Aula 1 citologia - introdução

• A célula é a menor unidade estrutural

básica do ser vivo.

• A palavra célula foi usada pela primeira vez

em 1667 pelo inglês Robert Hooke.

• Com um microscópio muito simples, ele

observou pedacinhos de cortiça (tecido

vegetal morto). Hooke percebeu que a

cortiça era formada por numerosos

compartimentos vazios.

• A esses compartimentos ele deu o nome

de célula, palavra diminutiva do latim cella

que significa cavidade.

As técnicas de observação microscópicas avançam

em função de novas técnicas e aparelhos mais

possantes.

A técnica de utilização de corantes permitiu a

identificação do núcleo celular e dos cromossomos,

suportes materiais e do gene.

Microscópio óptico Microscópio eletrônico

As Células Constituem os Seres Vivos

• Os seres vivos diferem da matéria bruta porque são constituídos de células.

• Os vírus são seres que não possuem células, mas são capazes de se reproduzir e sofrer alterações no seu material genético.

• Esse é um dos motivos pelos quais ainda se discute se eles são ou não seres vivos.

• A célula é a menor parte dos seres vivos com forma e funções definidas.

• Por essa razão, afirmamos que a célula é a unidade estrutural dos seres vivos.

• A célula - isolada ou junto com outras células - forma todo o ser vivo ou parte dele. Além disso, ela tem todo o "material" necessário para realizar as funções de um ser vivo, como nutrição, produção de energia e reprodução.

• Cada célula do nosso corpo tem uma função específica.

• Mas todas desempenham uma atividade "comunitária", trabalhando de maneira integrada com as demais células do corpo.

• É como se o nosso organismo fosse uma imensa sociedade de células, que cooperam umas com as outras, dividindo o trabalho entre si. Juntas, elas garantem a execução das inúmeras tarefas responsáveis pela manutenção da vida.

• As células que formam o organismo da maioria dos seres vivos apresentam uma membrana envolvendo o seu núcleo, por isso, são chamadas de células eucariotas.

• A célula eucariota é constituída de:

– membrana celular

– citoplasma

– núcleo.

Membrana

Citoplasma

Núcleo

• As células procariontes se caracterizam pela

pobreza de membrana plasmática.

• Ao contrário dos eucariontes, não possuem

uma membrana envolvendo os cromossomos,

separando-os do citoplasma.

• Os seres vivos constituídos por estas células

são denominados procariotas, compreendendo

principalmente as bactérias, e algumas algas

(cianofíceas /algas azuis).

• Por sua simplicidade estrutural e rapidez na multiplicação, a célula bactéria bacilar intestinal Escherichia coli é a célula procarionte mais bem estudada.

• Ela tem forma de bastão, possuindo uma membrana plasmática semelhante à de células eucariontes.

• Por fora dessa membrana existe uma parede rígida, com 20nm de espessura, constituída por um complexo de proteínas e glicosaminoglicanas. (açúcares)

• Esta parede tem como função proteger a bactéria das ações mecânicas.

Fonte:www.cynara.com.br

• As células procariontes que realizam fotossíntese, possui em seu citoplasma, algumas membranas, paralelas entre si, e associadas a clorofila ou a outros pigmentos responsáveis pela captação de energia luminosa.

• Diferente das células eucariontes, os procariontes não possuem um citoesqueleto ou tubos proteicos (responsável pelo movimento e forma das células).

• A forma simples das células procariontes, que em geral é esférica ou em bastonete , é mantida pela parede extracelular, sintetizada no citoplasma e agregada à superfície externa da membrana celular.

Foto retirada do site: http://www.evim.ethz.ch/uebungen/praxis/u1/vorlage_hp/vorlage.html

Foto retirada do site: http://www.terravista.pt/ilhadomel/3679/bacteria.html

• A célula eucariótica possui três componentes principais:

• O núcleo, que constitui um compartimento limitado por um envoltório nuclear.

