que vai excretá-lo nos intestinos. ! Enquanto o LDL e o VLDL levam colesterol para as células e facilitam a deposição de gordura nos vasos, o HDL faz o inverso, promove a retirada do excesso de colesterol, inclusive das placas arteriais. Por isso, denominamos o HDL como colesterol bom e o VLDL e o LDL como colesterol ruim. ! Se o depósito ocorre nas artérias coronárias, pode ocorrer angina (dor no peito) e infarto do miocárdio. Se ocorre nas artérias cerebrais pode provocar AVC (derrame). Tabela da concentração de colesterol no sangue Não são sinônimo. Arteriosclerose - as artérias ficam mais espessas e se tornam menos elástica. Pode ser causada pelo próprio envelhecimento. Aterosclerose - é a causada pelo acúmulo nos vasos do colesterol LDL seguido de um processo inflamatório Arteriosclerose ou Aterosclerose? SERES VIVOS DO UNICELULAR AO MULTICELULAR ! Mais da metade da biomassa da terra é formada por seres unicelulares ! Com a união de seres unicelulares para formarem colônia, surgiram os multicelulares ! Vantagens: - Proteção dos órgãos internos - Exploração de novos ambientes - Evolução na comunicação celular - Criação de memória celular - Diversidade de função e eficácia metabólica ORGANIZAÇÃO ATUAL DO MUNDO VIVO 1. ACELULARES: vírus, viróides e príons. 2. CELULARES : 2.1. PROCARIONTES: bactérias. 2.2. EUCARIONTES: 2.2.1. UNICELULARES: protistas. 2.2.2. PLURICELULARES: 2.2.2.1. SEM TECIDOS: fungos. 2.2.2.2. COM TECIDOS: 2.2.2.2.1. ACLOROFILADOS: animais. 2.2.2.2.2. CLOROFILADOS: plantas. CÉLULA ! De acordo com sua organização, as células podem ser classificadas: " Procariontes " Eucariontes CÉLULA PROCARIONTE ! Chamamos procariontes (pro = antes, karyon = núcleo) às formas de vida mais simples que conhecemos. ! Surgiram há cerca de 3 bilhões de anos. ! São seres cujo tamanho varia entre 1 e 2 micrômetros e cujo DNA não se encontra num compartimento à parte, o envoltório nuclear. ! Se caracterizam pela pobreza de membranas. ! São procariontes as bactérias e os micoplasmas. Os últimos são seres ainda mais simples que as bactérias e, em geral, parasitam outras células. As bactérias estão presentes em praticamente todos os pontos do planeta e em todos os níveis da cadeia alimentar. CÉLULA PROCARIONTE ! A única membrana presente na célula procariótica é a membrana plasmática. Cabe à membrana plasmática definir os meios intra e extracelular e permitir a troca de informações e moléculas entre eles. ! No caso das bactérias, além da membrana plasmática existe uma estrutura mais externa, a parede celular. Esta é formada por moléculas de natureza glicídica e, entre outras funções, sustenta e define a forma que essas células terão. ! No citoplasma existem ribossomos ligados a moléculas de RNA mensageiro, formando os polirribossomos. ! Não possuem citoesqueleto nem organelas. CÉLULA PROCARIONTE ! São bioquimicamente versáteis apresentam glicólise, respiração, fotossíntese. ! Com sua forma e tamanho tão simplificados, a reprodução das bactérias é extremamente rápida, o que facilitou seu estudo. ! Outra vantagem do modelo procarionte é que, com dimensões tão diminutas, todos os pontos da célula estão sempre próximos entre si, com fácil acesso ao material genético (DNA) e à superfície; assim, o metabolismo e o equilíbrio celular são facilmente mantidos. CÉLULA PROCARIONTE CÉLULA PROCARIONTE CÉLULAPROCARIONTE CÉLULA PROCARIONTE CÉLULA EUCARIONTE ! Surgiram há cerca de 1 bilhão de anos. ! Apresentam duas partes morfologicamente bem distintas: núcleo e citoplasma. ! A principal característica das células eucariontes é sua riqueza em membranas, formando compartimentos distintos. CÉLULA