Biologia do desenvolvimento animal

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Biologia do desenvolvimento animal e genética animal
Organelas e Estruturas Citoplasmáticas
· O citoplasma das células 
· Composto pelo Hialoplasma e contém organelas: - Aparelho de Golgi 
- Retículo endoplasmático liso 
- Retículo endoplasmático rugoso 
- Peroxissomos 
- Mitocôndrias 
- Citoesqueleto 
- Depósitos de substâncias diversas 
- Gotículas lipídicas
- Lisossomo 
- Grânulos de glicogênio 
· Citoplasma 
• O citoplasma é a região da célula onde se encontra o núcleo e as organelas, além de outras estruturas com funções específicas. É constituído de substância fluida denominada citosol.
* O citoplasma corresponde a todo conteúdo celular localizado fora do núcleo. Nele está contida uma variada quantidade de organelas membranosas, as quais desenvolvem as mais variadas funções. A parte do citoplasma localizada entre as organelas recebe o nome de citosol ou matriz citoplasmática, no qual importantes reações químicas acontecem.
- Fração sobrenadante fluida que contém os componentes citosólicos - Se estende desde o envoltório nuclear até a membrana plasmática - Sítio de síntese e de degradação de proteínas
· Hialoplasma (citoplasma fundamental) 
· O citoplasma das células eucariontes e procariontes é preenchido por uma matriz viscosa e semitransparente, o hialoplasma ou citosol. 
· No hialoplasma encontram-se moléculas e organelas celulares. 
· O conjunto formado pelo hialoplasma e organelas celulares constitui o citoplasma das células.
· O citosol encontra-se em contínuo movimento, impulsionado pela contração rítmica de certos fios de proteínas presentes no citoplasma.
· Sustância coloidal gelatinosa, amorfa
- Apresenta-se em estado sol (fluido) ou gel (viscoso)
- Ectoplasma: região periférica (normalmente gel)
- Endoplasma: região interna (normalmente sol)
- Composição: água, proteínas, sais, aminoácidos, monossacarídeos,
íons diversos, ácidos nucléicos, numerosas enzimas, etc.
· Funções: 
- Preenchimento -> Sede de reações químicas. 
- Movimentos -> Ciclose: movimento orientado da parte sol. Ocorre em todas as células eucariontes
- Movimento ameboide: formação de pseudópodes
- Ocorre em amebas e leucócitos 
- Citoesqueleto: rede de filamentos que percorre o hialoplasma
Filamentos: microfilamentos de actina e microtúbulos de tubulina 
· Ribossomos: 
- Organela não membranosa responsável pela síntese de proteínas - Constituída de RNAr e proteínas 
- Livres ou ligados ao RE 
* Trata-se de pequenas partículas que medem de 20 nm a 30 nm, sem membranas e formadas por proteínas e RNA ribossomal (RNAr). Alguns autores afirmam que os ribossomos são organelas não membranosas, outros, no entanto, assumem a ideia de que eles, devido à ausência de membranas, não podem ser considerados organelas celulares.
* Nos eucariotos, os ribossomos são formados por quatro tipos de RNA ribossomal e, aproximadamente, 80 proteínas diferentes. A maior parte do RNA ribossomal é produzida no nucléolo, enquanto as proteínas são produzidas no citoplasma. As proteínas que formarão o ribossomo migram do citoplasma para o núcleo e associam-se aos RNA ribossomais, formando subunidades, que migram para o citoplasma. 
* Os ribossomos são formados por duas subunidades: subunidade maior e subunidade menor. Essas saem do núcleo separadas, mas se unem no citoplasma
Esse ribossomo funcional é responsável por garantir a síntese de proteínas, e, quando o complexo é formado, podemos observar quatro sítios de ligação distintos, um sítio na unidade menor e três sítios na unidade maior (sítios P, A e E):
· Sítio para ligação da molécula de RNA mensageiro presente na unidade menor.
· Sítio P: Nesse local observa-se uma molécula de RNA transportador (RNAt) ligada à cadeia polipeptídica que está se formando.
· Sítio A: Nesse local observa-se a presença de RNA transportador carregando o próximo aminoácido, que será ligado à cadeia polipeptídica.
· Sítio E: Nesse local de saída, os RNA transportadores descarregados deixam o ribossomo.
