Aula 1 - Histórico, Origen, Células e organelas

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Histórico, origem, 
células e 
organelas
Profa. Dra. Marita Gimenez Pereira
Biomedicina
Biologia Celular e Embriologia
Nesta aula
• Noções gerais de Biologia celular e Embriologia;
• Células e organelas.
DEFINIÇÃO
A Biologia Celular (anteriormente denominada Citologia), é uma área 
responsável pelo estudo da célula: a estrutura básica da formação dos 
seres vivos, considerada a menor unidade de um indivíduo.
A célula é a unidade básica do organismo.
HISTOLOGIA - É a ciência que estuda a organização e a função dos 
tecidos.
O que é um tecido?
Os tecidos podem ser definidos como agrupamentos de células que 
apresentam formas e funções semelhantes. São formados por células 
e matriz extracelular.
Podemos classificar os tecidos humanos em quatro tipos fundamentais: 
epitelial, conjuntivo, nervoso e muscular.
DEFINIÇÃO
Histologia Básica, 11ª Ed.
DEFINIÇÃO
• Ciência que estuda as fases iniciais do 
desenvolvimento embrionário.
• Investiga os processos que antecedem a formação
do embrião até o surgimento dos órgãos. 
Fundamentos da Biologia Celular
Os seres vivos, com exceção dos vírus são constituídos por unidades
biológicas denominadas células.
Alguns seres vivos, denominados unicelulares, são formados por
apenas uma unidade celular, como por exemplo as bactérias.
Outros, como os seres humanos, apresentam uma infinidade de
células e são denominados de pluricelulares.
NOÇÕES GERAIS DA ESTRUTURA E DAS FUNÇÕES 
CELULARES
Visão Moderna da Teoria Celular
- A menor unidade da vida é a célula.
- As células são unidades morfológicas e 
fisiológicas de todos os organismos vivos.
- As propriedades de um dado organismo
dependem de cada uma de suas células.
- As células originam-se somente de 
outras células e a continuidade é mantida
através do material genético.
Uma célula viva é capaz de
✓ Absorver do meio em que vive as substâncias que necessita;
✓ Extrair dos alimentos a energia que garante o seu
funcionamento normal;
✓ Eliminar resíduos e reproduzir-se, entre outras manifestações
de vida.
Características gerais das células 
Procariontes Eucariontes
Vírus - Acelular
Conceito de vivo e não vivo
- Extrair e transformar
energia
- Não tem auto-replicação
Vivo Não Vivo
- Hidrogênio, 
oxigênio, carbono e 
nitrogênio
- Estrutura: nível de 
organização (organelas)
- Auto-replicação
- Ferro, silício, 
alumínio e oxigênio
- Sem organização 
estrutural
- Não conseguem ter 
metabolismo
Vírus 
• São considerados como um conjunto de genes
que é capaz de se transferir de uma célula para
outra célula e direcionar a atividade das
organelas celulares, no sentido de reproduzir-
se, transferir-se para o exterior e infectar outras
células.
Características gerais das células 
Bactérias (1-10µm)
✓ São células pobres em membranas, apresenta apenas a membrana
plasmática;
✓ Não apresentam membranas separando os cromossomos do citoplasma
(membrana nuclear);
✓ São seres procariotas: bactérias (exemplo: as cianofíceas e as algas
azuis, Escherichia coli);
✓ Presença de parede celular, parede rígida presa a membrana plasmática;
✓ Ausência de citoesqueleto, estrutura responsável pela forma das células
eucariontes.
Células Procariontes
Parede de Bactérias
Gram + Gram -
Cianofíceas, cianobactérias ou algas azuis
1. Envoltório 
viscoso
2. Parede celular
3. Membrana 
celular
4. Ribossomos
5. Nucleóide
6. Inclusões
7. Membrana 
fotossintética
8. Cianossomo 
(ficoeritrina e 
ficocianina)
Célula eucariótica
Bases da Biologia Celular e Molecular, 4ª ed.Vegetal Animal
Apresenta duas partes morfologicamente distintas: o núcleo e o citoplasma,
com trânsito constante de moléculas, nos dois sentidos.
Rica em membranas que formam compartimentos que separam os diversos
processos metabólicos graças ao direcionamento das moléculas absorvidas
e às diferenças enzimáticas entre as membranas dos vários
compartimentos.
A separação das atividades permite que estas células atinjam maior
tamanho, sem o prejuízo de suas funções.
