1Prova de BIOLOGIA CELULAR E TECIDUAL

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UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO
 CURSO: EDUCAÇÃO FÍSICA
 PROVA A1
 	 TEMA: A IMPORTÂNCIA DA MICROSCOPIA NA COMPREENSÃO DA ESTRUTURA CELULAR E TECIDUAL E ASPECTOS GERAIS MORFOLÓGICOS E FUNCIONAIS DA MEMBRANA CELULAR.
 DISCIPLINA: BIOLOGIA CELULAR E TECIDUAL
 
	
Professor: RONALDO PEREIRA
 Rio de Janeiro	
O microscópio é um instrumento óptico com capacidade de ampliar imagens de objetos muito pequenos graças ao seu poder de resolução. Este pode ser composto ou simples: microscópio composto tem duas ou mais lentes associadas; microscópio simples é constituído por apenas uma lente.
Acredita-se que o microscópio tenha sido inventado no final do século XVI por Hans Janssen e seu filho Zacharias, dois holandeses fabricantes de óculos.[3] Tudo indica, porém, que o primeiro a fazer observações microscópicas de materiais biológicos foi o neerlandês Antonie van Leeuwenhoek[4] (1632 - 1723). Serve-se especialmente para os cientistas, que utilizam este instrumento para estudar e compreender os micro-organismos.
Os microscópios de Leeuwenhoek eram dotados de uma única lente, pequena e quase esférica. Nesses aparelhos ele observou detalhadamente diversos tipos de material biológico, como embriões de plantas, os glóbulos vermelhos do sangue e os espermatozoides presentes no sêmen dos animais. Foi também Leeuwenhoek quem descobriu a existência dos micróbios, como eram antigamente chamados os seres microscópicos, hoje conhecidos como micro-organismos.
Microscópio ótico funciona com um conjunto de lentes (ocular e objetiva) que ampliam a imagem transpassada por um feixe de luz que pode ser: Microscópio de campo claro, Microscópio de campo escuro, Microscópio de contraste de fase e Microscópio de interferência.
Microscópio eletrônico: amplia a imagem por meio de feixes de elétrons, estes dividem-se em duas categorias: Microscópio de Varredura e de Transmissão.
O nome célula foi criado pelo cientista britânico Robert Hooke (1635-1703) em 1665 para mostrar os pequenos orifícios na cortiça que observou com um microscópio muito simples. Na verdade, tudo o que Hooker viu foi o envelope de células vegetais, a parede celular. Estudos posteriores provaram que as células existem em todos os seres vivos e permitiram que o botânico alemão Matthias Schleiden (1804-1881) e o zoólogo alemão Theodor Schwann (1810-1882) esclarecessem a teoria celular: "Todos os seres vivos são formados por células".
Hoje, temos uma tecnologia que pode explicar os princípios básicos que controlam a estrutura e a atividade celular. Mas essas ferramentas não estavam disponíveis no início da biologia celular. Os primeiros biólogos celulares começaram simplesmente observando tecidos e células e depois abrindo-os para estudar seu conteúdo. Para eles, o que vêem é muito confuso - uma coleção de pequenos objetos quase invisíveis, e a relação entre eles e as características dos seres vivos parece ser um mistério incompreensível. No entanto, esse tipo de pesquisa visual é o primeiro passo para a compreensão das células e ainda é essencial na pesquisa em biologia celular.
Essas células não eram visíveis até que o microscópio foi inventado no século XVII. Centenas de anos depois, todas as informações conhecidas sobre as células foram descobertas usando este instrumento. Microscópios ópticos usam luz visível para iluminar amostras e permitir aos biólogos observar as estruturas complexas compartilhadas por todos os seres vivos pela primeira vez. Embora esses instrumentos já tenham passado por muitas melhorias complexas, as propriedades das luzes limitam a clareza dos detalhes que exibem. Os microscópios eletrônicos foram inventados na década de 1930. Eles superaram essa limitação usando feixes de elétrons em vez de feixes de luz, melhorando muito sua capacidade de observar os mínimos detalhes das células e até mesmo tornar algumas macromoléculas visíveis individualmente.
Essas e outras formas de microscopia continuam a ser ferramentas importantes nos modernos laboratórios de biologia celular, onde continuam a revelar detalhes novos e às vezes surpreendentes sobre a composição e função das células. (ALBERTS, B. et al., Fundamentals of Cell Biology, 4ª edição. Editado por Porto Alegre: Artmed, 2017.) As partes básicas de uma célula são: membrana plasmática, citoplasma e núcleo. No entanto, é bem conhecido que nem todas as células têm material genético ligado à membrana, e material genético espalhado é frequentemente observado no citoplasma. Portanto, a afirmação mais correta é que todas as células possuem membrana plasmática, citoplasma e material genético, que podem ou não ser circundados por uma membrana formadora de núcleos.
