85218368 Celula Unidade Basica Dos Seres Vivos (1)

CÉLULA: A UNIDADE BÁSICA DO SERES VIVOS

Prof. Dr. Sérgio Gomes da Silva

Disciplina de Fisiologia Humana - Faculdade do Clube Náutico Mogiano (FCNM).

Características gerais do seres vivos

Para ser considerado um ser vivo:

• Ser constituído de célula;

• Buscar energia para sobreviver;

• Responder a estímulos do meio;

• Se reproduzir;

• Evoluir.

http://professorasilviacristina21.blogspot.com/2010/03/caracteristicas-gerais-dos-seres-vivos.html

História da célula

http://www.evbg.de/de/ags/7b_2009/1/HAUPTSEITE.html

Robert Hooke

(1635 – 1703)

Nacionalidade Britânico

Formação Física e Química

Afiliação Universidade de Oxford - Inglaterra

História da célula

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/13_Portrait_of_Robert_Hooke.JPG

Óleo sobre tela de Rita Greer, 2004.

História da célula

http://www.nlm.nih.gov/exhibition/hooke/hookesbooks.html

História da célula

Em 1664, Robert Hooke observou em um

microscópio rudimentar pequenas cavidades

ocas em cortes de cortiça, às quais chamou

de “cellas” (quartos pequenos).

http://www.saburchill.com/history/chapters/chap4017.html

História da célula

História da célula

Posteriormente percebeu-se que as células

não eram cavidades ocas e sim um corpo

cheio de matéria e de estruturas muito

pequenas.

http://www.saburchill.com/history/chapters/chap4017.html

Teoria celular

Matthias Jakob Schleiden

(1804 – 1881)

Nacionalidade Alemão

Formação Bacharel em Direito e Botânica

AfiliaçãoUniversidade de Jena – Alemanha

Universidade de Tartu – Estônia

http://www.cbu.edu/~seisen/SelectedEventsBiologicalSciences.htm

Teoria celular

Theodor Schwann

(1810 – 1882)

Nacionalidade Alemão

Formação Medicina e Fisiologia

AfiliaçãoUniversidade de Lovaina

Universidade de Liège – Bélgica

http://www.cbu.edu/~seisen/SelectedEventsBiologicalSciences.htm

Teoria celular

http://www.proscitech.com.au/cataloguex/online.asp?page=o7

Em 1838-39, Schleiden e Schwann

postularam que “todos os seres

vivos são constituídos por células”

e que “a célula é a unidade básica

dos seres vivos”.

Teoria celular

Rudolf Ludwig Karl Virchow

(1821 – 1902)

Nacionalidade Alemão

Formação Medicina, Patologia e Antropologia

AfiliaçãoAcademia Militar da Prússia

Universidade de Berlim – Alemanha

http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=724220126

Teoria celular

Em 1855, Virchow propôs que

“cada célula resulta da divisão

de outras pré-existentes”.

http://dodd.cmcvellore.ac.in/hom/28%20-%20Virchow.html

Teoria celular

Walther Flemming

(1843 – 1905)

Nacionalidade Alemão

Formação Medicina e Citogenética

Afiliação

Universidade Carolina de Praga –

Republica Tcheca

Universidade de Kiel – Alemanha

http://www.uni-kiel.de/ps/cgi-bin/fo-bio.php?nid=flemming&lang=e

Teoria celular

http://www.heise.de/tp/r4/artikel/14/14524/1.html

Ilustração dos cromossomos e das fases da divisão celular (mitose)

Teoria celular

Princípios:

• Todos os seres vivos são constituídos por células;

• A célula é a unidade básica do ser vivo;

• Todas as células surgem de outras pré-existentes.

As células

• São as unidades estruturais e

funcionais dos organismos;

• Fundamentais para os processos

vitais dos seres vivos.

CLASSIFICAÇÕES CELULARES

• unicelulares – são seres vivos compostos por uma única célula, tais

como bactérias, protozoários, algas unicelulares e leveduras;

• pluricelulares – são seres vivos constituídos por várias células, como

os animais e as plantas.

Ex.: Os seres humanos possuem aproximadamente 100 trilhões de células.

Número de células

Unicelulares

Pluricelulares

a) células livres – apresentam o maior grau

de autonomia, são isoladas e vivem em

ambientes líquidos. Ex: espermatozóides,

células sangüíneas, protozoários, algas e

fungos unicelulares.

Grau de individualidade

http://blogcarpediem.zip.net/

b) células federadas – se organizam sob a forma de tecidos,

tornaram-se especializadas e perderam parte de sua autonomia

em favor do conjunto, passando a viver na dependência de

outras. Trocam nutrientes entre si através do líquido intersticial.

