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Universidade Federal de Alfenas Lívia Aparecida Lima Células Eucariontes, Procariontes e Composições Químicas das Células Alfenas MG 2021 SUMÁRIO Introdução Desenvolvimento 1.0_ Células Procariontes 2.0_Células Eucariontes 2.1_Célula Eucarionte Vegetal e Animal 3.0_Composição Química das células 3.1_Substâncias Inorgânicas 3.2_Substâncias Orgânicas Conclusão Introdução Ao analisar os seres vivos, verifica-se uma organização que leva o entendimento da composição, do funcionamento e da relação existente entre eles. A primeira relação é a dos átomos, que tanto na matéria viva quanto na matéria bruta associam-se formando moléculas. Essas moléculas tem a capacidade de organizar-se e formar estruturas como as organelas, que em conjunto, formam unidades mais complexas: as células. Pode-se conceituar uma célula como unidade funcional e estrutural. São constituintes básicos dessas, a existência de membrana plasmática, citoplasma e material genético. Elas são divididas em dois grupos: procariontes (do Grego protos, primitivo, e karion, núcleo) e eucariontes (do Grego eu, verdadeiro, e karion núcleo). De modo geral, a função da célula em cada organismo está relacionada com sua forma e, são tão complexas que existem indivíduos formado por apenas uma célula, os unicelulares, mas também existem aqueles pluricelulares. Desenvolvimento 1.0_Células Procariontes As células procariontes tem como característica marcante a ausência de um envoltório nuclear delimitado em seu material genético. Devido a essa falta de carioteca, seu DNA encontra-se solto no citoplasma. O citoplasma das células procariontes não apresentam outra membrana além da plasmática, podendo ocorrer invaginações da membrana plasmática, no qual enrola-se e origina os mesossomos. Contudo, a existência do mesmo é controversa, uma vez que existem estudos comprovando que o mesossomo é artefato causado pela microscopia, um erro durante a preparação das células para observação em microscópio. Os procariotos destacam-se também por não haver citoesqueleto e nem organelas membranosas, pode possuir apenas organelas relacionadas ao processo de síntese proteica, como o ribossomo. Possuem em sua maioria um formato esférico ou em bastonetes. São mantidos por uma parede celular localizada abaixo da cápsula (caso ela exista), parede essa que mantem a forma e previne de desidratação. São consideradas células simples e estão presentes em bactérias, incluindo as cianobactérias. As células procarióticas podem apresentar Apêndices, estruturas que permitem que a célula cole em superfícies, se mova, ou transfira DNA para outras células. No caso dos flagelos representado, são apêndices comuns para movimentação. Os procariotos são organizados em dois dominios: Archaea (arquebactérias) e Bactéria (ou eubactérias). No Domínio Archaea encontra-se procariontes que vivem em ambientes não habituais aos seres humanos, como locais de temperatura elevada, pântanos,esgotos e fontes ácidas, chamados de extremófilos. Contudo, estão amplamente distribuídas em ambientes menos extremos também, como solos, lagos e o estômago de bovinos. Na aparência não são facilmente distinguidas das bactérias, mas uma importante diferença é que as arqueas não apresentam peptidoglicano, um polímero composto por açúcares e aminoácidos. São encontrados apenas organismos unicelulares, com nutrição autotrófica ou heterotrófica. Já no Domínio Bacteria, desde que tenha pelo menos uma pequena quantidade de água, econtra-se em uma diversidade enorme de ambientes. Estes organismos possui parede celular, com peptidio glicanos São organismos unicelulares e possuem nutrição autotrófica ou heterotrófica. 2.0_Células Eucariontes Apesar de ainda ser uma questão de discussões, aceita-se que essas células tenham surgido de células procariontes por volta de 2 bilhões de anos atrás. Para esse desenvolvimento, teriam ocorridos dobramentos de membrana plasmatica anteriormente, originando as organelas citoplasmáticas e o envelope nuclear, tornando as maiores e de maior complexidade. Dentre as organelas originadas, a mitocondria teria surgido por simbiose entre a célula eucariota e a mitocôndria. Essas bacterias teriam proteção e nutriente nos eucariotos, enqunto estes se beneficiariam do processo de respiração das bacterias. O cloroplasto, foi outra organela que teve origem diferente também, acredita-se que as células eucarióticas com mitocôndria e as cianobactérias (que realizam a fotossíntese) associou-se de tal maneira, que perpetuou e essas cianobactérias teriam dado origem aos cloroplastos, que usam a luz solar para sintetizar carboidratos a partir de água e dióxido de carbono. Como já visto, as células eucariontes são mais complexas que as células procariontes, cada qual com suas funções, características e particularidades específicas. Os eucariotos mantêm seu DNA em um compartimento limitado, ou