Célula eucariótica
Origem das organelas
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=wJMISXgtgfkwDM&tbnid=2YKB9VjoCB4JgM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.portalsaofrancisco.com.br%2Falfa%2Fcitologia%2Forganelas.php&ei=5SM9UeLzCoS69QTw0YFA&bvm=bv.43287494,d.eWU&psig=AFQjCNHrOFtTg4vIuE7s7XnyUfvEq1QUsQ&ust=1363047685550251
Hipótese do 
aparecimento dos 
compartimentos
intracelulares –
invaginação de 
membranas
Hipótese de Altman e Schimper – teoria da endossimbiose
Bactérias púrpuras que eram 
fotossintetizantes perdem 
cápsulas
Evidência: análises de 
nucleotídeos e proteínas
Simbionte atual: Mixotricha 
paradoxa (protozoário 
intestino cupim move graças 
bactérias)
Bactérias
Anaeróbicas
Bactérias aeróbicas 
Membrana 
celular
1. FUNÇÕES DE MEMBRANAS
• Compartimentalização
• Permeabilidade (barreira seletiva)
• Sinalização celular - Receptores
2. COMPONENTES • Lipídeos (40%)
• Proteínas (52%)
• Açúcares (8%)
02476Mitocôndria (M.interna)
03070Cloroplasto
84349Eritrócito
37918Mielina
Carboidrato
(%)
Lipídeos
(%)
Proteína
(%)
Fonte
EXEMPLOS
Variações da composição
Robertson – unidade de membrana 
(estrutura trilaminar) sobre a 
microscopia eletrônica, este modelo 
parece aceitável: 7 nm de espessura, 
com lipídeos no meio (branco) e 
proteína na face externa 
(preto).
Davison & Danielli – modelo
sandwich (1935)
Primeiro modelo verdadeiro de 
membranas propondo uma bicamada
de fosfolipídeos coberta com proteínas
globulares.
Histórico - Modelos
MODELO DO MOSAICO FLUÍDO: 
SINGER & NICOLSON (1972)
LIPID RAFTS 
Kai Simons & 
Rajendran 
LIPID RAFTS e Caveolas
Função
• endocitose ➔ caveolas/caveolinas
LIPID RAFTS caveolares
Estrutura da Membrana: 
importância das propriedades dos fosfolipídeos
(a) Micelas esféricas (b) Bicamada (c) Lipossomo
Unidade em forma
de cunha
Unidade cilíndrica
AGREGADOS LIPÍDICOS 
ANFIPÁTICOS EM ÁGUAPorque bicamada?
Menos fluida
Mais viscosa
Ácidos graxos 
curtos e/ou 
insaturados= 
Mais fluida
Menos viscosa
Maior fluidez:
-ácidos graxos curtos 
e/ou insaturados
-Temperatura elevada
“FLIP-FLOP”
Núcleo = peridro ciclo pentano fenantreno/ Plantas = fitoesteróis
Bactérias, leveduras e fungos não têm colesterol
- aumenta a barreira de permeabilidade da bicamada lipídica
- diminui a permeabilidade de moléculas hidrossolúveis
- membrana menos fluída
- difícil cristalização
FUNÇÕES :
Colesterol
PROTEÍNAS
* assimétrica
Proteína
periférica
1. - hélice única
2. múltiplas - hélices
3. Folha β pregueada (um barril)
4. Somente de um lado da membrana
5. Proteína covalentemente ligada por uma cadeia lipídica
6. Ligação por oligossacarídeos
7 – 8 Interação não-covalente – proteína periférica
Tipos de proteínas da membrana
Proteínas
integrais
Proteínas
com âncora
Modelo mosaico fluido: experimentos fluidez proteínas
* assimétrica
Movimentação de 
proteínas das 
membranas
Experimento de Frye & Edidin
Fusão de membranas pelo vírus Sendai inativado
GLICOCÁLICE
GLICOCÁLICE
- Proteção física e mecânica
- Mantêm a superfície lubrificada – facilita
a mobilização de leucócitos pelos capilares
- Reconhecimento celular 
-Adesão celular (neutrófilos aderem a lecitina do
vaso endotelial e saem do vaso com direção ao tecido
durante o processo inflamação)
Funções do glicocálice:
CÓRTEX CELULAR
Malha de proteínas fibrosas que está ligada à superfície CITOSÓLICA da 
membrana. Principal componente: espectrina; responsável pela forma bicôncava 
do eritrócito
Citoesqueleto
Núcleo
Núcleo Interfásico (Brown, 1833):
- Forma
- Tamanho
- Número
- Posição
HC = heterocromatina
EC= eucromatina
Nu = nucléolo
Definições importantes
• DNA – Material genético
• Cromatina – DNA enovelado
• Cromossomo – DNA muito enovelado
Heterocromatina – Inativa – Não participa da 
codificação genética(transcrição dos genes)
