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AULA 1 - INTRODUÇÃO ÀS CÉLULAS ● Célula: unidade funcional de todos os seres vivos. Podem estar isoladas (nos unicelulares) ou organizadas em conjunto (pluricelulares). Maior célula: óvulo (100 micrômetros) vírus: parasitas intracelulares obrigatórios, não possuem organelas para reprodução. ● Célula procarionte: sem carioteca ao redor do núcleo. Pobre em membrana celular (sem compartimentos). Não possui citoesqueleto (confere forma) portanto tem parede p sustentação. Tem polirribossomos no citoplasma, nucleotídeos (material genético). Não sofrem mitose = se dividem por divisão binária. São as bactérias. ● Célula eucarionte: protozoários, fungos, animais e vegetais. Tem compartimentos (abundância de membrana). Tem organelas e depósitos moleculares, núcleo formado por membrana + cromatina (DNA não condensado) Meiose: gametas! -> resto = mitose Todas as células de um corpo tem mesmo DNA. Fenótipos diferentes devido à diferenciação genética. ● Células vegetais: Parede celular (proteção mecânica contra parasitas). Presença de plastídios (maiores que a mitocôndria, produção de energia) -> sem pigmento: leucoplasto, com pigmento: cromoplasto (importante na fotossíntese). Presença de vacúolos citoplasmáticos. Estoque energético é o amido. Possui plasmodesmos ao invés de junções comunicantes. AULA 2 - COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA ● Célula: estrutura dinâmica, organizada e funcional. Seus constituintes químicos são excepcionalmente importantes. ● Composição elementar do corpo humano: abundância de átomos em nº e peso. ● Componentes inorgânicos: Água: Ocupar espaços e propriedades biológicas das macromoléculas. Nos animais: trocas gasosas. Nas plantas: abertura e fechamento de estômatos. Assimetria morfológica e elétrica: é um dipolo. Importante na dissolução. Grupamentos polares e apolares: moléculas hidrofílicas, hidrofóbicas e anfipáticas. Sais: Íons e moléculas orgânicas. Tampões biológicos. Açúcares: Monossacarídeos Oligossacarídeos: glicoproteínas e glicolipídios. Até cerca de 20 resíduos. Polissacarídeos: milhares de unidades de monossacarídeos. Podem ser classificados em homo (hidrólise com apenas um tipo de monossacarídeo) ou heteropolissacarídeos (hidrólise resulta em mais de um tipo de monossacarídeo). Reação glicosídica Funções: glicose - energia ● Componentes orgânicos: Lipídios: Entra na formação das membranas celulares, podendo ser encontrado também dentro das células, como substância de reserva nutritiva e fonte de energia. Existem 3 grandes classes de lipídeos que compõem a membrana plasmática: fosfolipídeos, esteróis e glicolípidos, sendo que fosfolípidos são os mais abundantes, via de regra. Proteínas: São polímeros de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Aminoácidos são moléculas definidas por apresentaram um grupo ácido carboxílico e um grupo amina. Funções: Nutricional (Ex.: caseína no leite). Estrutural (Ex.: queratina e colágeno). Motilidade (Ex.: actina e a miosina). Síntese e degradação de substâncias (Ex.: por meio de enzimas). Regulação do metabolismo (Ex.: por meio de enzimas). Modificação de biomoléculas , como a adição de carboidratos, grupos metálicos, etc. Função hormonal (Ex.:, como a insulina). Reconhecimento molecular (Ex.: receptores). Transmissão da informação gênica. Ácidos nucleicos: Polímero de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. Nucleotídeo: - Fosfato - Pentose (Ribose ou desoxirribose) - Base nitrogenada Bases Púricas Adenina (A) Guanina (G) Bases Pirimídicas Citosina (C) Timina (T) DNA Uracila (U) RNA AULA 3 - MEMBRANA CELULAR Responsável pelo envoltório celular. As classes de moléculas presentes na membrana plasmática e sua organização são similares a todas as membranas biológicas (incluindo as membranas de organelas, bactérias e fungos). Composição: lipídios, proteínas e carboidratos Tipos de lipídios: fosfolipídios -> cabeça hidrofílica (glicerol, fosfato, álcool) e cauda hidrofóbica (ácidos graxos saturados, pelo menos uma insaturação) -> ANFIPÁTICAS Na água formam bicamadas, e para evitar pontas hidrofóbicas em contato com a mesma, formam círculos fechados. Cada célula tem caudas dos fosfolipídios com comprimento e nº de ligações duplas variáveis, variando a fluidez da bicamada de acordo com a função. Seres vivos podem modular suas biomembranas -> ex urso polar Tipos de movimentos na membrana: lateral = presença de insaturações -> menos viscosa e + fluida transversal = comprimento da cauda -> + curta => + fluida rotação = colesterol -> + rígida flexão = temperatura -> gel => + sólido As duas faces da membrana tem composição distinta: assimetria Face citoplasmática: não tem carboidratos! Fluidez: movimentos realizados pelos fosfolipídios. Importante