HITOLOGIA I - CELULAS - COMPOSIÇÃO QUIMICA E CARACTERISTICAS

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A célula: características 
universais e composição química
 
Os Seres Vivos: 
◦ Máquinas bioquímicas complexas. 
◦ Se reproduzem (hereditariedade: Informação 
replicada e transmitida em polímeros de A, T, C 
e G. Polimerizada a partir de um molde – cópia 
fiel da informação) 
◦ Nutrição (Recebem substâncias do ambiente e 
as usam como matéria-prima) 
◦ Todo organismo é gerado a partir de uma 
única célula 
◦ Tudo que é vivo é formado por Células 
 _Compartilham a mesma maquinaria para 
o desempenho de funções básicas 
 _Mecanismos fundamentais são 
conservados em espécies diferentes 
 _Consomem energia para criar e manter 
sua organização 
 _Possuem um código universal comum 
transmissível - DNA 
 _Seres humanos: 1013 células 
 
_ 
É um compartimento membranoso 
microscópico, preenchido por material gelatinoso, 
em que ocorrem os processos químicos 
fundamentais à vida, o metabolismo. 
 
Tipos de Células: 
 
◦ Procariotas: 
_Possui um único compartimento circundado por 
uma membrana plasmática → Ex.: bactérias 
_Ausência de um núcleo delimitado 
_Organização interna relativamente simples 
_Não possuem compartimentos internos 
revestidos por membranas. (Organelas) 
_As moléculas da cadeia respiratória estão 
presentes na membrana interna da membrana 
plasmática, e não nas mitocôndrias. 
 
◦ Eucariotas: 
_Contém um núcleo circundado por uma 
membrana (sistema interno de membranas 
extenso) 
_Rica em Organelas Membranosas 
_Possui Citoesqueleto (Rede de Fibras presente 
no citoplasma, é constituído por microtúbulos e 
filamentos de actina... Função: Sustentação da 
célula e movimentação de organelas) 
_Possui citoplasma entre o núcleo e a membrana 
 
 
 
(Célula Eucariótica) 
 
(Árvore Filogenética) 
 
 
.Membrana Plasmática 
◦ Todas as células são envoltas por uma 
membrana plasmática. 
◦ Denominada Modelo do Mosaico Fluido (Termo 
Proposto em 1972, por SINGER e NICHOLSON) 
 
Características 
_ A membrana plasmática ou plasmalema tem a 
espessura de 7,5 a 10 nm 
_ Organizam-se em bicamadas que criam 
vesículas na presença de água 
_ São anfifílicas: cabeças hidrofílicas, caudas 
hidrofóbicas (Grupamento Fosfato ligado ao 
Glicerol: CABEÇA POLAR HIDROFÍLICA) 
_ São permeadas por proteínas de membrana 
 
 Barreira Seletiva: Concentração de nutrientes 
no interior, Retenção dos produtos sintetizados, 
Excreção de resíduos 
 manutenção da constância do meio intracelular, 
que é diferente do líquido extracelular. 
 Manutenção da Integridade Química (Mudança 
de PH ou Concentração de íons) 
 Transporte de substâncias 
 Catalise de reações fundamentais 
 Recepção de sinais 
 
. Estrutura da Membra Plasmática 
 
 
 
 
 
(FOSFOLIPÍDEOS) 
 
 
 
 O processo de especialização denomina-se 
diferenciação celular. Nela, observa-se uma 
sequência de modificações bioquímicas, 
morfológicas e funcionais que transformam uma 
célula primitiva indiferenciada, que executa 
apenas as funções celulares básicas, essenciais 
para a sobrevivência da própria célula, em uma 
célula capaz de realizar algumas funções com 
grande eficiência; 
 Algumas células permanecem com grande 
potencial para se diferenciarem e a principal 
função é se multiplicar por mitoses para substituir 
as células tronco podem ser induzidas a se 
diferenciar em tipos celulares de outros tecidos. 
 
 
Composição Química da Célula 
◦ As células são formadas por poucos tipos de 
átomos: Hidrogênio, Carbono, Oxigênio, 
Nitrogênio, Cálcio, Potássio, Magnésio, Sódio, 
Potássio (CHONPS) 
◦ Substância mais abundante (70%) da célula: 
Água (H20), sendo dessa forma o Hidrogênio o 
elemento mais afluente no corpo humano. 
◦ Salvo H2O e íons, todas as moléculas de uma 
célula são baseadas em carbono. 
◦ Todas as células usam os mesmos blocos 
moleculares básicos: 
_ Açúcares → Carboidratos 
_Ácidos graxos → Lipídeos 
_Aminoácidos → Proteínas 
 _Nucleotídeos → DNA e RNA 
 
◦ Os Açúcares servem de fonte de energia para 
as células 
_ Produção e armazenamento (glicogênio) 
_ Sustentação mecânica (celulose) 
_ Proteção (quitina) 
_ Os sacarídeos ligam-se entre si, formando 
polímeros 
_ Os sacarídeos podem se ligar a proteínas e 
lipídeos 
 . Glicoproteínas 
 . Glicolipídios 
 
Obs.: As diferenças entre grupos sanguíneos 
(ABO) se referem aos detalhes dos açúcares 
encontrados na superfície das células sanguíneas.. 
 
