Atividade Biologia Celular

Prévia do material em texto

1) Analisando todo o processo evolutivo das primeiras células até a formação das células atuais elabore um texto que mostrando a importância da formação da membrana plasmática para as células e explique sua estrutura, funções e os tipos de transportes.
Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte, apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática. 
A membrana plasmática é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível. Foi somente após o desenvolvimento da microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada. Nas grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras, delimitando o contorno de cada célula.
Constituindo uma película muito fina, elástica e lipoproteica, a membrana plasmática ou celular participa ativamente do metabolismo celular, selecionando, em certos casos as substancias que entram e saem da célula, de acordo com as suas necessidades, a membrana plasmática tem outras função como proteção da célula, e para ainda dar mais proteção a célula existe uma camada por cima da membrana, a parede celular e a glicocalix, mas somente existe nos animais a glicocalix, outra função é o reconhecimento celular. A membrana é constituída de lipídeos e proteínas contendo também uma bicamada de fosfolipídios. 
 A membrana é estruturada da seguinte maneira: existe uma disposição das moléculas na membrana plasmática, sendo que os lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico.
Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têm diversas funções. As membranas plasmáticas de um eucariótico contêm quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteroides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida. 
As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte:
Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir umas às outras.
Proteínas que facilitam o transporte de substâncias entre células.
Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células.
Proteínas receptoras de membrana.
Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando um canal por onde passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte ativo) ela é fornecida por moléculas de ATP.
Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como enzima na membrana ou em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica.
Proteínas com função de ancoragem para o citoesqueleto.
 A membrana plasmática não isola totalmente a célula do meio exterior. A célula precisa adquirir substancia do meio exterior e também eliminar resíduos de seu metabolismo. Nesse processo, a membrana plástica exerce um grande controle sobre as substancias que devem entrar ou sair da célula. O fluxo de materiais através da membrana pode envolver ou não dispêndio energia. Sendo portanto distinguir dois tipos fundamentais de transporte passivo e ativo.
No transporte passivo não exige consumo de energia no nível da membrana. Nesse caso a membrana, permite livre passagem de substâncias, não apresentando caráter seletivo, por exemplo a difusão e difusão facilitada.
A difusão Consiste na passagem das moléculas do soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio. É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas. A passagem de substâncias, através da membrana, se dá em resposta ao gradiente de concentração.
A difusão facilitada ocorre da seguinte maneira, certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora chamada permeasse na membrana. Quando todas as permeasses estão sendo utilizadas, a velocidade não pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permeasse, a presença de um dificulta a passagem do outro.
2) As células se dividem por mitose e meiose e o seu controle se dá pelo ciclo celular. Explique como ocorre o controle do ciclo celular e descreva os dois tipos de divisão celulares: mitose e meiose.
 
O ciclo celular é o processo que nos permite crescer, recuperar órgãos e tecidos lesionados e até mesmo fazer o cabelo aumentar de tamanho, cujo principal objetivo é produzir duas células-filhas a partir de uma única célula progenitora, cada uma contendo cromossomos idênticos aos da célula-mãe. 
O ciclo celular consiste em uma sequência de eventos que visa à divisão de todo o material da célula. As células se dividem para possibilitar o crescimento corporal, para substituir aquelas que foram mortas ou ainda em situações patológicas. Cada célula apresenta um ritmo de reprodução típico, sendo esse ritmo estabelecido por substâncias que induzem a proliferação celular. Essas substâncias ativam mecanismos internos das células que ativam a duplicação do DNA e a consequente divisão celular. 
A interfase é um período de intensa atividade metabólica e de maior duração do ciclo celular. Células nervosas e musculares, que não se dividem por mitose, mantêm-se permanentemente na interfase, estacionadas no período chamado G0.
Nas células que se dividem ativamente, a interfase é seguida da mitose, culminando na citocinese. Sabe-se que a passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação - de modo geral protéicos – que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, se destacam as ciclinas, que controlam a passagem da fase G1 para a fase S e da G2 para a mitose.
Se em algumas dessas fases houver alguma anomalia, por exemplo, algum dano no DNA, o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado e o ciclo celular possa continuar. Caso contrário, a célula é conduzida à apoptose (morte celular programada).
Outro ponto de checagem é o da mitose, promovendo a distribuição correta dos cromossomos pelas células-filhas. Perceba que o ciclo celular é perfeitamente regulado, está sob controle de diversos genes e o resultado é a produção e diferenciação das células componentes dos diferentes tecidos do organismo. Os pontos de checagem correspondem, assim, a mecanismos que impedem a formação de células anômalas.
