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Biologia celular geral CITOLOGIA ● Célula - unidade funcional e estrutural dos seres vivos; - há 2 tipos : eucarionte e procarionte ➢ Eucarionte - têm núcleo e citoplasma ( trânsito constante ); - ¨ rica ¨ em membranas; - têm carioteca ( membrana nuclear ou envoltório nuclear ); ➢ Procarionte - não têm carioteca, por isso não contém núcleo individualizado, já que o material genético fica disperso no citoplasma; - material genético fica no nucleóide; - ¨pobre¨ em membranas; - não possui histonas; - considerada antecessora dos eucariontes; ➢ Seres Unicelulares e multicelulares (1 célula) (várias células) ➢ Seres autótrofos e heterótrofos ex.vegetais verdes * utilizam o processo de fotossíntese para transformar CO2 e H2O em carboidratos simples para produzir moléculas mais complexas. * vegetais,com exceções, são autótrofos. ex.animais * obtêm energia dos carboidratos,gorduras e proteínas produzidas pelos seres autótrofos. * animais e fungos são heterótrofos. Diferenças eucarionte x procarionte Procarionte Eucarionte Envoltório nuclear ---------- x DNA desnudo combinado com proteínas Cromossomos único múltiplos Nucléolos -------- x Divisão fissão binária mitose ou meiose Ribossomos 70 S ( como o da mitocôndria ) 80 S Endomembranas ----------- x Mitocôndria ----------- x Cloroplastos ---------- presente na célula vegetal Parede celular não celulósica celulósica em célula vegeta Exocitose e endocitose ------------ x Citoesqueleto ------------ x Células Reinos Organismos representativos Procariontes Moneras Bactérias Cianofíceas ou Algas azuis ( são bactérias ) Eucariontes Protistas Protozoários Crisófitas fitoflagelados organismos limítrofes Fungos Mofos Fungos verdadeiros Vegetais Algas verdes Algas vermelhas Algas pardas Briófitas Traqueófitas Animais Metazoários (pluricelulares) PROCARIONTE - CÉLULA -Não faz mitose,pois não possui proteína histona; - possuem genoma,citoplasma e membrana plasmática como outras células; também parede celular ( com exceção dos micoplasmas e formas L ); algumas têm uma cápsula externa; - as bactérias dos grupos das riquétsias e das clamídias são muito pequenas e constituídas por células procariontes incompletas, que não têm a capacidade de autoduplicação independente, por isso são parasitas intracelulares obrigatórios, pois só proliferam no interior das células completas; todavia, as células incompletas diferem dos vírus pois eles têm seus próprios padrões genéticos para codificar suas proteínas e se reproduzirem,mas não têm organelas, enquanto as incompletas, têm parte da máquina de síntese para reproduzir-se, mas necessitam da suplementação fornecida pelas células parasitadas e possuem membrana semipermeável; -Têm variedades de formas,principais são : ● cocos ➔ esféricos; formam frequentemente estafilococos (¨”cacho de uva¨), estreptococos( em cadeia linear ), sarcinas (grupo compacto de oito) e diplococos (grupo de dois); ● Bacilos ➔ alongados com extremidades hemisféricas; ➔ podem ter ou não flagelos; ● Vibriões ➔ encurvados; em forma de arco ou de vírgula; ➔ com um flagelo em uma das extremidades; ● Espiroquetas ➔ alongados e helicoidais; ➔ podem ter vários flagelos; ❖ Parede celular - duas camadas : interna ( de peptidoglicano ) e externa,separadas pelo espaço periplasmático; - rígida ( estabiliza a forma celular ) ; - protege de agressões externas ( variação de pressão osmótica,vírus,substâncias tóxicas,etc,. ); - seu composto principal é o peptidoglicano ( com exceção das halófitas,metanogênicas ou termoacidófilas ) ; - composição e estrutura determina o comportamento da célula face à um método de coloração , coloração de gram ,que determina dois tipos de bactérias,gram- negativa e gram- positiva; - bactérias sem paredes, são chamadas