seja, separado do citoplasma pela membrana nuclear. O núcleo é o local onde estão armazenadas informaçoes genéticas, e devido a isso ele é considerado por muitos o centro de controle das atividades.Possui um envoltorio de dupla membrana chamado de carioteca, nele encontra-se também a cromatina, um o complexo de DNA (RNA) e proteínas. Além do núcleo individualizado, as eucariotas apresentam citoesqueleto e organelas membranosas localizadas no citoplasma (região entre a membrana plasmática e a membrana nuclear) que auxiliam acordo com cada funcionalidade particular. Essas organelas são divididas na célula como compartimentos, que separam a função de cada. Reticulo endoplasmatico É constituido por uma rede de vesiculas achatadas,vesículas esféricas e tubulos intercomunicantes, que percorre todo citoplasma. Pode ser esponsável pela s íntese de proteínas e também alguns lipídeos. É subdividido em em liso e rugoso.O reticulo endoplasmatico rugoso associa-se a ribossomos, organelas relacionadas com a síntese de proteína. E o reticulo endoplasmatico liso apresenta estruturas tubulares sem ribossomos, sendo portanto, de superficie lisa Complexo de golgi Conhecida também como complexo golgiense, zona ou aparelho de golgi. É constituido por vesículas achatadas e por vesículas circulares esféricas de vários tamanhos, uma espécie de pilha de vesículas. Como função, destaca-se o processo de separação e endereçamento de moléculas sintetizadas nas células, encaminhando-as para as vesículas de secreção. Lisossomo Estas organelas são bolsas membranosas que contem enzimas hidrolíticas para digerir moléculas introduzidas por pinocitose, por fagocitose, ou até outras organelas da própria célulula. Centríolo Eles estão ligados ao processo de divisão celular, e também na organização do citoesqueleto. São constituídos de proteínas e estão localizados num local denominado centrossomo ou centro celular. Cílios e flagelos são estruturas que os Centrioloso também auxiliam na formação. Estruturas essas, que ajuda na locomoção e ainda na alimentação de alguns protozoários. Além dos domínios Archaea e Bactéria já citados, existe também o domínio apenas do dominio eucarioto: Eukarya. Nesse domínio atua organismos unicelulares, como os protozoários, ou multicelulares, como em animais, fungos e plantas. 2.1_Célula Eucarionte Vegetal e Animal Entre as células eucariontes pode-se destacar o modelo vegetal e animal Assim como em todos os tipos celulares, tanto na eucarionte vegetal, quanto na animal possuimembrana plasmática. Estrutura que controla a entrada e saída de substâncias da célula, de composição química lipoproteica e permeabilidade seletiva. Nos vegetais, além da membrana plasmática, apresenta um envoltório que protege a membrana plasmática externamente, a parede celular. Esta é formada por celulose, essa parede celular da resistência à célula vegetal, evitando que ao entrar água ocorra ruptura. Além disso, ela é responsável por dar tamanho e forma à célula vegetal e também por protegem o citoplasma de agressões mecânicas e da ação de parasitas. Outra importante caracteristica das células vegetais é a presença de Plastídeos, também conhecido como Plastos, eles tem como possuem funções de fotossíntese, síntese de aminoácidos e ácidos graxos, além de armazenamento. Recebem o nome de acordo com a substância de reserva, se não houver pigmentos são chamados de leucoplastos, os que contêm pigmentos são os cromoplastos, e os mais frequentes são os cloroplastos, que são ricos em clorofila, principal pigmento fotossintético. Além das estruturas citadas, as células das plantas possui frequentemente vacúolos do citoplasma maiores do que os que existem nas células animais. Estes são grandes vesículas originadas do retículo endoplasmático e do complexo golgiense, com a principal caracteristica de manter o equilíbrio osmótico e também armazenar substâncias em vegetais. 3.0 Composição Química das células Assim como já citado, todos os seres são compostos por células, estruturas muito complexas, formadas por várias substâncias. Essas substâncias podem ser classificadas em orgânica e também em inorgânica As inorgânicas que não possuem carbono em sua composição, enquanto as orgânicas apresentam o cabono como elemento. 