Aula 1 BCM Citologia

Estrutura Celular

Prof. Msc. Isaac Farias

INTRODUÇÃO

CÉLULA

Membrana Plasmática

Citoplasma

Núcleo

TIPOS DE CÉLULAS

Células Eucarióticas – São subdivididas em um complexo sistema de membranas internas que resultam em compartimentos internos (organelas);

Células Procarióticas – São mais simples e geralmente menores que as eucariotas. Estão ausentes de sistemas de endomembranas. O DNA não está protegido por um envoltório nuclear;

MEMBRANA PLASMÁTICA

MEMBRANA CELULAR EM EUCARIOTOS

Funções:

1 - Manutenção da integridade celular;

2 – Permeabilidade Seletiva: controle de substâncias para dentro e para fora da célula;

3 – Regulação das interações célula-célula;

4 – Receptores: reconhecimento de antígenos, células estranhas e alteradas;

5 – Atua como interface entre o citoplasma e o meio externo;

6 – Sistema de transporte para moléculas específicas;

7 – Transdução de sinais extracelulares físicos e /ou químicos em eventos intracelulares

MEMBRANA CELULAR

MEMBRANA CELULAR

Constituição Molecular:

1 – Bicamada de fosfolípideos (Molécula Anfipática);

2 – Proteínas:

2.1 – Integrantes ou Intrínsecas – Endoproteinas, ectoproteínas e integrais ou transmebranas;

2.2 – Periféricas ou Extrínsecas – Internas ou externas

Fatores que alteram a fluidez da membrana:

A) Proximidade:

- Caudas + próximas: MP + viscosa e – fluida;

B) Comprimento:

- Caudas + curtas: Maior fluidez;

C) Insaturação:

- Cauda insaturada: possui duplas ligações +/- fluidas;

- Cauda saturada: não tem duplas ligações muito - fluidas

D) Colesterol:

- Preenche os espaços entre moléculas de fosfolípideos vizinhas;

- Enrijece a bicamada, - fluida e permeável

MEMBRANA CELULAR

GLICOCÁLIX

- Açúcares ligados aos lipídeos e proteínas da membrana;

- Proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas;

- Reconhecimento célula-célula;

Tipos:

- GLICOLIPÍDEOS;

- GLICOPROTEÍNAS;

- PROTEOGLICANAS

CITOESQUELETO

Rede constituída de filamentos protéicos por todo o citoplasma;

Funções:

Sustentação;

Dinamismo;

Deslocamento;

Contração;

Mudança de forma;

Movimentos intracelulares;

Componentes:

Filamentos intermediários;

Microtúbulos;

Filamentos de actina (Microfilamentos)

FILAMENTOS INTERMEDIÁRIOS

CITOESQUELETO

Resistência

- suporta tensão mecânica;

- duráveis e resistentes;

Ancorados à membrana

- Junções;

Lâmina nuclear

Tornam as células resistentes ao estresse mecânico

- Axônios;

- Células musculares;

- Células epiteliais;

Tipos e classes:

Citoplasma – Filamentos de queratina e vimentina e neurofilamentos;

Núcleo – Lâmina nuclear

CITOESQUELETO

MICROTÚBULO

Tubos ocos e longos;

Função organizacional (associação com proteínas motoras);

Crescem a partir do centrossoma;

Fuso mitótico;

Cílios e flagelos

Constituição:

Formado por subunidades de tubulina;

dímeros compostos de 2 proteínas globulares:

α e β-tubulina

CITOESQUELETO

MICROTÚBULO Polaridade:

- β-tubulina: extremidade +

- α-tubulina: extremidade –

Centrossoma:

- Centro organizador de MT;

- Anéis de γ-tubulina: Sítio de nucleação;

Instabilidade dinâmica:

Capacidade da tubulina em hidrolisar o GTP: “quepe de GTP”;

Drogas usadas em tratamentos do Câncer/plantas:

Colchicina/8HQ: liga-se à tubulina impedindo a polimerização

CITOESQUELETO

Especializações da Superfície Celular

Cílios

- estruturas móveis e alongadas

- movimentos coordenados (trato respiratório e tuba uterina)

Azul toluidina 800x

ME 20000x

Cílios complexo de microtúbulos uniformemente arranjados, conhecido como

axonema:

um par de microtúbulos central e nove pares periféricos.

Gartner, Hiatt (1999); Martini (1989)

a nexina prende os pares entre si

a dineína exerce a força motora.