protoplastos; - bactérias formas L , são aquelas que possuem apenas a camada externa da parede celular; * Lisozima é uma enzima presente em secreções ou citoplasma das células fagocitárias; elas hidrolisam o peptidoglicano e assim,destrói a parede Gram - Positiva Gram - negativa - Se deixam corar; - parede celular é espessa e homogênea,ligada diretamente à face externa da membrana plasmática; - não existe espaço periplasmático; - Não se coram; - Parede celular é formada por dois folhetos : interna ➔ constituída por uma delgada camada de peptidoglicano; ➔ não encosta na membrana plasmática; externa ➔ constituída por lipossacarídeos e lipoproteínas; ➔ coesão entre as duas ocorre através de lipoproteínas integradas no folheto externo e ligadas por ligação covalente a peptidoglicano; ➔ tem canais protéicos,que liberam a passagem à água e diversos metabólitos; celular,deixando a célula vulnerável à pressões osmóticas e formando os protoplastos; * Penicilina inibe a síntese de peptidoglicano; * Na gram-positiva acontece o plasto,porém com conservação da camada externa da parede celular,que são as formas L; * As duas na gram-negativa conduz à esferoplastos; ❖ Protoplasma ou Citoplasma - contém água,íons,outros tipos de RNA,proteínas estruturais e enzimáticas; - ocupa todo o espaço intracelular; - meio viscoso, rico em proteínas, com numerosos ribossomos 70s ( 25 nm de diâmetro ) e inclusões de diversas naturezas; - não têm organelas membranosas e nem vacúolos; ❖ Ribossomos - composto de ácido ribonucléico (RNA) e proteínas; - contém uma subunidade grande e uma pequena; - agrupados em polirribossomos; - síntese protéica; ❖ Cromossomo - ocupa o espaço central da célula ( nucleóide ) ; - é uma molécula circular única de dna desnudo; - região mais clara do protoplasma na microscopia ; - colado à membrana plasmática; - existem dna pequeno,também circular, o plasmídeo ; ❖ Micoplasma - bactérias menores; - produzem doenças infecciosas em animais e homens; ❖ Membrana Plasmática - estrutura lipoprotéica; - controla a entrada e saída dos solutos,contribuindo para um meio interno (protoplasma) regulado; - complexos protéicos e os fotossistemas utilizados na fotossíntese estão na mp; - encontra-se afastada ou encostada da camada de peptidoglicano pelo espaço periplasmático; - colesterol geralmente ausente e substituído por outra molécula, hopanóide ; - em algumas têm mesossoma , formado por invaginações e pregas que aumentam sua superfície; ❖ Fímbria e Pili Sexuais - são filamentos protéicos longos,encontrados na superfície das bactérias; - implica no processo de aderência das bactérias entre elas ou outros organismos ou à substratos e intervém na transferência de material genético entre as bactérias,respectivamente; - as vezes,ambos são chamados de pili; ❖ Cápsula - protege da dessecação,vírus bacteriófagos,células fagocitárias e anticorpos; ❖ Flagelo - permite que a célula se movimente; EUCARIONTE-CÉLULA - como uma fábrica organizada em seções de montagem,que aumenta sua eficiência e tamanho das células; - têm formas e estruturas variáveis; - volume de células bastante constante e é independente dotamanho do organismo. - célula vegetal não têm centríolos, têm um grande vacúolo e a célula animal têm vários pequenos vacúolos; - ¨rica¨ em membranas ; - têm duas partes distintas : citoplasma e núcleo; Célula animal Célula vegetal ❖ Membrana plasmática - separa o conteúdo da célula do meio externo; - peĺicula delgada de 6 a 10 nm de espessura; - composta de uma dupla camada lipídica contínua e proteínas intercaladas ou aderidas à sua superfície; - controla de maneira seletiva a passagem de solutos (Permeabilidade seletiva); - realiza endocitose e exocitose; - célula animal pode ter quantidades abundantes de glicídeos; ❖ Citoplasma - maior quantidade de endomembranas,que