para a rápida difusão de proteínas, possibilita a fusão e a distribuição igual de proteínas e componentes químicos após divisão. Assimetria: faces interna e externa são diferentes. proteínas e lipídios apenas na face externa para desempenho das funções. O padrão é estabelecido no RE e mantido através da fluidez, que pode movimentar os lipídios e proteínas. ● Proteínas da membrana: Tipos de inserção: transmembrana (totalmente inseridas), associada à metade interna por meio de alfa-hélice anfipática na superfície da proteína, inteiramente externas (via lipídios), ligadas em outras proteínas (interna ou externa) Se inserem na bicamada como alpha-hélice -> cadeias laterais hidrofóbicas expostas, em contato com as caudas hidrofóbicas dos lipídios. Átomos na cadeia principal formam pontes de hidrogênio no interior da hélice. Proteínas associadas a carboidratos: Glicoproteínas (oligossacarídeos) e proteoglicanos (polissacarídeos) -> ajudam a proteger a superfície de danos mecânicos e químicos, absorvem água e conferem lubrificação. Papel importante na adesão e reconhecimento celular. Funções: transportadoras: bombas de Na+ âncoras: ligam filamentos receptoras: geram sinais enzimas: catálise em resposta a sinais Domínios da membrana: Regiões com características estruturais próprias, que apresentam particularidades funcionais. Ex balsas lipídicas e caréolos, e domínio rico em tetraspanin Córtex celular: Rede de proteínas fibrosas que se ligam a superfície citosólica da membrana -> reforçam a membrana e dão sustentação. ● Carboidratos da membrana: Associados através de proteínas ou lipídios -> glicoproteínas e glicolipídios. Capacidade informacional, importante para a reação à infecções. Sistema ABO determinado em parte pela sequência de oligossacarídeos presentes na membrana dos eritrócitos. Glicocálix: camada de carboidratos que protege a célula contra choques mecânicos ou químicos e contribui para a mobilidade da célula (lubrificada). Atuam na adesão celular. Funções: adesão, reconhecimento, proteção e lubrificação ● Permeabilidade seletiva: São semipermeáveis: apenas alguns tipos de moléculas pequenas e hidrofóbicas passam passivamente. Importante para manter a diferença iônica entre os meios extra e intra celular e desempenho de funções. Proteínas transmembrana envolvidas na difusão facilitada: carreadoras e canais iônicos -> funcionam por mudança de conformação da proteína -> moléculas se encaixam e são soltas do outro lado. Poros simples que permitem a passagem junto à água, substâncias específicas em cada canal. Mono Transporte (uniporte): proteínas que transportam uma única molécula em um único sentido. cotransporte (simporte): duas moléculas em um único sentido. contratransporte (antiporte): duas moléculas em dois sentidos opostos. importância de transporte ativo: trocas contrárias ao gradiente eletroquímico e manter composição iônica dos meios intra e extracelular. Exemplo -> bomba de Na+/k+, contribui para a manutenção do potencial da membrana, o/ equilíbrio osmótico, entre outros. Comportamento celular em diferentes meios: Em soluções isotônicas -> ambasse encontram em equilíbrio, não ocorrem mudanças. Em soluções hipertônicas -> ambas perdem água,a dos animais murcham e a dos vegetais não (pois a parede celular para manter a forma), mas o vacúolo contrai. Em soluções hipotônicas -> a dos animais enche de água até estourar, e a dos vegetais incham os vacúolos mas não rompem (parede celular mantém). AULA 4 - NÚCLEO E CROMATINA foco: núcleo interfásico -> envoltório nuclear, cromatina, nucléolos e nucleoplasma. ● envoltório nuclear: separa o núcleo do citoplasma. Permite o controle e acesso ao material genético. É constituído por duas membranas concêntricas, com uma cavidade interna - espaço perinuclear, e contém proteínas solúveis. A face nucleoplasmática da membrana interna associa-se a uma rede de filamentos - lâmina nuclear. A membrana externa contém ribossomos e é contínua com o retículo endoplasmático. ● Complexos de poros Áreas onde a membrana externa funde-se com a interna, e esses poros são preenchidos por agregados proteicos que regulam o fluxo de macromoléculas entre núcleo e citoplasma. São constituídos por dois anéis proteicos com arranjo octogonal e estabelecem que estabelecem o perímetro do poro - um na superfície nuclear e um na superfície citoplasmática. O canal central é preenchido por filamentos proteicos emaranhados e 8 filamentos se projetam dos anéis, formando a “cesta de basquete” no lado nuclear. O trânsito através dos poros pode ser ativo ou passivo (moléculas grandes ou pequenas). O transporte depende do sinal -> sequência de localização nuclear, recebidos por importinas ou exportinas que se ligam ao sinal e direcionam para os poros. A associação sequência-sinal é desfeita por