O ciclo celular é dividido em duas grandes fases: a intérfase e a divisão celular (ou fase m). 
A intérfase é o período mais “comprido” do ciclo celular, no qual vários processos importantes ocorrem: o DNA é replicado, os centríolos se dividem e proteínas são sintetizadas em larga escala. O Ciclo celular é sub dividido em cinco fases: fase G0, fase G1, fase S, fase G2 e fase M. 
A fase G0 representa uma “pausa” no ciclo celular. Células que já atingiram um estágio final de desenvolvimentoe não precisam mais se dividir, como os neurônios onde mantêm-se na fase G0 permanentemente ou até que um sinal externo asacorde para que voltem a se dividir. Os neurônios e as hemácias são tipos de células que se encontram permanentemente em G0 até que elas ou o organismo morram. Porém, existem células que se encontram nessa fase e devido a um dano no órgão retornam a G1, continuando o ciclo. Um exemplo são as células hepáticas.
Na fase G1 começa a preparação para a divisão celular, nesta fase, as células aumentam de tamanho, produzem RNA e sintetizam proteínas. Durante a fase G1 do ciclo celular, cada célula toma uma decisão fundamental: ou continua outro ciclo e se divide, ou permanece em um estado de não divisão temporário ou permanente. A fase G1 é tipicamente a fase mais longa e variável do ciclo celular. Se a quantidade de nutrientes disponível for insuficiente, ou se as células receberem estímulos anti-proliferativos, como, por exemplo, um sinal para entrar em diferenciação terminal, a progressão do ciclo poderá ser retardada em G1 ou a célula poderá sair do ciclo ou entrar em G0. A progressão através de G1 é regulada por 2 pontos de controle: o ponto de restrição e o ponto de checagem de danos do DNA em G1. Esses dois pontos de controle são perdidos em muitas células cancerosas. Assim, essas células continuam a se dividir, mesmo na ausência de sinais ambientais apropriados e em presença de DNA danificado.
Na fase S ocorre a duplicação do DNA sendo um evento muito importante do ciclo celular, pois garante que as células-filhas possam receber uma cópia exata de cada molécula de DNA da célula parental. As células humanas diploides, por exemplo, têm 2n = 46 cromossomos; portanto, uma célula em G1 é constituída por 46 moléculas de DNA uma molécula para cada um dos 23 pares de homólogos. Durante a fase S, cada molécula de DNA dá origem à outra idêntica a ela, de tal forma que, em G2, a célula humana contém 92 moléculas de DNA, sendo que um dos 46 cromossomos contém duas moléculas de DNA denominadas cromátides-irmãs que se mantém associadas por complexos proteicos denominados coesina. Essas células continuam diploides, tendo 2n = 46 cromossomos, embora com o dobro do conteúdo de DNA. As subfases S e G2 ocorrem somente em células que irão se dividir e, na maioria, têm duração relativamente constante, de sete a oito horas para S e de duas a cinco horas para G2. A duplicação de DNA na interfase pode ocorrer também em células que contém cromossomos politênicos e em células poliploides.
A fase G2 corresponde ao intervalo entre o fim da replicação do DNA (fase S) e o começo da mitose. A duração da fase G2 depende do tipo de célula, podendo durar entre 2 a 4 horas. Corresponde à fase mais curta em período de tempo dentre as demais fases da intérfase. Nesta fase continua a síntese de proteínas iniciada em G1, de RNA, de proteínas não-histônicas que se associam ao cromossomo durante a condensação na mitose, de outras moléculas necessárias para que ocorra a mitose, bem como ocorre a duplicação dos centríolos e demais organelas constituintes do citoplasma. Todo esse processo resulta em aumento de volume e tamanho celular.
 A fase m ou divisão celular, é a fase do fim do ciclo celular, onde, uma célula mãe se divide e deixa de existir ao mesmo tempo em que gera duas células filhas, nessa fase ocorre o processão de divisão da mitose.
Na mitose ocorre apenas uma duplicação de cromossomos para cada divisão do núcleo. Dessa maneira, uma célula-mãe transfere às duas células-filhas todo o seu patrimônio genético, representando pelos cromossomos, isso implica a presença, nas células recém-formadas, do mesmo número e dos mesmos tipos de cromossomos que existiam na célula original. 
O mecanismo mitótico permite a reprodução dos organismos unicelulares e é responsável pela formação das inúmeras células que constituem o corpo dos organismos pluricelulares, garantindo o crescimento do indivíduo, bem como a renovação dos tecidos pela substituição das células velhas por outras novas, além de permitir a regeneração de regiões eventualmente lesadas. 