CITOESQUELETO

CITOESQUELETO

FLAGELOS

Estrutura interna semelhante a dos cílios;

Muito longos;

coberto pela MP;

Movimentos de ondas regulares;

Axonema;

Organização 9 + 2

Deslizamento e locomoção

CITOESQUELETO

FILAMENTOS DE ACTINA

Movimentos envolvendo a superfície celular;

rastejar, fagocitar e divisão;

associado à proteínas ligadoras de actina;

polaridades + e -;

Finos e flexíveis;

Monômeros de actina;

Formam Microvilos;

Toxinas fúngicas:

Citocalasinas: impedem a polimerização;

Faloidina: Estabiliza os filamentos;

Timosina: Proteína que impede a polimerização

CITOESQUELETO

FILAMENTOS DE ACTINA

Bactérias patogênicas usam actina para movimentação intra e intercelular;

Processo chamado de fagocitose;

Mascara sua presença no meio extracelular;

Pode formar uma microespícula ou lamelipódio;

Os filamentos de actina são polimerizados por receptores de superfície;

Produção de anticorpos ou secreção de substâncias;

CITOESQUELETO

Junções Celulares

INTEGRAÇÃO CELULAR

Zona compacta

Zona Compacta• Faixa circular contínua ao redor das células epiteliais;

• reduz a permeabilidade.

INTEGRAÇÃO CELULAR

Zona de Adesão

Mantêm um espaço Mantêm um espaço entre si, ocupado por entre si, ocupado por proteínas de adesão proteínas de adesão ((caderinascaderinas).).

INTEGRAÇÃO CELULAR

INTEGRAÇÃO CELULAR

Zona Septante

Presente em invertebrados;

Muito similar com a zona de adesão;

Ajudam a manter as células unidas;

Servem como sítios de ligação para filamentos de actina;

Estão dispostas em fileiras paralelas regular;

Desmossomos

Adesão célula-célula caderina-caderina (Ca+2)

Hemidesmossomos

Adesão célula-LB

integrina-colágeno IV integrina-laminina

INTEGRAÇÃO CELULAR

INTEGRAÇÃO CELULAR

Junções tipo fenda

1- São poros aquosos (1- São poros aquosos (conexôniosconexônios) ) formados por 6 proteínas formados por 6 proteínas transmembrana (transmembrana (conexinasconexinas), que ), que permitem a passagem de íons e permitem a passagem de íons e pequenas moléculas de uma pequenas moléculas de uma célula para outracélula para outra

2- Os conexônios podem ser regulados (abertos ou fechados) dependendo do pH ou concentração de cálcio.

Alberts et al. (1997)

INTEGRAÇÃO CELULAR

INTEGRAÇÃO CELULAR

Complexo juncional

ESTRUTURAS DELIMITADAS POR MEMBRANA

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Sistema de sacos e tubos de membrana interconectados e que freqüentemente se estendem através da maior parte da célula;

Pode ser de 2 tipos: Retículo Endoplasmático rugoso – tem a função de síntese de proteínas;

Retículo Endoplasmático Liso – tem a função de sintetizar lipídeos e hormônios esteróides. Também participa de processos de detoxificação (ÁLCOOL FÍGADO) ;

Por que o RER possui íntimo contato com a carioteca?

SISTEMA DE GOLGI

É um amontoado de sacos achatados e delimitados por membranas. Recebe freqüentemente vesículas provenientes do RER;

Funções do Golgi:

1) Modificar proteínas

provenientes do RER;

2) Formação da parede

celular vegetal;

3) Formação do acrossoma

do sptz;

4) Formação dos lisossomos;

5) Formação das membranas

plasmática, nuclear;

INTERAÇÃO ENTRE RER E CG: FUNÇÕES DO GOLGIINTERAÇÃO ENTRE RER E CG: FUNÇÕES DO GOLGI

São pequenas organelas do citoplasma celular que desempenham as seguintes funções:

Digestão intracelular;

Autofagia;

Autólise;

LISOSSOMOS

Em que situações os lisossomos podem participar em processos de destruição celular?

Organela responsável pela detoxificação celular e degradação lipídica;

Tem diversas enzimas no seu interior, tais como urato oxidase, catalase, aminoácido oxidase e enzimas que fazem a -oxidação de ácidos graxos;

PEROXISOMOS

Defeitos nos peroxisomos podem causar doenças.

São organelas importantíssimas, encontradas em todos os tipo de células, seja ela procariótica ou eucariótica;

RIBOSSOMOS

Por que todas as células possuem ribossomos?

São estruturas relacionadas com o processo de divisão celular. Formam as fibras do fuso acromático.

CENTRÍOLOS

Os centríolos encontram-se presentes em todos os tipos celulares?