proteína GTP que se associa ao receptor e retorna ao local de origem (onde o GTP é hidrolisado a GDP e o complexo se desfaz). ● Lâmina nuclear Associada a superfície interna do envoltório nuclear, é uma rede proteica de 20 a 50 nm, que se interrompe nos poros. Durante a mitose, a fosforilação das lâminas causa sua desorganização. Ao final da mitose, a desfosforilação leva a lâmina a se refazer, reconstruindo o envoltório nuclear. Também é responsável pela ligação das fibras cromatínicas ao envoltório e participam da replicação de DNA, manutenção do citoesqueleto e sobrevivência da célula. Suas proteínas pertencem ao grupo das proteínas dos filamentos intermediários do citoesqueleto. ● Cromatina Dna complexado com proteínas específicas. Se altera com a fase do ciclo celular e nível de atividade. No núcleo interfásico está presente compactada e descompactada. É outro aspecto fisiológico e morfológico do cromossomo, e está presente em vários graus de condensação na mesma célula. Em seu nível mais fundamental, chama-se nucleofilamento: nucleossomos separados por trechos de DNA (nucleossomo = 8 proteínas histona envoltas por trecho de DNA de +- 200 nucleotídeos. A compactação da cromatina ocorre graças as histonas. Formam nucleofilamentos passando pela associação de H1 que permite a formação do solenóide ate atingir a estrutura cromossomica. Heterocromatina é a cromatina em regiões específicas de certos cromossomos, com intensa afinidade por corantes tal qual a de cromossomos metafásicos. É a cromatina condensada com replicação de DNA + lenta e certa inatividade genica. Epigenética X cromatina -> epigenética define alterações reversiveis na função genica sem que haja alteração nas sequencias de base do DNA, que podem ocorrer na estruturação dos cromossomos (cromatina). ● Histonas: responsáveis pelo empacotamento de cromatina e regulação gênica. São cinco classes, de acordo com teor de lisina e arginina -> H1 (lisina), H2A, H2B (lisina moderada), H3 e H5 (ricas em arginina). Não-histonas: papéis diversos (estrutural ou enzimática). ● Nucléolo: estrutura nao evolta por membrana, variavel c/ aspecto funcional. Forma reticulada c/ estrutura filamentada; forma compacta na qual os elementos se sobrepõem; camadas concentricas de elementos diferentes. Composto de RNA, DNA ribossomal e proteínas não histonicas. O nucleolo produz ribossomos e nele ocorre a sintese dos RNAs mais pesados, seu processamento pós transcricional e reunião. Nele ocorrem varias modificações quimicas no procesamento do RNAr antes que ele se torne parte do ribossomo. Quando a cromatina se condensa para formar cromossomos, a transcrição diminui ate cessar (pois nao dá pra sintetizar RNA com DNA condensado), entao o RNA é transferido ao citoplasma e o nucleolo some por nao estar em atividade. Pode ocorrer mais de um nucleolo por célula. AULA 5 - ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLEICOS E DUPLICAÇÃO DO DNA DNA e RNA -> ácidos nucleicos: compostos organicos (C, H, O, N, P) São polimeros de nucleotideos Nucleotideos: monomeros -> formados por um grupo fosfato, um açucar e uma base As bases nitrogenadas são puricas ou pirimidicas puricas: A (adenina), G (guanina) pirimidicas: C (citosina), T (timina), U (uracila) São diferenciadas pelo tamanho, 2 aneis nas puricas e 1 nas pirimidicas. ● Replicação do DNA Acontece durante a intérfase fora do ciclo (G0) alternância de fases (interfase x fase mitose) Intérfase: G1; S (síntese de DNA); G2 (fase mais de checagem); se não estiver propício para se dividir será G0 Ocorre de forma semiconservativa (pois cada uma das suas moléculas recém formadas conserva uma das cadeias da molécula que a originou e forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde A síntese do DNA é catalisada pela enzima DNA-polimerase O pareamento correto das bases nitrogenadas é necessário para que a DNA-pol catalise a adição do nucleotídeo. Ambas as fitas do DNA (dupla hélice) são sintetizadas juntas na forquilha de replicação, com orientação antiparalela (a fita molde para a síntese de DNA tem orientação oposta a fita de DNA que está sendo sintetizada). AT dupla ligação, CG ligação tripla (vai ter mais AT por ser uma ligação mais simples) Helicase: quebras as pontes de H e abre a fita, usa o ATP (requer eneergia) para deslizar a quebrar as pontes de H, desenrolando a dupla hélice do DNA DNA-pol tem um pequeno defeito: pode ampliar uma cadeia mas não começá-la (a partir de uma fita simples), só se for de uma fita dupla. Sempre no sentido 5’-3’, coloca no 5’ e sobra no 3’. “Sentido da vida” DNA-pol: passa tirando RNA e formando DNA, tem vários tipos DNA-pol III: síntese de DNA DNA-pol I: remove os iniciadores de RNA por DNA DNA-pol II: vai fazer a ligação
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