Ex: células epiteliais.

Grau de individualidade

http://anatpat.unicamp.br/nptcistneuroent1.html

c) células anastomosadas – estão

fusionadas umas as outras por meio

de comunicações citoplasmáticas.

Ex: células ósseas.

Grau de individualidade

http://silver.neep.wisc.edu/~lakes/BME601Fr.html

d) sincícios – consistem em uma massa citoplasmática com muitos

núcleos. Ex: placenta.

Grau de individualidade

http://images.yourdictionary.com/placenta

d) plasmódios – são provenientes de uma célula mononucleada que

sofre sucessivas divisões nucleares sem as correspondentes

divisões citoplasmáticas. Ex: fibra estriada esquelética e fungos.

Grau de individualidade

http://neuromuscular.wustl.edu/pathol/bcim.htm

a) células lábeis – são células de vida curta,

geralmente não formam tecidos, não se

reproduzem e resultam da diferenciação

rápida das células indiferenciadas

embrionárias. Ex: hemácias (~120 dias) e

os gametas (de 2 a 3 dias).

Tempo de vida (ciclo vital)

http://blood4.files.wordpress.com/2008/02/capilar-com-hemacias-2.jpg

b) células estáveis – são células que se

diferenciam do desenvolvimento embrionário,

e depois mantém um ritmo constante de

multiplicação, mesmo no indivíduo adulto,

elas substituem as que morrem por lesão ou

outra causa, duram meses ou anos. Ex:

células conjuntivas e fibras musculares lisas.

Tempo de vida (ciclo vital)

http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=C%C3%A9lulas+Musculares&lang=3

c) células permanentes – são células altamente especializadas e que

resultam de uma diferenciação celular muito precoce no embrião.

Acompanham o crescimento do organismo alongando-se bastante.

Persistem no indivíduo até a morte. Ex: neurônios.

Tempo de vida (ciclo vital)

• células macroscópicas – são aquelas que podem ser observadas a

olho nu, ou seja, sem auxílio de microscópio. Ex.: gema do ovo,

alvéolos da laranja e óvulo humano;

• células microscópicas – são aquelas que só podem ser observadas

com o auxílio de microscópio. Ex.: hemácias, osteócitos, leocócitos,

hepatócitos, células epteliais, e outros.

Tamanho da célula

• A maior célula conhecida é a gema do ovo de avestruz, com cerca

de 15 cm de comprimento, 12 cm de largura, e 1400 g de peso.

Tamanho da célula

http://www.creationtips.com/ostrich.html

• As bactérias são encontrados em todos

os ecossistemas da Terra. Esses seres

microscópios são geralmente menores

do que 8 micrômetros (m).

Tamanho da célula

http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=662201747

• O tamanho médio de um célula humana varia entre 10 e 50 m;

• As hemácias têm aproximadamente 7 m de diâmetro;

• Certas células nervosas podem ter apenas 6 m de diâmetro;

• No entanto, as fibras musculares esqueléticas e alguns tipos de

neurônios podem ter vários centímetros de comprimento.

Tamanho da célula

http://histology-world.com/photoalbum/

Tamanho da célula

• procariontes – não apresentam membrana envolvendo o núcleo, o

conteúdo nuclear permanece misturado com os outros componentes

celulares. Ex.: bactérias e cianobactérias (algas azuis);

• eucariontes – possuem membrana nuclear individualizada e vários

tipos de organelas. Ex.: animais e vegetais.

Tipo de célula

Células procarióticas

Nucleóide

Parede celular

Membrana

plasmática

Ribossomo

Citoplasma

• Provavelmente, foram os primeiros

seres vivos na Terra, pois são formas

de vida muito simples.

Células procarióticas

• Ausência membranas internas

(sem membrana nuclear);

• São todas unicelulares;

• Funções ecológicas:

• fotossíntese, colonização e

decomposição de matéria;

http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/ss3.htm

Teoria da endossimbiose

A. Acredita-se que as células

procarióticas deram origem

as células eucarióticas;

B. Inicialmente a membrana

plasmática se desenvolveu;

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/por-dentro-das-celulas/E-tudo-comecou-assimLynn Margulis (1938)

Teoria da endossimbiose

C. O dobramento da membrana

produziu um envoltório duplo

ao redor do material genético

D. A evolução do dobramento

formou a carioteca (envoltório

nuclear), o retículo endoplas-

mático e o complexo de Golgi.