A mitose para melhor compreensão é dividida em quatro etapas que ocorrem respectivamente: prófase, metáfase, anáfase, telófase.
Prófase é a etapa preparatória da célula para início da divisão, ocorrendo eventos correlacionados ao período de interfase, essenciais para o ciclo celular:
- Princípio da condensação (espiralização / compactação) dos cromossomos duplicados na interfase;
- Desaparecimento do nucléolo em consequência da paralisação do mecanismo de síntese;
- Duplicação do centríolo e migração desses para os polos opostos da célula, formando microtúbulos, fibras do fuso e do haster, ambas constituídas de tubulinas alfa e beta. As do fuso unir-se-ão ao cinetócoro, região do centrômero (ponto de intersecção entre os braços cromossômicos), e as do haster darão suporte (fixação) juntamente à face interna da membrana plasmática.
Metáfase é a fase de máxima condensação dos cromossomos e desfragmentação total da carioteca (membrana nuclear), havendo:
- Deslocamento e disposição linear dos cromossomos na placa equatorial (metafásica) da célula. 
- Ligação dos centrômeros às fibras do fuso.
Anáfase fase da divisão onde ocorre a separação dos cromossomos duplicados, migrando cada cromátide irmã em direção aos polos opostos, em razão do encurtamento dos micros túbulos, consequente à retirada de tubulinas.
Telófase → Última etapa da divisão mitótica, caracterizada pelo agrupamento e descompactação dos cromossomos (genoma) em extremidades opostas, recomposição da carioteca e nucléolo, finalizando o processo com a citocinese (individualização do citoplasma em duas células-filhas).
A meiose caracteriza-se pela ocorrência de apenas uma duplicação cromossômica para cada duas divisões nucleares, já a mitose ocorre apenas uma divisão nuclear. O mecanismo meiótico temos a produção de quatro células-filhas com a metade do número de cromossomos presentes na célula-mãe.
 A meiose é um tipo de divisão celular em que uma célula diploide produz quatro células haploides, sendo por este motivo uma divisão reducional, diferente da mitose onde a célula diplóide, por exemplo, se divide formando duas células também diploides ocorrendo a divisão equacional.
A célula 2n que irá se dividir através da meiose originara quatro células n. Dessa forma somente ocorrera a divisão se antes o DNA se dividir entre as células. Após esse processo o cromossomo apresentara duas cromátides. 
A meiose é dividida em dois grupos de processo onde ocorrera a divisão: a meiose I também chamada de primeira divisão e a meiose II também chamada de segunda divisão. Sendo dividida em quatro etapas: Profáse I, metáfase I, anáfase I e telófase I; profáse II, metáfase II, anáfase II e telófase II.
Primeira etapa da divisão: meiose I
Prófase I de toda a meiose, é a fase mais longa. Os filamentos de cromatina, já duplicados, iniciam sua condensação. Cada cromossomo se coloca ao lado do seu homólogo. O ajuste é perfeito, colocando em contato cada ponto de um cromossomo com o seu correspondente, no homólogo. Podem ocorrer trocas de fragmentos entre os cromossomos homólogos. São aspermutações ou crossing-over. Já na anáfase I tracionada pelas fibras do fuso acromático, os cromossomos homólogos são separados e se encaminham para pólos opostos, na célula. Não ocorre bipartição dos centrômeros, uma vez que as duas cromátides-irmãs seguem juntas para o mesmo pólo. Na telófase I os cromossomos descondensam-se parcialmente. A carioteca se refaz e o citoplasma se divide, formando duas células-filhas haplóides.
Entre o final da Divisão I e o início da Divisão II, pode haver um pequeno intervalo no qual não ocorre duplicação do DNA, chamado intercinese.
Segunda etapa da divisão: meiose II
A meiose II ou divisão II da meiose é semelhante à mitose, porém não é precedida pela duplicação do material genético. Seus eventos acontecem simultaneamente com as duas células resultantes da Meiose I.
A Prófase II, a carioteca se fragmenta, os centríolos sãoduplicados e ocupam pólos opostos, na célula, surgindo o fuso acromático. Já na metáfase II, os cromossomos, ficam bastante condensados, estão localizados na região equatorial, sendo ligados às fibras do fuso. Já na fase da Anáfase II, ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as cromátides-irmãs separam-se (lembrando a mitose). 
Já na última fase, telófase II ocorre a divisão celular (citocinese), com formação de uma membrana nuclear ao redor de cada conjunto de cromossomos homólogos (cromátides).  A citocinese separa as quatro células-filhas haplóides, isto é, sem cromossomos homólogos e com a metade do número de cromossomos em relação à célula que iniciou a meiose.