ocupa grande parte; - polimorfo ( várias formas ); - se divide em dois compartimentos : um contido dentro do sistema de endomembranas e o citosol ou matriz citoplasmática; - citosol contém ribossomos e citoesqueleto; preenche os espaços entres as organelas e inclusões; têm microfibrilas(constituídas de actina) e microtúbulos (constituídos de tubulina) que podem polimerizar e despolimerizar,passando de GEL (tem maior consistência) para SOL (têm maior fluidez ); ❖ Citoesqueleto - responsável pela forma da célula,pela segregação nas duas células-filhas na divisão celular e pela separação das duas novas células no final da divisão; - controla o posicionamento de organelas; - controla a motilidade; - sustenta o volume do citoplasma; - distribuído por todo o citosol; - composto de várias tipos de proteínas acessórias e por 3 filamentos protéicos principais : actina, intermediários e microtúbulos; FILAMENTO DE ACTINA FILAMENTO INTERMEDIÁRIO FILAMENTO DE MICROTÚBULO - mais delgados; - 8 nm de diâmetro; - responsável pelo movimento; - se associam à proteínas para formar estruturas rígidas e estáveis; ( ex. microvilosidades de células epiteliais ) - 10 nm de diâmetro; - fornece resistência mecânica à célula; - composto de proteínas; - os mais resistentes e duráveis; - assemelha-se à uma corda; - estruturas tubulares rígidas e ocas; - 25 nm de diâmetro; - se associam à proteínas; - responsável pelo deslocamento das organelas no citoplasma; - compõem as fibras do fuso mitótico durante a divisão celular; - nascem do centrossomo,ou seja, crescem a partir de centros organizadores especializados que controlam; - se deslocam para a periferia celular; (permitindo o transporte de organelas ,estruturas e vesículas) ; - se associa e se dissocia para formar alguma coisa; - forma cílios e flagelos; - responsável também pelo deslocamento e posicionamento de organelas; ❖ Retículo endoplasmático - dele deriva o envoltório nuclear; - composto por sacos achatados e túbulos; - 2 retículos : rugoso e liso; - RER : coberto por ribossomos; sintetizam proteínas destinadas ao sistema de endomembranas e à membrana plasmática; - REL : continua-se com o rugoso; intervém na síntese de várias moléculas; (ex. lipídios) - realiza hidrólise do glicogênio; - realiza detoxificação de substâncias químicas e álcool; ❖ Envoltório nuclear - derivado do RE; - composto por 2 membranas concêntricas,que se unem ao nível dos poros nucleares; - possui poros,que permitem a passagem de moléculas entre o núcleo e o citosol; - membrana interna está em contato com os cromossomos e a m. externa pode estar coberta de ribossomos; ❖ Complexo de Golgi - formado por pilhas de sacos achatados,túbulos e vesículas; - nesse são processados as moléculas que vem do RE,que em seguida são levadas para os endossomos ou são liberados (segregados) para fora da célula por exocitose; ❖ Endossomos -são organelas destinadas a receberem enzimas hidrolíticas (que vem do complexo de golgi),assim como o material que entra na célula por endocitose; - responsável pela separação e endereçamento do material que entra no citoplasma; ❖ Lisossomos - é o conjunto das enzimas hidrolíticas + o material que entra na célula por endocitose; - polimorfos; - digestão intracelular; - realizam também autofagia ( degradação de organelas envelhecidas ); - responsáveis pela defesa e nutrição celular; - As hidrolases têm atividade máxima em pH ácido. - A destruição e renovação de organelas é um processo fisiológico que permite à célula manter seus componentes em bom estado funcional e em quantidade adequada às suas necessidades do momento. ❖ Mitocôndria - estrutura cilíndrica de 3 um de comprim. por 0,5 um de diâmetro; - têm 2 membranas : membrana mitocondrial externa e interna; - membranas são separadas pelo espaço