http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm

Teoria da endossimbiose

E. O dobramento da membrana

englobou bactérias heterótrofas

aeróbicas ou protozoários que

fazem fotossíntese;

E F

http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm

Teoria da endossimbiose

F. Assim essa nova célula se tornou

capaz de utilizar o oxigênio para

obtenção de energia ou de realizar

a fotossíntese;

E F

http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/celulas.eucarioticas.htm

Células eucarióticas

• célula eucariótica vegetal – composta de citoplasma, núcleo,

retículo endoplasmático, vacúolos, ribossomos, complexo de Golgi,

mitocôndrias, lisossomos, cloroplastos e parede celular;

• célula eucariótica animal – composta de núcleo, vesículas, retículo

endoplasmático, centríolos, ribossomos, lisossomos, complexo de

Golgi, mitocôndrias e membrana celular.

Células eucarióticas

http://www.exploringnature.org/db/detail.php?dbID=21&detID=57

Diferença entre as células vegetais e animais

CÉLULA EUCARIÓTICA ANIMAL E SUAS ORGANELAS

Célula eucariótica animal

Célula eucariótica animal

Membrana celular

Ribossomo

Núcleo

Centríolos

VesículaDobra temporária

da membrana

celular

Retículo

endoplasmático

Citoplasma

Lisossomo

Mitocôndria

Complexo de Golgi

Membrana celular

• É uma estrutura muito fina;

• Mede aproximadamente de 7 a 10 nm;

• É elástica e flexível;

• Separa o meio interno do meio externo;

• Controla a entrada e a saída de substâncias;

• É composta basicamente de lipídios, proteínas e carboidratos.

http://e-curioso.blogspot.com/2007/09/quer-visitar-uma-clula-certamente.html

Membrana celular

Membrana celular

Composição estrutural:

a) bicamada lipídica – formado por uma dupla camada de fosfolipídios.

São impermeáveis às substâncias solúveis em água (hidrossolúveis),

tais como íons, glicose e nutrientes. As substâncias lipossolúveis

(oxigênio, dióxido de carbono e álcool) podem travessar facilmente a

membrana.

Fosfolipídios

• São moléculas anfipáticas –

possuem uma região hidrofílica

e outra hidrofóbica.

http://aeducadora.blogspot.com/2010_05_01_archive.html

Cabeça:

Fosfato e glicerol

Cauda:

Ácidos graxos

Bicamada lipídica

Bicamada lipídica

Membrana celular

Composição estrutural:

b) proteínas – são compostos orgânicos de estrutura complexa

inseridos na membrana celular. Podem ser divididas em proteínas

integrais e proteínas periféricas;

extracelular

intracelular

Proteínas integrais

• São aquelas que atravessam a membrana. Formam canais por

onde as moléculas solúveis em água (tal como os íons) podem se

difundir entre os meios extra e intracelulares.

extracelular

intracelular

Proteínas periféricas

• São aquelas que estão ancoradas à superfície da membrana e não

a penetram. Estas proteínas funcionam como enzimas ou como

reguladoras do transporte de substâncias através da membrana.

extracelular

intracelular

Proteínas membranais

Membrana celular

Composição estrutural:

c) carboidratos – formam uma malha de moléculas frouxamente

entrelaçadas na camada externa da membrana celular, chamada

de glicocálice. Esta malha participa no reconhecimento intercelular,

na retenção de nutrientes e enzimas, na proteção da célula contra

agressões físicas e químicas.

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito5.php

Modelo do mosaico fluído

• Em 1972, Nicolson e Singer propuseram o

modelo de mosaico fluído das estruturas da

membrana celular;

• Nele, as proteínas e os carboidratos ficam

mergulhadas nos lipídios como “icebergs no

mar”, com movimentos laterais e de flip-flop.

Garth Nicolson

http://www.tehranlasik.com/index.php?key=Nicolson

http://www.uctv.tv/search-moreresults.aspx?catSubID=26&ondemandsubs=yes

S Jonathan Singer

Proteína periférica

Membrana celular

Proteína integral

Citoplasma

Ambiente extracelular

Proteína integral

Glicocálice

Mosaico fluído

http://www.instrumentador.com.br/internas/aulas/citologia2.htm

Mosaico fluído

Citoplasma

• Corresponde ao espaço intracelular

entre a membrana celular e a carioteca

(envoltório nuclear);

• É preenchido por uma solução viscosa

e semi-fluída denominada hialoplasma,

onde estão suspensas as organelas

celulares;

http://biology.unm.edu/ccouncil/Biology_124/Summaries/Cell.html

Citoplasma

Composição química:

• substâncias inorgânicas: água e sais minerais;

• substâncias orgânicas (possuem o carbono como elemento principal):

proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos.