EUCARIONTE CÉLULAS EUCARIONTES COMO SURGIRAM ESSAS MEMBRANAS? ! Hipótese de Robertson, a Teoria da Invaginação da Membrana: A principal teoria é internalização da maior parte das membranas celulares, dando origem às organelas e aos compartimentos celulares. A membrana plasmática corresponde a apenas uma pequena fração (2 a 5%) do total de membranas de uma célula. Somente ficaram na membrana plasmática aquelas proteínas necessárias às funções de transporte, comunicação e adesão. A maior parte das membranas celulares (cerca de 50%) pertence ao retículo endoplasmático. ! Teoria da Endossibiose (Lynn Margulis, em 1981): no decorrer do processo evolutivo, algumas das bactérias ingeridas, em vez de serem digeridas, estabeleceram uma relação simbiótica com a célula predadora. Acredita-se que as mitocôndrias e os cloroplastos resultam de uma relação dessa natureza. CÉLULA EUCARIONTE As funções de síntese, captura de alimento, digestão, produção de energia e outras se distribuem por diferentes compartimentos, aos quais chamamos organelas celulares. Os principais compartimentos intracelulares de uma célula eucarionte são: • núcleo; • citossol; • retículo endoplasmático (com as regiões lisa e rugosa); • complexo de Golgi; • mitocôndrias; • plastídeos (cloroplastos-exclusivos de células vegetais); • lisossomas; • endossomas; • peroxissomas. CÉLULA EUCARIONTE ! As primeiras células foram procariontes anaeróbicos (fermentação ou quimiossintese) ! Foram necessários aprox. 2 milhões da nos para surgir as eucariontes. Níveis hierárquicos de organização dos seres Pode-se observar que: 1. Átomo 2. Molécula 5. Tecido6. Órgão 7. Sistema 8. Organismo 4. Célula 3. Organelas Organização celular dos seres vivos • Células; • Tecidos; • Órgãos; • Sistemas; • Organismo. Em seres pluricelulares observamos a organização: Organismo Sistema Órgão Tecido Célula CÉLULAS PROCARIONTES E EUCARIONTES VÍRUS ! Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios; ! Só se reproduzem através de uma célula hospedeira; ! Não possuem metabolismo próprio; ! Os vírus atacam tipos específicos de células. Existem os vírus que atacam células animais, vegetais e bactérias. ! Os vírus mais conhecidos são que atacam as bactérias chamados de bacteriófagos. ! Fora de uma célula o vírus é inativo, por isso sendo considerado parasita intracelular obrigatório. Protease Membran a lipídica Nucleoc apsídeo Genoma RNA Viral A B VÍRUS ! Cada vírus é formado por duas partes: - 1º Genoma viral (RNA ou DNA) - contém a informação para a produção de outro vírus. - 2º Cápsula proteíca, denominada capsídeo: - proteger o genoma viral - reconhecer outras células - facilitar a entrada em outras células. O capsídeo pode ou não ser revestido por um envelope lipídico derivado das membranas celulares. Capsídi o DNA Vírus Hepatite B Região do CORE - HBcAg Envelope viral: antígeno de superfície - HBsAg DNA Viral DNA Polimerase • Parasitam todos os tipos de células. Vírus Célula Animal Célula Vegetal Bactéri a Fungo Protozoári o ESTUDO DIRIGIDO 1) O que é uma célula? 2) Diferencie as células eucariontes e procariontes. 3) O que são seres unicelulares e pluricelulares? 4) Como a mitocôndria surgiu? 5) O que é um vírus? Ele pode ser considerado um ser vivo? Explique. 6) Qual a importância da água para o organismo? 7) O que são moléculas hidrofóbicas e hidrofílicas? Quais delas são solúveis em água? Por quê? 8) Descreva quais são as biomoléculas do organismo (proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos). 9) Quais são os compartimentos de uma célula eucarionte? 10) O que são sais minerais?
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