Ribossomos associados ao retículo: 
- RER= membrana externa 
- Síntese de proteínas: Ocorre em maior número que os ribossomos livres, em células que secretam suas proteínas fabricadas (ex.: células pancreáticas produtoras de enzimas digestivas)
• Proteínas de Membrana • Empacotadas e armazenadas no citoplasma 
 • Exportadas para fora da célula
Ribossomos livres no citoplasma:
 *Subunidades – unem-se ao encontrar uma molécula da RNAm
* Síntese de Proteínas 
 Célula retem a maioria das proteínas fabricadas
Polirribossomo: 
 
· Retículo endoplasmático: *Sistema de membrana contínuo de sacos e tubos interconectados
· Estrutura bicamada lipídica e proteínas
· Tipos
· RER retículo endoplasmático rugoso
· REL retículo endoplasmático liso
· Retículo endoplasmático rugoso: 
· Ribossomo no RE -> associação transitória
· O RER é desenvolvido nas células secretoras
· Funções: 
· Sintetizar proteínas 
· Modificar proteínas (glicosilação) 
· Determinar os destinos das proteínas (Transporte em vesículas)
· Controle de qualidade das proteínas 
· As proteínas podem: permanecer no RE, seguir para outras organelas, ser dirigido para o meio extracelular
· Retículo endoplasmático liso: 
->Sintese de lipídios 
•Fosfolipídios formadores de membranas celulares 
• Lecitinas 
• Colesterol
->Síntese de hormônios esteroides
•Testosterona
• Estrógeno
->Reservatório de Cálcio
• Retículo Sarcoplasmático > células musculares 
• Neurônios 
• Células do tubo digestivo
->Degradação de glicogênio
• Fígado
->Processo de desintoxicação
• Ocorre no fígado, rins, pele e pulmões
• Torna solúvel partículas tóxicas como o álcool, medicamentos (antibióticos, barbitúricos)
· Complexo de Golgi: 
• Conjunto de bolsas ou cisternas de membrana 
• Função empacotamento, modificação e distribuição de lipídios e proteínas 
• Transporte e seleção de substâncias secretadas pela célula 
 • Processamento de proteínas e lipídeos: 
• Glicosilação 
• Sulfatação 
• Fosforilação
• Síntese de polissacarídeos
· O complexo de golgiense, também denominado de complexo de Golgi ou aparelho de Golgi, é uma organela celular que está relacionada com o processo de secreção de substâncias. Trata-se de uma estrutura formada por várias vesículas achatadas, as quais estão dispostas formando uma espécie de pilha de vesículas.
 
 
· Processamento de proteínas e lipídeos: 
• Glicosilação 
• Adição de carboidratos à proteina • Sulfatação 
• Adição de sulfato à proteína 
• Fosforilação
• Adição de fosfato à proteína Síntese de polissacarídeos 
• Componentes da membrana plasmática
• Componentes da parede celular 
• Componentes da matriz extracelular
· Comunicação entre organelas: 
· Comunicaçãoentre retículo endoplasmático, complexo de Golgi, membrana celular e lisossomos ocorre através de vesículas membranosas
· Lisossomos: 
· Compartimentos definidos por membranas, preenchidos por enzimas que controlam a digestão intracelular de macromoléculas. Digerem os materiais incorporados por endocitose
· Vesículas membranosas contendo enzimas digestivas 
· Encontrados em todas as células vegetais, animais e protozoário
· Função: Digestão Intracelular 
· Heterofagia: digestão de material extracelular
· Autofagia: digestão de material da própria célula 
 Ex.: organelas fora de uso 
· Autólise: destruição da célula por rompimento dos lisossomos Ex.: regressão da cauda do girino;
· Sistema de proteção 
· O citoplasma é protegido contra o ataque do sistema digestivo da célula: a membrana dos lisossomos normalmente mantém as enzimas digestivas fora do citosol, mas mesmo que haja alguma vazamento, elas causarão poucos danos porque o pH citosólico é de aproximadamente 7,2
· Peroxissomos 
· Organelas membranosas contendo várias enzimas: 
Oxidases – produção de peróxido de hidrogênio 
Catalases – quebra do peróxido de hidrogênio 
· Formados por divisão binária. 
· Função principal
 Degradação de peróxido de Hidrogênio
 Oxidação de substratos (detoxificação).
· Células animais Degradação de ácidos graxos, aminoácidos, etanol. 
Síntese de sais biliares e colesterol. 
