INTRODUÇÃO A BIOLOGIA CELULAR

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Introdução à Biologia Celular 
Vídeo “Cellular visions: the inner life of a cell” 
http://www.studiodaily.com/main/searchlist/6850.html 
 
Profa. Ana Paula Ulian de Araújo 
Grupo de Biofísica Molecular 
IFSC – USP, 2015 
Óvulo humano (~200µm) e espermatozóides: a partir dessa 
união serão originados os 10 trilhões de células do corpo 
humano. 
As células podem ser vistas! 
Normalmente são pequenas, microscópicas. 
Século XVII, Robert Hooke vê as células pela 1a vez. 
Células de cortiça 
observadas por Hooke 
Microscópio de 
Hooke, 1665. 
Observações de Leeuwenhoek 
Leeuwenhoek descobriu um 
mundo de organismos 
microscópicos, chegando a 
observar protozoários, 
espermatozóides e algumas 
bactérias. 
A biologia celular 
O microscópio óptico tornou-se 
popular somente 
no século XIX. 
Uma publicação, em 1939, 
marca o início da Biologia 
Celular: 
 
Matthias Schleiden (botânico) 
e Theodor Schwann (zoólogo) 
M. Schleiden T. Schwann 
Mostram, que as células 
eram as unidades 
fundamentais dos 
tecidos vivos. 
Todas as células são procarióticas ou eucarióticas 
Cél. procariótica (E. coli) Cél. eucariótica (plasmócito) 
nucleóide 
nucleóide Membrana 
interna 
(plasmática) 
Membrana 
externa 
Membrana externa 
Membrana interna 
Parede celular 
periplasma 
Núcleo 
Complexo de Golgi 
Lisossomo 
Mitocôndria 
Retículo endoplasmático 
Complexo de Golgi 
Membrana 
plasmática 
Membrana nuclear 
Mitocôndria 
peroxissomo 
Lisossomo 
Vesícula 
secretora 
Retículo 
endoplasmático 
rugoso 
Os procariotos podem ser divididos em dois 
tipos distintos 
Plantas 
Fungos 
Animais 
Ciliados 
Termotoga 
Bactéria verde 
sulfurosa 
Eucariotos 
Arquebactérias Eubactérias 
Fungo aquático Diplomonadas 
Progenitor comum presumido para 
todos os organismos existentes na 
atualidade 
Progenitor comum presumido para 
aquebactérias e eucariotos 
A célula eucariótica 
•  O núcleo: 
Em geral é o compartimento 
 mais proeminente; 
Incluso em duas membranas 
concêntricas 
(envelope nuclear) 
Contém moléculas de DNA 
(cromossomos) 
Mitocôndrias 
•  Tamanho de 1 a muitos µm, tem DNA próprio e reproduzem-se por simples divisão; 
Mitocôndria: origem 
Célula eucariótica 
aeróbica primitiva 
Célula ancestral 
eucariótica anaeróbica 
núcleo 
Membranas 
internas 
bactéria Procarioto aeróbico 
mitocôndrias 
Cloroplastos 
•  Encontrados em células de 
vegetais e algas; 
•  Estrutura mais complexa que 
das mitocôndrias: além das 
duas membranas 
circundantes, há inúmeras 
membranas internas contendo 
clorofila; 
 
•  Realizam a fotossíntese; 
•  Possuem seu próprio DNA e 
reproduzem-se por simples 
divisão. 
Cloroplasto: origem 
Célula eucariótica 
primitiva 
Bactéria 
fotossintética 
cloroplastos 
Célula eucariótica 
primitiva capaz de 
realizar fotossíntese 
Outras organelas delimitadas por membranas 
Proteína secretada 
vesícula secretora 
 Golgi 
Retículo 
endoplasmático 
rugoso 
•  Retículo endoplasmático (RE): 
local onde os componentes de 
membrana e material destinado 
à exportação são “montados” 
•  Aparelho de Golgi recebe e 
modifica moléculas provenientes 
do RE e as redireciona; 
•  Lisossomos: organelas 
irregulares envolvidas na 
digestão intracelular (nutrição, 
reciclagem, excreção) 
•  Peroxissomas: vesículas que 
fornecem o ambiente de 
contenção p/ reações oxidativas 
O Citosol 
•  Contém grandes e pequenas 
moléculas tão comprimidas 
que se comporta mais como 
um gel aquoso; 
•  É o local de muitas reações 
químicas fundamentais; 
•  Contém ribossomos; 
•  Contém filamentos longos e 
delgados de proteínas 
(citoesqueleto) 
filamentos intermediários microtúbulos 
microfilamentos 
Três vistas de um fibroblasto 
Estágios finais da mitose: microtúbulos corados em vermelho (através 
de anticorpos específicos para a tubulina) e DNA em preto (EtBr). 
As células recebem e emitem informações 
Uma célula viva monitora 
continuamente sua vizinhança 
 
 
Ajusta atividades e composição 
quando necessário 
 
Comunicação via sinais 
(moléculas simples, gases, 
proteínas, luz e movimentos 
mecânicos) 
Receptores de 
superfície Sinal ligado 
Enzima inativa Enzima ativa 
Receptor 
citosólico 
Complexo 
hormônio-receptor 
núcleo 
Aumento na 
transcrição de genes 
específicos 
As células crescem e se dividem 
G1+S+G2 = interfase 
M = mitose 
A maioria das céls. 
eucarióticas precisa de 
mais tempo para se dividir 
que uma bactéria; 
 
O ciclo celular é 
intensamente regulado; 
 
 
 
As células programam sua morte: apoptose 
As células variam muito em 
estrutura e função... 
Estaremos estudando as células eucarióticas…
quais os modelos? 
A levedura é uma boa alternativa para se estudar 
células eucarióticas 
Microscopia eletrônica de 
Saccharomyces cerevisiae 
Organização eucariota, mas 
unicelular! 
 