 
◦ Os Ácidos Graxos compõem as membranas 
celulares 
_ São insolúveis em água 
_ Servem como fonte de energia 
_ Ácidos graxos são armazenados no citoplasma 
na forma de triacilglicerol 
 .Manteiga, leite, óleo vegetal, carne... 
 .Quando degradado, forma unidades 
idênticas às derivadas da quebra da glicose, que 
entram nas vias produtoras de energia 
_ Reserva concentrada de energia 
 
◦ Os Aminoácidos são as subunidades das 
proteínas 
_ Todos possuem um grupo ácido carboxílico e 
um grupo amino, se diferindo em suas cadeias 
laterais (radicais) 
_ Polares, apolares, carregados, não-carregados, 
hidrofóbicos, hidrofílicos → Características 
estruturais e funcionais das proteínas 
_ Garantem versatilidade química às proteínas 
_ Todos os Organismos usam os mesmos 20 
AMINOÁCIDOS para compor as suas 
PROTEÍNAS.. 
 
 
__Proteínas Membranosas__ 
Além de participar da estrutura mecânica da 
membrana, as proteínas desenvolvem funções 
importantes, entre as quais: 
a) exercer atividade reguladora; 
b) atuar no reconhecimento de substâncias, 
função importante, não apenas para selecionar o 
que entra e o que sai da célula, mas também 
para o reconhecimento e a comunicação entre 
as células; 
c) favorecer a adesão entre células adjacentes; 
d) funcionar como pontos de apoio para o 
citoesqueleto 
e) atuar como transportadora entre o meio 
externo e o meio interno, carregando 
substâncias para dentro e para fora da célula. No 
último caso, fala-se, basicamente, em proteínas 
de canal e proteínas carreadoras ou 
carregadoras (permeases). As permeases estão 
envolvidas na difusão facilitada e no transporte 
ativo, como veremos mais adiante. 
 
_ Tipos de Proteínas: 
 
 As proteínas integrais estão diretamente 
incorporadas na estrutura da membrana e só 
podem ser extraídas após a destruição da 
estrutura da membrana, geralmente por 
detergentes.. Elas interagem fortemente com as 
porções hidrofóbicas dos lipídios. Algumas 
proteínas integrais, denominadas proteínas 
transmembrana, atravessam completamente a 
bicamada lipídica e participam do transporte de 
íons (proteínas de canal); da comunicação de 
sinais entre os espaços extra e intracelulares 
(proteínas receptoras); das interações 
intercelulares e de atividades enzimáticas. Assim 
sendo, as proteínas integrais podem, ou não, 
atravessar totalmente a membrana... 
 
 As proteínas periféricas podem ser removidas 
com soluções salinas de molaridade 
relativamente baixa (0,1 - 0,5 M), são solúveis em 
soluções aquosas e, ao contrário das integrais, 
não interagem diretamente com o interior 
hidrofóbico das biomembranas, não estando, 
portanto, mergulhadas nas camadas lipídicas.. Elas 
se unem à membrana, em locais específicos, por 
meio de ligações eletrostáticas ou pontes de 
hidrogênio com outras proteínas periféricas, com 
proteínas intrínsecas ou com a porção polar 
(hidrofílica) dos fosfolipídios.. 
 
 As proteínas de canal respondem pela 
formação de canais hidrofílicos através dos quais 
certos íons (Na+, K+, Cl–, Ca++) e moléculas 
podem atravessar livremente a membrana 
plasmática. Lembramos que os canais iônicos 
desempenham várias funções, das quais 
destacamos a transmissão do potencial nervoso. 
Em face de nesses canais não ocorrer ligação 
entre os solutos e as proteínas que o compõem, 
o transporte através deles é relativamente 
rápido, sendo diretamente proporcional à 
concentração do soluto. Esses canais são 
dotados de umaelevada seletividade, decorrente 
de características próprias, tais como seu 
diâmetro e a disposição de cargas elétricas ao 
longo deles. (Obs.: Para se ter uma ideia da 
importância das proteínas canais, a falta de canais 
de cloro, por exemplo, causa uma doença 
autossômica recessiva denominada fibrose cística. 
Essa doença se caracteriza pelo acúmulo crônico 
de um muco anormal no interior dos dutos do 
pâncreas (afetando a produção de enzimas 
digestivas) e das vias respiratórias, resultando em 
alterações pulmonares e infecções persistentes, 
bem como uma perda excessiva de sal pelo 
suor.) 
 