Eucromatina – Ativa – Participa da codificação 
genética (transcrição dos genes)
1- núcleo em forma de S
2- núcleo em forma de U
3- dois núcleos arredondados 
4- núcleo alongado
5- núcleo de cromatina frouxa
6- núcleo de cromatina condensada
Figure 4-9 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
NÚCLEO
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=perinuclear+space+function&source=images&cd=&cad=rja&docid=MSyEJAzAhug-IM&tbnid=u7dxBhd7c6-vZM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fmicro.magnet.fsu.edu%2Fcells%2Fnucleus%2Fnuclearenvelope.html&ei=Li2ZUbfuDILY8gSnz4CIBQ&bvm=bv.46751780,d.dmg&psig=AFQjCNHHRWupNzZw-vw2zMjOupaqJLlV8g&ust=1369079464738186
ENVELOPE NUCLEAR, 
CARIOTECA
-Funções
Figure 12-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Importação de proteínas para o núcleo
The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition.
Cooper GM.
Exportação de proteínas para o citoplasma
Cromatina
- DNA (-)
- Histonas (H1,H2A, H2B, H3 e H4) (+)
- Proteínas não histônicas (compactação do DNA, reparo e replicação 
DNA, expressão gênica)
102-135 aa
2:200 pb
1:200 pb H1 = não tem homologia
220 aa
HETEROCROMATINA
(10% genoma), transcrição inativa, replicação tardia 
Constitutiva: centrômeros,telômeros, próxima ao nucléolo e lâmina
Facultativa: cromatina sexual ou corpúsculo de Barr (XX)
SIR= Silent Information Regulation 
Modelo especulativo de heterocromatina na extremidade de cromossomo de levedura
Eucromatina
- Fibra de 30 nm
- H1 mais espaçada
- H2B menos fosforilada (P)
- H3 e H4 + acetiladas (Ac)
- desmetilação de histonas (Me)
- DNA transcricional ativo
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=histone+methylation&source=images&cd=&docid=HFDrob7qXwUXHM&tbnid=u1hQovACCsQQPM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fgenesdev.cshlp.org%2Fcontent%2F21%2F16%2F2018%2FF7.expansion&ei=0G-ZUamJHoT29gSq14HYAQ&bvm=bv.46751780,d.dmQ&psig=AFQjCNHj773tbtdVKfrYtpwDRtWPsPhAXg&ust=1369096446271912
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=heterochromatin+phosphorylation&source=images&cd=&cad=rja&docid=kzGlW0naDKFyEM&tbnid=8XktTxIFOdD24M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.sciencedirect.com%2Fscience%2Farticle%2Fpii%2FS0168952502026483&ei=unGZUenKKo3M9AT3-oBA&bvm=bv.46751780,d.dmQ&psig=AFQjCNHk1Mpv1nCPhUvQZ6jr3wz0N0Ahaw&ust=1369096928654097
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=histone+acetylation&source=images&cd=&cad=rja&docid=snZyydz1mbmE8M&tbnid=qi9Gce6ZruWtIM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww1.imperial.ac.uk%2Fnhli%2Frespiratory%2Fairdisease%2F&ei=o22ZUaXqLof28gSHwYHAAg&bvm=bv.46751780,d.dmQ&psig=AFQjCNEtugtVvBGFzFhkbT2FuGhW_BL6mA&ust=1369095932049708
10.000 compactado
DNA
Colar de contas
Fibra de 30 nm
Alças
Seção condensada 
de um cromossomo
Cromossomo mitótico
Conhecendo o 
cromossomo
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=chromosome&source=images&cd=&cad=rja&docid=2qKjb9HkWVTwfM&tbnid=uQmj4CZh75DSGM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fghr.nlm.nih.gov%2Fhandbook%2Fbasics%2Fchromosome&ei=o36ZUbmxHYbQ9AT3qYBo&bvm=bv.46751780,d.dmg&psig=AFQjCNGx8SwNVeLLJqjK-AGLbzoFNpFd3Q&ust=1369100189857052
Heterocromatina
centromérica
Condensina e coesina
Citoesqueleto
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=SSLv2sL4DWxobM&tbnid=mvAKEok6nTKF6M:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.mundoeducacao.com.br%2Fbiologia%2Fo-citoesqueleto.htm&ei=TqhgUffdBZHc9QSMnIC4Aw&bvm=bv.44770516,d.dmg&psig=AFQjCNFmr3A3WoNXLT1QnW-vBGjW65Q0IQ&ust=1365375246364316
CITOSOL X CITOPLASMA
Citosol ou matriz citoplasmática é 
o verdadeiro meio intracelular que 
preenche o espaço não ocupado pelo 
núcleo, sistema de endomembranas, 
as mitocôndrias e os peroxissomos.