intermembranoso; - interna circunda a matriz mitocondrial e é pregueada (cristas mitocondriais); - interna e a matriz contém muitas enzimas,que intervém na extração da energia dos alimentos e em sua transferência ao atp; - suas funções são liberar energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose dos alimentos,produzindo calor e moléculas de atp; - tem cromossomos circulares pequenos; ❖ Plastídeos ou Plastos - organelas presente na célula vegetal somente; - delimitado por 2 membranas; - menor que a mitocôndria; - 2 tipos : leucoplastos e cromoplastos ; - leucoplastos : plastídeos sem pigmento; incolores; participam do armazenamento de amido; - cromoplastos : plastídeos com pigmento; principal é o cloroplasto; ❖ Cloroplasto - é um plastídeo do tipo cromoplasto; - possui um pigmento verde, a clorofila; - têm 2 membranas, 1 estroma, 1 compartimento singular formado por sacos achatados ( tilacóides ) ; - têm cromossomos circulares pequenos,assim como a mitocôndria; e seus genes formam RNAt,ribossomos e alguns RNAm; ❖ Vacúolos citoplasmáticos - da célula vegetal são maiores que o da célula animal ; - ocupam a maior parte do citoplasma da c.v ; ❖ Plasmodesmos ( célula vegetal ) - chamado de junções comunicantes na célula animal; - são tubos com 20 a 40 nm de diâmetro; - liga células adjacentes para o trânsito de moléculas; ❖ Peroxissomos - organelas que possuem enzimas oxidativas que transferem H+ de diversos substratos para o oxigênio; RH2 + O2 --------- R + H2O2 - principal enzima é a catalase, que converte peróxido de hidrogênio (h2o2) em água e oxigênio; catalase 2H2O2 ------------ 2H2O + O2 - tem sido estudada nas células do rim e fígado de mamíferos; - contém enzimas catalase, B- oxidação dos ácidos graxos ( oxidados em Acetil - CoA e mitocôndria têm), urato - oxidase e D - aminoácido - oxidase ( provavelmente relacionada com a metabolização dos D- aminoácidos da parede das bactérias que penetram no organismo;Proteínas dos mamíferos é constituída de L-aminoácidos ) ; - papel de desintoxicação, pois o h2o2 é oxidante energético, prejudicial à célula; Peroxissomo ➔ DOENÇAS CAUSADAS POR DEFEITOS NOS PEROXISSOMOS ● Adrenoleucodistrofia um tipo de doença que ocorre da falta de uma enzima no peroxissomo; é hereditária; é uma mutação no cromossomo x,que geralmente se manifesta em meninos na puberdade,podendo ocorrer deficiência na secreção da glândula adrenal e disfunções neurológicas,resultando em acúmulo nos tecidos de várias moléculas de ácidos graxos saturados de cadeia muito longa;● Síndrome cérebro hepatorrenal ou Síndrome de Zellweger -distúrbio hereditário raro,que causa defeitos neurológicos,hepáticos e renais; o fígado e rim apresentam peroxissomos vazios,somente com membranas,sem as enzimas localizadas no interior da organela ,estando livres no citosol; células perdem a capacidade de transferir essas enzimas produzidas para o peroxissomo; ❖ Núcleo - geralmente a forma do núcleo está relacionada com a forma da célula; - células esféricas,cúbicas e poliédricas o núcleo deve ser esférico; - células cilíndricas e fusiformes(alongadas) o núcleo deve ser elipsóide; - quase todas as células são mononucleadas(1 núcleo), mas existem algumas binucleadas(2 núcleos) ( ex. células hepáticas e cartilaginosas ); outras são polinucleadas( vários núcleos ); - têm envoltório nuclear, matriz nuclear ou nucleoplasma, nucléolo ( é maior em cél. com síntese protéica muito ativa ) e 46 cromossomos ou 46 fibras de cromatina ou nucleossomas( DNA + histona ); - As células somáticas descendentes do zigoto contém 2 cromossomos, um do zigoto e outro do ovócito; os dois membros de cada par são homólogos; Os homólogos de cada par são praticamente idênticos, porém os pares de homólogos distintos são diferentes entre si. - Para nos referirmos à presença dos