 As aquaporinas ou canais de água, que formam 
canais de passagem para as moléculas de água 
através das biomembranas, pertencem ao grupo 
das proteínas de canal. Esses canais são 
importantes nos fenômenos de salivação, 
transpiração e no funcionamento renal. 
 
 As proteínas carreadoras ligam-se, 
especificamente, a pequenas moléculas (glicose, 
aminoácidos, nucleotídeos, etc.), sofrem 
alterações conformacionais e liberam as 
moléculas no outro lado da membrana. Elas 
funcionam, dessa forma, como enzimas, 
facilitando o transporte de moléculas específicas 
através da membrana.. Ressaltamos que a 
translocação de moléculas mediada por 
carreadores tende a ser mais rápida do que nos 
canais proteicos.. O transporte mediado por 
carreadores, entretanto, apresenta uma 
velocidade máxima, que é atingida quando todos 
os carreadores presentes na membrana estão 
“trabalhando” em atividade máxima. 
 
 
As Proteínas receptoras apresentam “formas” 
que permitem sua ligação com moléculas 
importantes para o metabolismo celular. Dessa 
forma, elas recebem sinais de substâncias que 
conduzem mensagem para a célula. As 
Proteínas de Reconhecimento atuam no 
reconhecimento entre as células, sendo 
verdadeiros “selos marcadores”. (No caso da 
rejeição de órgãos, por exemplo, proteínas 
presentes na membrana das células do doador 
são reconhecidas como estranhas pelo receptor.) 
 
 
OBS.: 
 
Os transportes que não dependem de proteínas 
carreadoras (difusão simples e transporte 
mediado por canais proteicos) e os dependentes 
de carreadores (difusão facilitada e transporte 
ativo). Moléculas pequenas e alguns íons, como 
Na+, K+ e Ca2+, podem atravessar a membrana 
plasmática por canais constituídos pelas 
proteínas integrais. Quando essa travessia não 
consome energia e ocorre sem a necessidade 
de Proteínas de Transporte, diz-se que se trata 
de difusão passiva. Quando consome energia e 
depende de carreadores chama-se transporte 
ativo (ocorre contra o gradiente de 
concentração). Quando o transporte ocorre com 
o auxílio de Proteínas Carreadoras (Permeases – 
que se ligam às substâncias, como ocorre com 
a glicose por exemplo), diz-se Difusão Facilitada.. 
 
 
 
 
 
 
. O Glicocálixe 
 é constituído pelas cadeias glicídicas das 
glicoproteínas e glicolipídios da membrana e por 
glicoproteínas e proteoglicanos secretados pela 
célula. O glicocálice participa do reconhecimento 
entre as células e da união das células umas com 
as outras e com as moléculas extracelulares A 
entrada na célula de macromoléculas e de 
partículas maiores ocorre em bloco, por meio de 
processos que envolvem modificações visíveis 
na membrana plasmática. Essa entrada de 
material em quantidade denomina-se endocitose. 
Exocitose é o processo equivalente, porém, na 
direção oposta, de dentro para fora da célula. 
Todavia, do ponto de vista molecular, a 
endocitose e a exocitose são processos diversos 
e que dependem da participação de proteínas 
diferentes. Há três variedades de endocitose: 
pinocitose de fase fluida, endocitose mediada por 
receptores e fagocitose. 
Pinocitose de fase fluida: Na pinocitose de fase 
fluida se formam pequenas invaginações 
damembrana, que envolvem o fluido extracelular 
e as substâncias nele contidas. As vesículas 
depinocitose {cerca de 80 nm de diâmetro) 
destacam-se da membrana pela atividade 
docitoesqueleto, são puxadas para a 
profundidade do citoplasma 
Endocitose mediada por receptores: 
Representação esquemática da via endocítica e 
da reciclagem de membrana. Ligantes, como 
hormônios e fatores de crescimento, ligam-se a 
receptores específicos da superfície celular e 
são internalizados por meio de vesículas de 
pinocitose recobertas por clatrina e outras 
proteínas. Após a separação das moléculas 
envolventes, as vesículas de pinocitose se 
fundem com o compartimento endossômico, no 
qual o pH baixo causa a separação entre os 
ligantes e seus receptores. A membrana com os 
receptores volta para a superfície celular, para 
serem usados novamente. Geralmente, os 
ligantes são transferidos para lisossomos. Toda a 
movimentação das vesículas é realizada pela 
atividade do citoesqueleto e de proteínas 
motoras. A superfície celular contém receptores 
para diversas moléculas, como hormônios 
proteicos e lipoproteínas de baixa densidade 
(LDL, low density lipoproteins). 
Fagocitose: Por exemplo, quando uma bactéria 
invasora se prende à membrana do macrófago, 
esta célula emite prolongamentos laminares, 
chamados pseudópodos, que se estendem sobre 
a bactéria e acabam por englobá-la em um 
vacúolo intracelular, o fagossomo. A fagocitose é 
um processo que depende da ligação da 
partícula com receptores da superfície celular. O 
ligante aderido ao receptor promove 
modificações na camada citoplasmática localizada 
logo abaixo da membrana, denominada camada 
cortical. Exocitose consiste na fusão de vesículas 
citoplasmáticas com a membrana plasmática e 
na expulsão do conteúdo da vesícula para fora 
da célula, sem que haja ruptura da superfície 
celular 
 