Estudos sobre: 
•  o controle do ciclo e divisão 
celular; 
•  regulação gênica; 
•  estrutura dos cromossomos; 
•  envelhecimento; 
•  Funcionamento do 
 citoesqueleto, etc. 
Outros organismos modelo 
Arabidopsis thaliana 
 
Estudos sobre: 
•  Desenvolvimento de 
padrões de tecidos; 
•  Genética da biologia 
celular; 
•  Aplicações agronômicas; 
•  Fisiologia vegetal; 
•  Regulação gênica; etc. 
Chlamydomonas reinhardtti 
“Vedete” nos estudos de 
fotossíntese e flagelo em 
eucariotos. 
•  Desenvolvimento dos 
tecidos de organismos 
vertebrados; 
•  Formação e funcionamento 
do cérebro e do sistema 
nervoso; 
•  Defeitos congênitos; 
•  Câncer 
Paulistinha (“zebrafish”) 
Caenorhabditis elegans 
Drosophila melanogaster 
Estudos sobre a formação do 
sistema nervoso; apoptose; 
controle da proliferação celular; 
desenvolvimento; diferenciação 
celular; efeito de drogas; etc. 
Modelo no desenvolvimento 
dos eixos corporais; estudos 
do sistema nervoso; 
apoptose; câncer; 
envelhecimento… 
Mus muscullus - Camundongo 
Raça Swiss 
Modelo de estudos variados, 
como o entendimento de 
doenças metabólicas, auto-
imunes, desenvolvimento, 
cânceres, regulação gênica e 
herança... 
“Alternativa” aos organismos 
modelo: cultura de células 
Cultura de células HeLa observada 
por microscopia de contraste de fase. 
Cultura de células CHO observada 
por microscopia ótica. 
Cronograma 2015 
Data$ Teórico$ Data$ Prático$
03/ago' Introdução'à'disciplina' 04/ago' Não$haverá$aula$prática'
10/ago' Biomembranas''e'Transporte'através'de'membranas'
Pré6leitura$do$capítulo$10$(estrutura$da$membrana)$
11/ago' MEV'(Teórica)'e'Diretrizes'para'o'
projeto'
17/ago' Compartimentos'intracelulares'e'transporte'
Pré6leitura$parcial$do$capítulo$12$(págs.$695$até$712)'
18/ago$ MEV'J'Discussão'dos'protocolos$
24/ago' SBBq'–'não'haverá'aula' 25/ago' Não$haverá$aula$prática'
31/ago' Processamento'de'proteínas'e'Tráfego'de'vesículas'
Pré6leitura$$parcial$do$capítulo$13$(págs.$749$até$766)'
01/set' MEV'J'Preparo'das'amostras'$
07/set$ Feriado$(Independência$do$Brasil)'$ 08/set$ Feriado$(Independência$do$Brasil)'
14/set' Sinalização'celular'I'
Pré6leitura$parcial$do$capítulo$15$(págs$879$a$903)'
15/set' MEV'J'Visualização'I'(Grupos'1'a'3)'
21/set' Sinalização'celular'II' 22/set' MEV'J'Visualização'II'(Grupos'4'e'5)$
28/set$ Semana$da$graduação$ 29/set$ Semana$da$graduação'
05/out$ Prova$I' 06/out' Microscopia'Confocal'(T);'Cultivo'
celular$
12/out$ Feriado$(N.$Sra.$Aparecida)$ 13/out' Não$haverá$aula$prática$
19/out' Citoesqueleto'I' 20/out$ Confocal'J'Preparo'das'amostras$26/out' Citoesqueleto'II' 27/out' Confocal'J'Visualização$
02/nov$ Feriado$(Finados)$ 03/nov$ Feriado$'
09/nov' Ciclo'celular'e'apoptose' 10/nov' Confocal'J'Visualização'
16/nov' Matriz'extracelular' 17/nov$ Não$haverá$aula$prática'
23/nov' Câncer' 24/nov$ Apresentação$dos$seminários'
30/nov$ Prova$II$ $ $
 
AVALIAÇÃO 
•  Média final = 0,7 x (média das provas) + 0.1 x média dos testes + 
0,2 x (seminário) 
 
•  TESTES NO INICIO DAS AULAS 
leitura do texto referente ao conteúdo a ser discutido. Nos 10 minutos 
iniciais de cada aula os alunos deverão responder a um teste. 
Alunos que faltarem ou chegarem atrasados ao teste terão nota zero. 
 
 É dado com referência a 5ª edição do livro Alberts, B et al. Biologia 
Molecular da Célula, mas qualquer outra edição ou referência pode 
ser utilizada (p. ex.: Lodish, H. et al. Biologia celular e molecular. Ed. 
Artmed.) 
A média da prática só será considerada aos alunos com média de 
provas ≥ 5,0.