Substâncias inorgânicas

Água:

• Está presente na maioria das células, exceto

nas células de gordura, em uma concentração

de 70 a 85%;

• Dissolve e transporta substâncias na célula;

• Participa de inúmeras reações bioquímicas.

Fórmula molecular: H2O

Substâncias inorgânicas

Sais minerais:

• São nutrientes com função plástica e reguladora do organismo:

Potássio (K): importante para a transmissão nervosa, contração muscular e

equilíbrio de fluidos no organismo;

Magnésio (Mg): ajuda na contração muscular e no metabolismo energético;

Fósforo (P): exerce papel importante na produção de energia;

Substâncias inorgânicas

Sais minerais:

• São nutrientes com função plástica e reguladora do organismo:

Sódio (Na): importante para a transmissão nervosa, contração muscular e

equilíbrio de fluidos no organismo;

Cloro (Cl): regula o equilíbrio ácido-básico do sangue e ajuda na eliminação

dos metabólitos do organismo;

Cálcio (Ca): fundamental para o fortalecimento de ossos e dentes, e para o

funcionamento adequado do sistema nervoso e imunológico, contração

muscular, coagulação sanguínea e pressão arterial.

Substâncias orgânicas

Proteínas:

• São compostos orgânicos formados por átomos de carbono,

hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Tem participação importante na

estrutura celular, no transporte de íons e moléculas, na obtenção

de energia e na catalisação de reações químicas.

Substâncias orgânicas

Carboidratos:

• São compostos orgânicos constituídos por átomos de carbono,

hidrogênio e oxigênio. Desempenham um papel no fornecimento

de energia e na sinalização celular.

Substâncias orgânicas

Lipídios:

• São compostos orgânicos formados por átomos de carbono,

hidrogênio e oxigênio. São insolúveis em água e solúveis em éter,

acetona e clorofórmio. Tem participação na estruturação celular e

no fornecimento de energia. Pode funcionar como isolante térmico

e proteger a célula contra trauma mecânico.

Substâncias orgânicas

Ácidos nucléicos:

• São compostos orgânicos formados por nucleotídeos. São

responsáveis pelo armazenamento e transmissão da informação

genética e pela síntese de proteínas.

Retículo endoplasmático

• É constituído por uma rede de túbulos e

vesículas achatadas e interconectadas;

• Suas paredes são constituídas de

membranas com dupla camada lipídica e

com grandes quantidades de proteínas

(similares à membrana celular);

• Está envolvido na síntese de proteínas

e lipídios;

http://blog.ccbi.com.pt/blog/bigbang.php?blogid=40&archive=2009-02

Retículo endoplasmático

web.educastur.princast.es

Retículo endoplasmático

• Retículo endoplasmático rugoso: formado por sistemas de vesículas

achatadas com ribossomos aderidos à membrana. São responsáveis

pela síntese de proteínas;

• Retículo endoplasmático liso: composto por um sistema de túbulos

cilíndricos sem ribossomos aderidos à membrana. Desempenham um

papel na produção de lipídeos e hormônios, metabolismo de esteróides

e liberação de íons cálcio na contração muscular.

Retículo endoplasmático

R.E. Rugoso R.E. Rugoso

R.E. Liso R.E. Liso

•Envolvido no transporte de proteínas e lípidos.

http://www.flaviocbarreto.bio.br/ens_medio/teste200.htm

Complexo de Golgi

• Foi identificado pelo médico italiano

Camilo Golgi em 1876;

• É composto por um conjunto de sacos

achatados e vesículas;

• É semelhante ao retículo endoplasmático

e funciona em íntima associação com ele;

http://primeirobgastaovidigal.blogspot.com/2009_09_01_archive.html

Camilo Golgi

(1843 – 1926)

Complexo de Golgi

• É responsável pelo armazenamento,

transformação, empacotamento e envio de

substâncias produzidas na célula.

• Desempenha um papel essencial em

operações celulares como a construção da

membrana, o armazenamento de lipídios e

proteínas, e o transporte de partículas ao

longo da célula.

http://primeirobgastaovidigal.blogspot.com/2009_09_01_archive.html

Complexo de Golgi

http://education.kings.edu/dsmith/Lesson%201.html

Lisossomos

• São pequenas vesículas esféricas de enzimas digestivas;

• Formados por cerca de 50 enzimas hidrolíticas;

• Produzidos no retículo endoplasmático rugoso e acumulados no

complexo de Golgi;

• São capazes de digerir a maioria das substâncias biológicas.