◦ Os Nucleotídeos são as subunidades do DNA e 
do RNA 
_ 1 anel de Nitrogênio (base) + 1 açúcar (5C) + 1 
grupo fosfato (3P) 
_ As bases são semelhantes entre si: 
 Pirimidinas: Citosina, Timina e Uracila 
_ Purinas: Adenina e Guanina 
_ Podem atuar como carreadores de energia 
(ATP) 
_ Armazenam informação biológica na forma de 
polímeros longos formados por ligações 
fosfodiéster 
_ Quase sempre, o DNA aparece em forma de 
fita dupla e o RNA em fita simples 
_Sentido da POLIMERIZAÇÃO: Montagem da 
Molécula de DNA (5´3´) 
_Os NUCLEOTÍDEOS podem atuar como 
Armazenamento de Energia (ATP) 
_O DNA armazena informações Hereditária e é 
capaz de fazer cópias de si mesmo e de guiar 
a formação de outras moléculas... 
_Parte da informação HEREDITÁRIA é transcrita 
em uma forma intermediária (RNA - Ácidos 
Ribonucleicos) – O RNA INTERMEDIA DNA E 
PROTEÍNA 
_ O RNA direciona a síntese de Proteínas 
◦ 20 aminoácidos; ligam-se em sequências 
particulares 
◦ Formato tridimensional altamente preciso 
◦ Sítios reativos em sua superfície 
◦ Possuem funções diversas: manutenção da 
estrutura, movimentação, recepção e 
percepção de sinais 
◦ Catalisam reações bioquímicas → Enzimas que 
formam ou quebram ligações covalentes 
◦ Colocam em ação a informação genética 
◦ Um fragmento de DNA que corresponde a 
uma proteína é um gene 
◦ Genes são expressos de acordo com a 
necessidade da célula.. 
 
Macromoléculas 
 
◦ “Compostos de carbono poliméricos, 
construídos por ligações covalentes entre 
pequenas moléculas orgânicas (monômeros), 
formando longas cadeias” (Biologia Molecular da 
Célula, 6a ed.) 
◦ Proteínas, lipídios, carboidratos, polissacarídeos... 
◦ Forma as células 
 
 
 
o Todas as células executam séries de reações 
químicas que nunca terminam: metabolismo 
o O metabolismo é controlado pelas enzimas, 
que catalisam reações de forma específica 
o As reações catalisadas são, geralmente, 
conectadas em série 
o O produto de uma reação se torna substrato 
para a próxima, formando vias de reações 
lineares e longas – vias metabólicas 
 
.VIAS METABÓLICAS 
- VIAS CATABÓLICAS: Degradam alimentos em 
moléculas menores – geram energia e 
subunidades 
- VIAS ANABÓLICAS OU BIOSSINTÉTICAS : 
usam a energia do catabolismopara sintetizar 
moléculas 
o Todas as células são mantidas a partir da 
energia contida nas ligações químicas de suas 
moléculas orgânicas 
 _ Oxidação gradual e controlada → produção 
de CO2 e H2O: RESPIRAÇÃO CELULAR 
 _ Oxidação: adição de átomos de 
oxigênio/transferência de elétrons 
 _ Redução: adição de elétrons 
 
◦ As células envelhecem e morrem 
 _ A morte célula é crucial no desenvolvimento 
de animais e plantas, bem como na vida adulta 
 _ A divisão celular é proporcional à morte 
celular 
 
◦ Células animais possuem um programa de 
morte programada: apoptose (Não há liberação 
de conteúdo celular para o meio extracelular) 
◦ Existem outras formas de morte programada 
◦ Células em processo de morte passam por 
mudanças morfológicas característica