· Células vegetais 
fotorrespiração e conversão de lipídeos em açúcares nas sementes de oleaginosas (ciclo do glioxilato)
· Citoesqueleto 
· Movimentos Celulares 
· Filamentos de Actina 
· Filamentos Intermediários
· Microtúbulos
· “Esqueleto” da célula 
· Mantém a forma da célula
· Organiza seu espaço interior
· Movimento
· Exclusivo de células eucarióticas e particularmente importante para as células animais. * A capacidade das células de organizar seus componentes, adotar formas variadas e realizar movimentos coordenados
· Filamentos de Actina 
- Determinam a forma da superfície celular 
- Locomoção da célula 
· Filamentos Intermediários 
- Força mecânica e resistência para enfrentar o estresse 
· Microtúbulos 
- Determinam a posição de organelas delimitadas por membranas
- Direcionam o transporte intercelular Proteína Fibrosa Tubulina Actina Estrutura G
· Funções: 
- Sustentação e forma da célula 
- Posicionamento adequado de estruturas 
- Movimento celular 
- Movimento de organelas e outras estruturas dentro da célula 
- Movimentos da célula inteira 
- Divisão celular 
- Transporte em massa
· Microfilamentos de actina 
· Finos e flexíveis encontrados em células eucarióticas
· Podem formar estruturas transitórias, como o anel contrátil durante a citocinese ou estruturas permanentes, como microvilosidades e feixes contráteis
· Apresentam de 7 a 9 nm de diâmetro
· Dupla fita helicoidal da proteína actina, formando feixes lineares
Funções:
- São essenciais para o movimento celular
- Movimentos ameboides 
- Ciclose 
- Sustentam a membrana plasmática
- Contração muscular
· A contração muscular é causada pelo encurtamento simultâneo de todos os sarcômeros, causado pelo deslizamento de actina sobre miosina
· Funções de filamento de actina 
- CITOCINESE 
· Durante a mitose, a actina e a miosina II acumulam-se na linha equatorial da célula em divisão, formando um anel contrátil, circundando a célula
· À medida que ocorre a citocinese (divisão do citoplasma), o diâmetro do anel contrátil diminui
· Microtúbulos 
· Estruturas cilíndricas e ocas
· Formado por várias moléculas de proteínas globulares de α e ß tubulina 
· Podem se desagregar, desfazendo o microtúbulo e se reorganizar, refazendo o microtúbulo (instabilidade dinâmica)
· Centrossomo
· O Centrossomo é o principal centro organizador de microtúbulos na célula
· Estrutura: formados por 9 trincas de tubulina (proteína), sempre aos pares, próximo ao núcleo.
· Células animais. 
· Ausentes em células de vegetais superiores
· Microtúbulos lábeis →dispersos pelo citoplasma
· Organelas microtubulares → estáveis 
· Apresentam proteínas estabilizadoras associadas aos microtúbulos (MAPs) 
· Centríolos 
· Corpúsculos basais 
· Cílios 
· Flagelos
· Estruturas dos cílios e flagelos 
· Cílios e flagelos apresentam um feixe central chamado axonema, constituído de nove duplas de microtúbulos dispostos circularmente e dois microtúbulos centrais. Moléculas de dineína ciliar formam pontes entre os pares de microtúbulos
· Microtúbulos no transporte intracelular 
· Os microtúbulos participam do transporte de vesículas, proteínas e organelas. 