MITOCÔNDRIAS

Fazem a síntese do ATP;

Recebem informações oriundas do núcleos através dos poros;

Podem também mandar informações do citosol para o núcleo;

Exceto o tráfego de proteínas que é direcional;

O DNA é morfologicamente circular:

Relativamente simples e pequeno;

Não ocorre recombinação (apenas mutação);

GENOMA MITOCONDRIAL

Apresenta variados tamanhos:

Vertebrados: ~ 16kb;

Leveduras: ~ 80 kb;

Plantas: ~ 100 kb a Mb;

Possui poucos genes codificadores protéicos;

A maioria das proteínas são codificadas pelas subunidades de complexo de respiração I-IV;

A maior parte é composta por regiões exônicas.

Possui os próprios ribossomos;

Codifica 2 rRNA, 22 tRNA, e 13 cadeias polipeptídicas;

• Genomas de mitocôndrias

Organização do genoma mitocondrial humano. Alberts et al., Molecular Biology of the Cell, Fourth Edition.

Conduzem replicação, transcrição e síntese protéica

GENOMA MITOCONDRIAL

EVOLUÇÃO ENDOSSIMBIÓTICA

Bactérias púrpura

•Presença de duas membranas

• Divisão binária

ALGUMAS DOENÇAS ALGUMAS DOENÇAS MITOCONDRIAISMITOCONDRIAIS

O efeito fenotípico de mutações mitocondriais reflete a O efeito fenotípico de mutações mitocondriais reflete a extensão da dependência de um certo tecido à fosforilação extensão da dependência de um certo tecido à fosforilação oxidativa. oxidativa.

O sistema nervoso central é o mais sensível, seguido do O sistema nervoso central é o mais sensível, seguido do músculo esquelético, rim e fígadomúsculo esquelético, rim e fígado

Algumas doenças são:Algumas doenças são: Leber’s hereditary optic neropathy (LHON) - Perda da visão Leber’s hereditary optic neropathy (LHON) - Perda da visão

e disritmia cardíaca.e disritmia cardíaca. Myoclonic epilepsy and ragged red fiber disease (MERRF) - Myoclonic epilepsy and ragged red fiber disease (MERRF) -

Anormalidades no sistema nervoso central e deficiências na Anormalidades no sistema nervoso central e deficiências na função dos músculos esquelético e cardíaco.função dos músculos esquelético e cardíaco.

Kearns-Savre syndrome - Sintomas neuromusculares Kearns-Savre syndrome - Sintomas neuromusculares incluindo paralisia dos músculos do olho, demência e incluindo paralisia dos músculos do olho, demência e ataques.ataques.

NÚCLEO

Organela característica das células eucarióticas;

Função: Proteger o material genético.

NÚCLEO

Envoltório nuclear:

Constituído de camada lipoprotéica;

Parte formada pelo REG;

Canal entre MI e o citoplasma;

Barreira para partículas invasoras;

Ponte entre material genético interno e externo;

Protege o nucléolo;

NÚCLEO

NÚCLEO

Componentes formadores do núcleo:Componentes formadores do núcleo: Envoltório nuclear com poros;Envoltório nuclear com poros; Nucleoplasma;Nucleoplasma; Nucléolo;Nucléolo; Cromatina.Cromatina.

Cromatina x Cromossomo

NÚCLEO

NÚCLEO

Compactação do DNA:

Auxílio de proteínas básicas e ácidas;

Histonas formam blocos com o DNA , chamado de nucleossomos;

Blocos mais compactos (solenóide);

Condensação máxima (cromossomo);

Sustenta a evolução e a variabilidade genética;

NÚCLEO

Proteínas Histônicas:

Cinco histonas:

H1, H2A, H2B, H3 e H4;

H2A, H2B, H3 e H4 formam uma estrutura chamada de octâmero;

H1 auxilia na condensação dos nucleossomos adjacentes;

Condensação inicia na fase M;

NÚCLEO

Histona H1 compacta 6 grupos de octâmeros

NÚCLEO

Etapa mais condensada do empacotamento do DNA

FORMAÇÃO DO SOLENÓIDE

NÚCLEO

COMPACTAÇÃO DOS NUCLEOSSOMOS

Modelo em Ziguezague

Nucleossomos ao ME

NÚCLEO

Interbanda Banda

Cromossomos politênicos Cromossomos plumosos

Alças

CROMOSSOMO

Representação esquemática do cromossomo metafásico

Microfotografia de cromossomo metafásico

CROMOSSOMO

REMODELAMENTO DA CROMATINA ALTERA ESTRUTURA DO NUCLEOSSOMO

ATÉ A PRÓXIMA AULA!!!