dois jogos de cromossomos homólogos, utilizamos a expressão diplóide (2n); 2n=46; - Nas células somáticas, ambos os jogos de cromossomos são conservados durante as sucessivas divisões celulares ao longo do desenvolvimento embrionário, do crescimento corporal e da manutenção dos tecidos na vida pós-natal; ❖ Ribossomos - função na síntese protéica; - formado por duas subunidades de tamanhos diferentes, que se associam somente quando se ligam aos filamentos de RNAm; - diversos ribossomos se associam à um único filamento de RNAm, formando polirribossomos; ❖ Cromatina - são grânulos de forma irregular ; - se coram intensamente por corantes básicos; - DNA + proteínas; ❖ Nucléolo - são corpúsculos esféricos; - contém RNA e proteínas básicas com pequena quantidade de DNA; ❖ Depósitos citoplasmáticos citoplasma pode conter, conforme o tipo celular e seu estado funcional, acúmulos, geralmente temporários, de substâncias diversas, não envoltas por membrana; ex. grânulos de glicogênio ( polissacarídeo ), gotículas lipídicas, depósitos de pigmentos ( ex. melanina encontrada nos cromatóforos e nas células da epiderme e também lipofuscina, pigmento pardo que se acumula em algumas células de vida longa, como neurônios e células musculares cardíacas, à medida que elas envelhecem) que são, em parte, responsáveis pela cor dos seres vivos, com implicações nos processos de mimetismo, na atração para acasalamento e na proteção contra as radiações ultravioleta da luz do sol. VÍRUS ● não são considerados células,pois suas propriedades celulares só acontecem quando está dentro de uma célula; PRINCIPAIS COMPONENTES SUBCOMPONENTES FUNÇÃO PRINCIPAL membrana celular parede celular cobertura celular membrana plasmática proteção interações celulares permeabilidade,endocito se e exocitose núcleo cromossomos nucléolo informação genética síntese de ribossomos citosol enzimas solúveis ribossomas glicólise síntese protéica citoesqueleto intermediário microtúbulos e centrossomo actina forma e estabilidade da célula estruturas microtubulares corpúsculos basais e cílios centríolos mobilidade ciliar organelas do sistema de endomembranas Retículo endoplasmático complexo de golgi síntese e processamento de lipídios e glicídios outras organelas endossomos e lisossomos mitocôndria cloroplasto peroxissomos digestão síntese de atp fotossíntese desintoxicação ● são parasitas intracelulares obrigatórios ; ● tamanho de 30 a 300 nm ; ● forma de : icosaedro ou helicoidal ; ● formado por capsômeros ( unidades protéicas ) ; ● fora da célula são metabolicamente inertes e podem cristalizar-se ( imobilizar-se ); ● tipo de ácido nucléico = tipo de vírus; ➔ RNA ou DNA ex.vírus da aids ex.bacterófagos ● dependem do maquinário biossintético da célula hospedeira; ● replicam seus genes para se reproduzirem e também os transcrevem em RNAm ,tudo isso com ajuda do maquinário b. da célula hospedeira; ● produzidos por um processo de agregação macromolecular,ou seja, produzidos em partes diferentes e depois reunidos coordenadamente em outra parte; reprodução no procarionte : adsorção , injeção do material genético viral,síntese das enzimas virais e replicação do m.g.viral, síntese das estruturas protéicas e encapsulamento do m.g.v , automontagem,lise celular e liberação dos vírions. reprodução no eucarionte : replica o rna ou dna núcleo,proteínas virais são sintetizadas nos ribossomos citoplasmáticos, depois os novos componentes virais se combinam no interior da célula VÍRUS CÉLULAS VERDADEIRAS programa genético específico; possuem padrões genéticos para codificar suas proteínas e se reproduzirem; programa genético específico; uma membrana plasmática com permeabilidade; estrutura que retém energia dos alimentos; maquinário que produz proteínas;
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