Um plasmática de membrana apresenta grande importância na estrutura celular. Apesar de suas funções distintas, todas as membranas biológicas possuem uma estrutura geral comum: cada uma é encontrada por uma fina película de moléculas de lipídeos e proteínas unidas Principe por interações não covalentes. As membranas celulares são estruturas dinâmicas, fluidas ea maioria de suas moléculas move-se no plano da membrana. As moléculas lipídicas são organizadas como uma camada dupla contínua de cerca de 5 nm de espessura. Essa bicamada lipídica oferece uma estrutura fluida básica da membrana e atua como uma barreira relativamente impermeável à passagem da maioria das moléculas solúveis em água. A maioria das proteínas de membrana atravessam a bicamada lipídica e medeiam quase todas as funções da membrana, como a síntese de ATP.
Na membrana plasmática, algumas proteínas transmembrana atuam como ligações estruturais que conectam o citoesqueleto através da bicamada lipídica à matriz extracelular ou a uma célula adjacente, enquanto outras atuam como receptores para detectar e transduzir sinais químicos do ambiente celular. Existem muitas proteínas de membrana diferentes que permitem que a célula funcione e interaja com seu ambiente, e estima-se que cerca de 30% das proteínas codificadas pelo genoma de uma célula animal sejam proteínas de membrana
As membranas celulares são cruciais para a vida da célula. A membrana plasmática circunda a célula, define seus limites e mantém as diferenças essenciais entre o citosol e o ambiente extracelular. No interior das células eucarióticas, as membranas do núcleo, do retículo endoplasmático (RE), do aparelho de Golgi, da mitocôndria e de outras organelas circundadas por membranas mantêm as diferenças características entre o conteúdo de cada organela e o citosol. Os gradientes iônicos que atravessam a membrana, estabelecidos pelas atividades das proteínas especializadas da membrana, podem ser usados para sintetizar ATP, coordenar o transporte de solutos selecionados através da membrana ou, como nos músculos e nervos, produzir e transmitir impulsos elétricos. Em todas as células, a membrana plasmática também contém proteínas que atuam como sensores de sinais externos, permitindo que as células mudem seu comportamento em resposta aos sinais ambientais, incluindo aqueles de outras células. Essas proteínas sensoriais, ou receptoras, transferem informação, em vez de moléculas, através da membrana.
Embora tenham funções diferentes, todas as membranas biológicas têm uma estrutura geral comum: cada membrana é composta por uma fina película de moléculas de lipídios e proteínas conectadas principalmente por interações não covalentes. A membrana celular é uma estrutura dinâmica e fluida, e a maioria de suas moléculas se move no plano da membrana. As moléculas de lipídios são organizadas em bicamadas contínuas com cerca de 5 nm de espessura. A bicamada lipídica fornece a estrutura fluida básica da membrana e serve como uma barreira relativamente impermeável através da qual passam a maioria das moléculas solúveis em água. A maioria das proteínas de membrana passa pela bicamada lipídica e medeia quase todas as funções da membrana, incluindo o transporte de moléculas específicas através da bicamada e a catálise dereações relacionadas à membrana (como a síntese de ATP).
Apesar de suas funções distintas, todas as membranas biológicas possuem uma estrutura geral comum: cada uma é constituída por uma fina película de moléculas de lipídeos e proteínas unidas principalmente por interações não covalentes . As membranas celulares são estruturas dinâmicas, fluidas e a maioria de suas moléculas move-se no plano da membrana. As moléculas lipídicas são organizadas como uma camada dupla contínua de cerca de 5 nm de espessura. Essa bicamada lipídica proporciona a estrutura fluida básica da membrana e atua como uma barreira relativamente impermeável à passagem da maioria das moléculas solúveis em água. A maioria das proteínas de membrana atravessam a bicamada lipídica e medeiam quase todas as funções da membrana, incluindo o transporte de moléculas específicas através dessa bicamada e a catálise de reações associadas à membrana, como a síntese de ATP. Na membrana plasmática, algumas proteínas transmembrana atuam como ligações estruturais que conectam o citoesqueleto através da bicamada lipídica à matriz extracelular ou a uma célula adjacente, enquanto outras atuam como receptores para detectar e transduzir sinais químicos do ambiente celular. Existem muitas proteínas de membrana diferentes que permitem que a célula funcione e interaja com seu ambiente, e estima-se que cerca de 30% das proteínas codificadas pelo genoma de uma célula animal sejam proteínas de membrana
As membranas biológicas consistem em uma camada dupla contínua de moléculas lipídicas onde as proteínas de membrana ficam embebidas. Essa bicamada lipídica é fluida, com moléculas lipídicas individuais capazes de difundirem-se rapidamente dentro de sua própria monocamada. As moléculas lipídicas de membrana são anfifílicas. Quando colocadas em água, elas se reúnem espontaneamente em bicamadas, as quais formam um compartimento fechado. Embora as membranas celulares contenham centenas de espécies diferentes de lipídeos, a membrana plasmática das células animais contém três classes principais: os fosfolipídeos, o colesterol e os glicolipídeos. Os fosfolipídeos são classificados em duas categorias de acordo com sua cadeia principal: os fosfoglicerídeos e os esfingolipídeos.