3.1 Substâncias Inorgânicas Água É a mais abundante das substâncias em uma célula, tem cerca de 70% da sua massa, e muita das reações intracelulares ocorre em ambiente aquoso. Ela é indispensável, além de participar das reações químicas, faz parte das estruturas que compõem o organismo. A propriedade de dissolver que a água possui, facilita na ocorrencia do metabolismo. Muitos resisduos do metabolismo também só são excretados graças a presença da água. A água também tem função lubrificante,diminuindo o atrito de muitas estruturas no organismo.Serve também como regulante termal, como no caso da suor quando o corpo esquenta. A molécula de água é eletricamente neutra, porém a distribuição do par eletrônico em cada ligação tende a deslocar perto do átomo de oxigênio.Quando os átomos de hidrogênio da molécula de água se colocam próximos ao átomo de oxigênio de outra molécula de água (com carga negativa), se estabelece uma ligação de hidrogênio (ponte de hidrogênio). Ligação essa que permite não só que a Capilaridade- capacidade de penetrar em espaços reduzidos- ocorra, mas também o fenômeno de Tensão Superfícial possa acontecer. Sais Mineirais Os sais minerias fazem parte dos elementos que regulam nosso organismo. Os animais frequentemente os obtém pela ingestão de alimentos, já os vegetais os obtém absorvendo do meio. Dentre os diversos sais minerais existentes, destaca-se os de importancia biologica: Cálcio - participa da formação de tecidos, ossos e dentes; age na coagulação do sangue e contração muscular. No corpo humano o cálcio é o mineral mais abundante, e a maior parte dele é encontrada no osso sob a forma de fosfato de cálcio. Ferro – Entra na constituição de moléculas como o citocromos e a hemoglobina. Os citocromos atuam como transportadores de eletrons na respiração celular e nas reaçoes de fotossintese, e a hemoglobina tranporta o oxigênio no organismo. Um exemplo de Tensão Superficial da água Magnésio – participa das reaçoes de fosforilação que sintetizam o ATP e da formação de algumas enzimas. Encontrado também na molécula da clorofila, pigmento fotossintetizante dos vegetais. Sódio – importante para o equilibrio hidrico ou osmótico das células, essencial também na condução de impulsos nervosos. Ocloreto de sódio (NaCl) também é muito utilizado como tempero na culinária. Potássio – assim como no sódio, tem grande importancia na condução de impulsos nervosos e pra manter o equilíbrio hidrico. Cloro - além de também fazer parte do equilibrio hidrico , participa da formação do HCl, componente do suco gastrico do estômago de animais Iodo – formador dos hormônios da tireoide, T3 e T4. A falta deses sais de Iodo pode ocasionar no mau funcionamento da tireoide, que ocasiona em quadros de hipotireoidismo. 3.2 Substâncias Orgânicas Dentre as substâncias orgânicas, destacam-se as proteínas, lipídios e carboidratos Lipídios Diferente da maioria dos compostos, os lipídios são insolúveis em água e devido a isso, é popularmente conhecido como gordura. Atuam como reserva de energia principalmente dos animais. Estão relacionados a produção de hormônios como esteroides, testosterona, progesterona e estradiol.Também tem a função de ser isolante térmico, uma vez que em muitos animais as células gordurosas formam uma camada da pele, ajudando na temperatura corporal, fundamental para animais que vivem em climas frios. É também usado na indústria alimenticia e cosmética, relacionam com a produção de sais biliares, que agem como detergente, ajudando no processo de absorção de lipídios. Outra função dos lipídios é em absorver as vitamínas A, D, E e K, que são lipossolúveis. Carboidratos Os carboídratos também podem ser denominados como glicídios ou açúcares, é a principal fonte de energia das células e constituem a base da nutrição dos organismos não fotossintetizantes. Assim como encontra-se carboidratos em açúcares, como a glicose, a frutose e a sacarose, encontra também na celulose e no amido. Os alimentos ricos em carboidratos produzem a energia necessária para o funcionamento do organismo de quase todos os seres vivos. Proteínas As proteínas, são os compostos orgânicos muito abundantes na célula, formam mais de 50% da massa seca de grande parte das células. auxiliam no transporte de oxigênio (hemoglobina), na proteção do corpo contra organismos patogênicos (anticorpos), como catalizadora de reações químicas (enzimas), receptora de membrana, atuação na contração muscular (actina e miosina), sendo fundamentais também no crescimento e formação dos hormônios. Pode-se destacar em quantidade de proteína as carnes, o leite, os ovos, cereais integrais, feijão, legumes e vegetais folhosos. Conclusão Conclui-se, portanto, que os conhecimentos adquiridos durante esse trabalho foi de grande valia para a compreensão do funcionamento dos organismos. Uma vez que, ao estudar detalhadamente acerca das células procariontes, eucariontes, e suas composições químicas beneficiará a compreensão do tão complexico estudo, para que o avanço na disciplina de Biologia Celular seja de qualidade. Bibliografia ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WA LTER, P. 2010. Biologia Molecular da Célula. 5ª Edição. Editora Artmed. CARNEIRO J. Biologia Celular e Molecular. 9ª. Edição. Editora Guanabara Biologia Net, Importância da biologia celular. https://www.biologianet.com/biologia-celular Khan Academy, Estrutura procarionte. https://pt.khanacademy.org/science/biology/bacteria- archaea/prokaryote-structure/a/prokaryote-structure Prof Everlon Cid Rigobelo, fcav unesp. 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