· Envolve a participação de proteínas motoras como a Quinesina (periferia) e a dineína (núcleo)
· Filamentos intermediários 
· Estabilidade mecânica
· Impedem que as células se separem ou se rompam no estiramento
· Constituídos por proteínas fibrosas
· Vários tipos de peptídeos
· Mitocôndrias 
· Geração de Energia 
· Abundante nas células que demandam muita energia 
· Possui DNA, RNA e ribossomos próprio 
· Autorreplicação
· Teoria Endossimbiótica
· Evolução de procariotos primitivos 
· Evidências: 
· ✓Similar em tamanho a pequenas bactérias
· ✓DNA próprio circular 
· ✓Membrana dupla
· ✓Ribossomos próprios (diferentes dos demais da célula) 
· ✓tRNA próprio
· NÚCLEO CELULAR
· Distingue a célula eucarionte da procarionte
· Armazena a maior parte da informação genética contida no DNA
· Controla o metabolismo celular através da transcrição do DNA nos diferentes tipos de RNAs
· Envoltório nuclear
· Separa o núcleo do citoplasma
· Controla a entrada e saída de substâncias
· Visível somente no microscópio eletrônico
· Membrana nuclear ou carioteca 
· Envoltório duplo, constituído por duas membranas lipoprotéicas 
· Membrana externa - voltada para o citoplasma comunicação com o Reticulo Endoplasmático Rugoso
· Membrana interna - voltada para a cromatina
· Espaço perinuclear - proteínas elaboradas nos ribossomos
· Presença de poros para intercâmbio de substâncias entre núcleo e citoplasma
· Poros 
· 3.000 a 4.000 por membrana 
· Estrutura grande e elaborada composta de um complexo de cerca de 30 proteínas diferentes 
· Passagem de vários tipos de macromoléculas
· RNA 
· Subunidades de ribossomo 
· Proteínas 
· De fora para dentro e vice-versa
· Complexo de poros 
· Regulam o trânsito de macromoléculas entre o núcleo e o citoplasma 
· São uniformemente espaçados 
· Células com alta atividade de síntese proteica possuem maior quantidade de complexos de poro por unidade de área
· Nucleoplasma
· Solução aquosa de proteínas, RNAs, nucleosídeos e íons
· Muitas das proteínas presentes são enzimas envolvidas com a transcrição e com a duplicação do DNA 
· Nucléolo 
· Corpo denso, geralmente arredondados. Síntese de RNAr e montagem das subunidades dos ribossomos
· Cromatina 
· Complexo formado por DNA, histonas e proteínas não-histonas 
· Cromatina é o material que compõe os cromossomos
· Núcleo Celular 
· Portador dos fatores hereditários e controlador das atividades metabólicas
· RNA 
· Também constituído por nucleotídeos, mas difere no tipo de açúcar e em uma base nitrogenada
· DNA x RNA 
- Diferenças: 
· Pentose (açúcar) 
· Bases nitrogenadas: 
 DNA – Timina 
 RNA – Uracila 
· DNA – 2 fitas 
· RNA – fita simples
· Replicação ou Duplicação do DNA Para que serve? 
· Duplicar cada molécula de DNA para que a célula possa se dividir
· Formar cromossomos 
· É semi-conservativa: cada fita original serve de molde para uma fita nova
· Processo mais complexo porque não pode haver erros 
· Realizado pela enzima DNA polimerase + várias enzimas
· O Cromossomo é formado por duas cromátides ligadas pelo centrômero. Quando a célula está prestes a se dividir, as cromátides se duplicam formando cromátides irmãs (até que ocorra a separação final, ficam ligadas pelo centrômero)
· Conjunto de cromossomos presente em uma célula de um organismo = CARIÓTIPO. Refere-seas características morfológicas dos cromossomos (número, tipos e formas)
· Humano: 
2n=46 
n=23 46
cromossomos = 23 pares
· Transcrição 
Síntese de RNA a partir de uma fita molde de DNA 
· Para quê serve? 
- Para ativação e desativação diferencial de genes 
- Define o repertório de genes ativos a cada instante, o Transcriptoma 
- Muda de acordo com o tecido, alimentação e estímulos ambientais
· Principais tipos de RNA
· RNA mensageiro – sofre um processamento ainda no núcleo da célula e depois sai pelos poros da carioteca em direção ao citoplasma, onde será traduzido em proteínas.
· RNA ribossomal – sintetizado e montado no nucléolo 
- Associação de rRNA + proteinas formando 2 subunidades
· RNA transportador – sintetizado na região do nucléolo 
- Função de transportar o aminoácido correto ao sítio de tradução
· ORGANELAS CÉLULARES E FUNÇÕES 
· Mitocôndria -> Responsável pela respiração celular.
· Lisossomo -> Organela relacionada com a digestão intracelular 
 
· Cloroplasto (exclusivo da célula vegetal) -> Sítio de realização de fotossíntese.
· Retículo endoplasmático liso -> Envolvido em diferentes processos, como a síntese de lipídios e desintoxicação.
· Retículo endoplasmático rugoso -> Envolvido em processos como a produção de proteínas.
· Complexo golgiense -> Relacionado com a secreção celular.
· Vacúolo central ou vacúolo de suco celular (exclusivo da célula vegetal) -> Atuam, por exemplo, no acúmulo de substâncias e manutenção do pH da célula.