• Podem digerir também bactérias que invadem as células.

Lisossomos

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito22.php

Lisossomos

Centríolos

• São estruturas cilíndricas constituídas de

microtúbulos que possibilitam movimentos;

• Exercem função vital na divisão celular.

http://www.infoescola.com/citologia/centriolo/

Centríolos

http://biocaverna.vilabol.uol.com.br/citologia.html

Mitocôndrias

• Estruturas cilíndricas rodeadas por duas

membranas, cada uma formada por

bicamada lipídica e proteínas;

• Medem em torno de 1 a 7 m;

• São autoreplicantes;

http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/mitocondrias/mitocondrias04.htm

• São responsáveis pela respiração celular;

• Produzem energia na forma de adenosina

trifosfato (ATP);

• Estão concentradas nas porções da célula

com alta atividade metabólica.

Mitocôndrias

http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/mitocondrias/mitocondrias04.htm

Mitocôndrias

http://www.infoescola.com/biologia/mitocondrias-organelas-celulares/

Núcleo celular

• Estrutura esférica ou oval;

• Mede de 5 a 10 m;

• É delimitado pela carioteca e se

comunica com o citoplasma através

dos poros nucleares (9 nm);

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png

Núcleo celular

• Constituída por filamentos difusos

de ácido desoxirribonucleico (DNA)

associados a proteínas, denominada

cromatina;

• Maior depósito de DNA da célula;

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png

Núcleo celular

• Local de síntese de ácido ribonucleico

(RNA);

• A principal função do núcleo celular é

controlar a expressão genética e mediar a

replicação do DNA (divisão celular).

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/57/Micrograph_of_a_cell_nucleus.png

Núcleo celular

Organização celular

TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR

arterial

venoso

• Para viver, crescer e se reproduzir, a célula tem de obter nutrientes

do organismo e outros fluidos ao seu redor.

Transporte na membrana

• Transporte passivo: é a passagem natural de pequenas moléculas

através da membrana plasmática. Ocorre em favor do gradiente de

concentração. Ex.: difusão simples, facilitada e osmose;

• Transporte ativo: envolve o carregamento de uma substância contra o

gradiente de concentração. Depende de energia (ATP). Ex.: Bomba de

sódio-potássio, endocitose e exocitose.

Difusão simples

• Passagem direta pela membrana;

• Em favor do gradiente de concentração;

• Sem gasto de energia;

• Ex.: gases como o oxigênio e o dióxido

de carbono.

Difusão simples

Difusão facilitada

• Proteínas de membrana;

• Em favor do gradiente de concentração;

• Sem gasto de energia;

• Ex.: glicose e íons como sódio e potássio.Meio menos concentrado

Meio mais concentrado

Difusão facilitada

Osmose

• Pela membrana ou por proteínas especiais (aquaporinas);

• Em favor do gradiente de concentração;

• Sem gasto de energia;

• Ex.: solventes como a água.

Osmose

Osmose

meio hipotônico(menos concentrado em soluto)

meio hipertônico(menos concentrado em soluto)

= meio isotônico(mesma concentração)

http://che107-001w.wikispaces.com/Module+4+-+Fall+2010

Osmose celular

a) Célula plasmolisada: quando

uma célula é colocada num

meio hipertônico, a água sai por

osmose (diminuição do volume);

http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5

b) Célula isotônica: quando uma

célula é colocada num meio

isotônico, a entrada de água por

osmose é igual à saída (o volume

não se altera);

http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5

Osmose celular

c) Célula túrgida: quando uma

célula é colocada num meio

hipotônico, a água entra por

osmose (aumento de volume);

http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5

Osmose celular

http://sites.google.com/site/sanabriaj/aula5

Osmose celular

Transporte ativo

• Proteínas de membrana;

• Depende de energia;

• Ex.: bomba de sódio-potássio,

endocitose e exocitose.

ATP

Endocitose (Fagocitose)

Endocitose (Pinocitose)

Exocitose (Clasmocitose)

Bomba de sódio e potássio

Homeostase

Tendência do organismo em manter

o meio interno em condições quase

constantes .

Claude Bernard

(1813 – 1878)

“O corpo vivo, embora necessite do ambiente que o circunda,

é, apesar disso, relativamente independente do mesmo. Esta

independência do organismo com relação ao seu ambiente

externo deriva do fato de que, nos seres vivos, os tecidos

são, de fato, removidos da influências externas diretas, e são

protegidos por um verdadeiro ambiente interno”.