• O citoplasma, outro compartimento envolvido por membrana plasmática, e a membrana plasmática e suas diferenciações.

• Esses três componentes possuem vários subcomponentes ou subcompartimentos.

• A principal diferença entre células

procariontes e eucariontes, é que esta

última possui um extenso sistema de

membrana que cria, no citoplasma,

microrregiões que contêm moléculas

diferentes e executam funções

especializadas.

• Existe grande variabilidade na forma

das células eucarióticas.

• Geralmente o que determina a

forma de uma célula é sua função

específica.

• Outros determinantes da forma de

uma célula podem ser o

citoesqueleto presente em seu

citoplasma, a ação mecânica

exercida por células adjacentes e a

rigidez da membrana plasmática.

• As células eucariontes são usualmente maiores e

estruturalmente complexas.

• As organelas presentes no citoplasma possuem

papéis específicos definidos por reações químicas.

• A presença ou ausência de determinadas organelas

definirá se a célula é vegetal ou animal.

Células procariontes Células eucariontes

Envoltório nuclear Ausente Presente

DNA Desnudo Combinado com proteínas

Cromossomas Únicos Múltiplos

Nucléolos Ausentes Presentes

Divisão Fusão binária Mitose e meiose

Ribossomas 70S* (50S + 30S) 80S (60S + 40S)

Endomembranas Ausentes Presentes

Mitocôndrias Ausentes Presentes

Cloroplastos Ausentes Presentes em células vegetais

Parede celular Não celulósica Celulósica em células vegetais

Exocitose e endocitose Ausentes Presentes

Citoesqueleto Ausente Presente

*S corresponde a unidades Sverdberg de sedimentação, que depende do tamanho molecular.

Quadro retirado do livro: DE ROBERTIS - HIB - Bases da Biologia Celular e Molecular, 3ª edição, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001.

• Nos seres unicelulares, a célula é o próprio organismo.

• Esta célula única é capaz de desenvolver todas as

atividades relacionadas à sobrevivência do organismo e

reproduzir-se. Ex: Os protozoários e as bactérias.

• Animais, plantas e certos fungos são seres

pluricelulares.

• O corpo humano é formado por cerca de 75 trilhões de

células e entre elas existe uma nítida divisão de trabalho.

• A célula vegetal possui parede celular e pode conter cloroplastos, duas estruturas que a célula animal não tem.

• Por outro lado, a célula vegetal não possui centríolos e geralmente não possui lisossomos, duas estruturas existentes em uma célula animal.

• Está presente em todas as células eucariontes

• É composta de proteínas, Bicamada de fosfolipídio,

açúcares

• Não é solida e tem fluidez, tem a função delimitadora,

semipermeável, proteínas nadam nesta bicamada lipídica –

(analogia criança em piscina de bolinha).

• Quem dá essa fluidez é o colesterol → que participa da

biossíntese, composição dos hormônios (esteroides)

• A função básica da membrana plasmática é regular a

passagem e a troca de substâncias entre a célula e o meio

em que ela se encontra.

• Também é função da membrana plasmática a proteção da

célula.

• A membrana plasmática é uma película muito fina, delicada e elástica, que envolve o conteúdo da célula. Mais do que um simples envoltório, essa membrana tem participação marcante na vida celular, regulando a passagem e a troca de substancias entre a célula e o meio em que ela se encontra.

• Muitas substâncias entram e saem das células de forma passiva.

• Isso significa que tais substâncias se deslocam livremente, sem que a célula precise gastar energia.

Inspiração: O2 em maior

quantidade no Alvéolo passa

naturalmente para corrente

sanguínea

Expiração: CO2 em grande

quantidade

Na corrente sanguínea passa

naturalmente os alvéolos

• Água Solvente Universal

• OSMOSE – o solvente vai do menos para o mais concentrado.