Média = 50% volume do citoplasma; 
exceto em cél. embrionárias e cél. 
menos diferenciadas.
pH citosol = 7,2
Organelas do sistema de endomembranas 
SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS
• Cisternas, sacos e túbulos que se comunicam entre si 
diretamente ou por vesículas transportadoras
•Carioteca
•Retículo endoplasmático - Liso (agranular) 
- Rugoso (granular)
•Complexo de Golgi
•Endossomos
•Lisossomos
Componentes:
• Conhecida como zona ou 
complexo de Golgi;
• Constituída por vesículas 
circulares achatadas e por vesículas 
esféricas de diversos tamanhos;
• Múltiplas funções; 
• Destaque para separação e 
endereçamento das moléculas 
sintetizadas nas células, 
encaminhando-as para as vesículas 
de secreção (que serão expulsas da 
célula), os lisossomos, as vesículas 
que permanecem no citoplasma ou 
a membrana celular.
Complexo de Golgi
Convexa
Cis
Côncava
Trans
Retículo Endoplasmático Liso (REL) 
Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)
• Rede de vesículas
achatadas, vesículas
esféricas e túbulos que se 
intercomunicam, formando 
um sistema contínuo;
• A membrana do retículo
endoplasmático rugoso 
apresenta os ribossomos 
na sua superfície voltada 
para o citosol. 
Endossomos
• Compartimento que recebe as
moléculas introduzidas no
citoplasma das células pelas
vesículas de pinocitose;
• Origem na membrana plasmática;
• É formado por vesículas e túbulos,
cujo interior apresenta pH ácido;
• Os endossomos podem ser
considerados como uma parte da via
lisossomal, porque muitas moléculas
que se dirigem para os lisossomos
passam antes pelos endossomos.
Lisossomos
• Forma e tamanho variáveis;
• Interior ácido;
• Enzimas hidrolíticas.
Mitocôndrias
Mitocôndrias
Do grego
mito: filamento
chondrion: grânulo
Peroxissomos
❖ São bolsas membranosas
que contêm alguns tipos
de enzimas digestivas.
❖ Semelhança com os
lisossomos.
❖ Se diferem dos
lisossomos
principalmente quanto
ao tipo de enzimas que
possuem.
Cloroplastos
• Semelhantes as mitocôndrias;
• Realizam a fotossíntese, usando a 
energia solar;
• Síntese de carboidratos a partir de 
dióxido de carbono atmosférico e 
água;
• Possuem o próprio genoma 
A origem dos cloroplastos
Biologia Molecular da Célula, 4ª Ed.
Principais componentes Subcomponentes Função principal
Membrana celular
Parece celular Proteção
Cobertura celular Interações celulares
Membrana plasmática Permeabilidade, exocitose e endocitose
Núcleo
Cromossomos Informação genética
Nucléolo Síntese de ribossomas
Citosol
Enzimas solúveis Glicólise
Ribossomas Síntese proteica
Citoesqueleto
Filamentos intermediários
Forma e mobilidade da célulaMicrotúbulos e centrossomo
Filamentos de actina
Estruturas microtubulares
Corpúsculos basais e cílios Mobilidade ciliar
Centríolos
Organelas do sistema de endomembranas
Retículo endoplasmático
Síntese e processamento de lipídios e glicídios
Complexo de Golgi
Endossomos e lisossomos Digestão
Outras organelas
Mitocôndrias Síntese de ATP
Cloroplastos Fotossíntese
Peroxissomas Desintoxicação
Organização geral da célula eucarionte
Bases da Biologia Celular e Molecular, 4ª ed.
Bibliografia