A composição lipídica das monocamadas interna e externa é diferente, refletindo as diferentes funções das duas paredes da membrana celular. Diferentes misturas de lipídios são encontradas nas membranas de células de diferentes tipos, bem como em diferentes membranas de uma única célula eucariótica. Os fosfolipídios de inositol são uma classe secundária de fosfolipídios que desempenham um papel importante na sinalização intracelular no floco citosólico da bicamada lipídica da membrana celular: em resposta a sinais extracelulares, quinases lipídicas específicas fosforilam os grupos principais desses lipídios, criando locais de âncora para algumas proteínas específicas da fosfolipase, enquanto as proteínas específicas da fosfolipase se quebram em resposta a sinais extracelulares. Fosfolipídios de inositol para formar pequenas moléculas de sinalização intracelular.
Enquanto a bicamada lipídica determina a estrutura básica das membranas biológicas, as proteínas são responsáveis ​​pela maioria das funções da membrana, servindo como receptores, enzimas, transportadores específicos e assim por diante. As proteínas transmembrana penetram na bicamada lipídica. Algumas dessas proteínas de membrana são proteínas de passagem única nas quais a cadeia polipeptídica corta a bicamada como uma única α-hélice. Outras são proteínas multipassagem nas quais a cadeia polipeptídica cruza a bicamada várias vezes, seja como uma série de hélices a ou como folhas b dispostas em forma de barril. Todas as proteínas responsáveis ​​pelo transporte de íons e pequenas moléculas solúveis em água através da membrana são multipassagens. Algumas proteínas da membrana não passam pela bicamada, mas se ligam a um lado da membrana. Alguns estão ligados na parte citosólica por uma α-hélice anfipática na proteína de superfície ou por uma ligação covalente de uma ou mais cadeias lipídicas. Algumas proteínas ligadas à membrana estão ligadas por meio de interações não covalentes com proteínas transmembrana.
Na membrana plasmática de todas as células eucarióticas, a maioria das proteínas expostas à superfície celular e algumas moléculas lipídicas de monocamada externa têm cadeias de oligossacarídeos covalentemente ligadas a elas. Como as moléculas de lipídios em uma camada dupla, muitas proteínas de membrana são capazes de se difundir rapidamente no plano da membrana. No entanto, as células têm métodos de imobilização de proteínas de membrana específica, bem como métodos de manter proteínas de membrana e moléculas de lipídios bloqueados em específicos em uma bicamada lipídica contínua. A combinação dinâmica de proteínas de curvatura de membrana lhes dá suas propriedades e formas tridimensionais.
 Conclusões
A microbiologia e a citologia dependem de equipamentos que permitam a visualização dos microrganismos e das células, pois os mesmos são elementos minúsculos e sem o auxílio do microscópio não poderiam ser visualizados, já que a visão humana só consegue enxergar acima de 0,2 mm.
Então a importância da compreensão da organização estrutural das células é essencial para o entendimento do seu funcionamento. O desenvolvimento de métodos para marcação específica e obtenção de imagem dos constituintes celulares individuais e a reconstrução da sua arquitetura tridimensional significou que, longe de cair em desuso, a importância da microscopia óptica continua a aumentar. Uma vantagem da microscopia óptica é que a luz é relativamente não destrutiva. Pela marcação dos componentes celulares específicos com sondas fluorescentes, como proteínas intrinsecamente fluorescentes, podemos observar o movimento, a dinâmica e as interações nas células vivas. Embora a microscopia óptica convencional seja limitada em resolução pelo comprimento de onda da luz, novos métodos contornam tal limitação de forma mais inteligente e permitem que o posicionamento de mesmo uma única molécula seja mapeada. Por meio do uso de um feixe de elétrons em vez de luz visível, a microscopia eletrônica pode captar imagens de dentro das células e de seus componentes macromoleculares, em uma resolução quase atômica e em três dimensões. 
 
Fonte: Biologia molecular da célula 6. Ed, . Alberts, Bruce.
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