• CELULA HIPOTÔNICA – ganha agua até ficar turge (encorpar – turgência ) e explode

• CELULA ISOTÔNICA – não acontece nada

• CELULA EM MEIO HIPERTÔNICO (hemácia) – se o meio é mais concentrado a osmose provoca a perda de agua da hemácia → crenarão / plasmólite (murcha)

• DIFUSÃO FACILITADA – permeases – busca o equilíbrio de substâncias dentro e fora da célula

• TRANSPORTE ATIVO – é um fluxo que não busca equilíbrio → não quer tirar diferença de concentração. (EX: bomba de sódio e potássio – nos neurônios – impulso nervoso)

K Na K Na

Difusão Facilitada

E E

Transporte Ativo

• Outras substâncias entram e saem das células de forma ativa. Nesse caso, a célula gasta energia para promover o transporte delas através da membrana plasmática.

• Nesse transporte há participação de substâncias especiais, chamadas enzimas transportadoras.

• Nossas células nervosas, por exemplo, absorvem íons de potássio e eliminam íons de sódio por transporte ativo.

• Observe a membrana plasmática. Ela é formada por duas camadas de lipídios e por proteínas de formas diferentes entre as duas camadas de lipídios.

• Dizemos, assim, que a membrana plasmática tem permeabilidade seletiva, isto é, capacidade de selecionar as substâncias que entram ou saem de acordo com as necessidades da célula.

Funções e Características da Membrana

• Manutenção da integridade da estrutura da células;

• Permeabilidade seletiva;

• Receptores – reconhecimento de antígenos, células estranhas ou alteradas;

• Atuação como interface entre o meio externo e citoplasma;

• Estabelecimento de sistemas de transporte para moléculas específicas;

• Modelo mosaico-fluido: Fluidez da membrana: facilidade com a qual moléculas lipídicas movem-se no plano da bicamada.

• · Glicocálix: açúcares ligados à proteínas e lipídeos da membrana.

• Funções: proteção da superfície celular contra lesões mecânicas e químicas; absorção de água; reconhecimento célula-célula.

O citoplasma • O citoplasma é, geralmente, a maior opção da célula.

Compreende o material presente na região entre a membrana plasmática e o núcleo.

• Ele é constituído por um material semifluido, gelatinoso chamado hialoplasma.

• No hialoplasma ficam imersas as organelas celulares, estruturas que desempenham funções vitais diversas, como digestão, respiração, excreção e circulação. A substância mais abundante no hialoplasma é a água.

• Vamos estudar algumas das mais importantes organelas encontradas em nossas células:

– Mitocôndrias,

– Ribossomos,

– Retículo endoplasmático,

– Complexo de golgi,

– Lisossomos e centríolos.

Organela formada por duas membranas lipoprotéicas. Dentro delas se

realiza o processo de extração de energia dos alimentos: Respiração

celular.

• As mitocôndrias e a produção de energia.

• As mitocôndrias são organelas membranosas (envolvidas por membrana) e que têm a forma de bastão.

• São responsáveis pela respiração celular, fenômeno que permite à célula obter a energia química contida nos alimentos absorvidos.

• A energia assim obtida poderá então ser empregada no desempenho de atividades celulares diversas.

• A energia utilizada pelas células eucariontes para realizar suas atividades provém da ruptura gradual de ligações covalentes de moléculas de compostos orgânicos ricos em energia.

• As células não usam diretamente a energia liberada dos hidratos de carbono e gorduras, mas se utilizam de um composto intermediário, a adenosina-trifosfato (ATP), geralmente produzido graças à energia contida nas moléculas de glicose e de ácidos graxos.

Retículos são grandes

canais de transporte de

substâncias intracelular.

REG - ergastoplasma

ou granuloso – os

pontilhos são

ribossomos.

REL - agranular

REL onde há a produção de lipídios.

(liso → lipídio → lipossolúveis →

hormônios → esteroides ou testosterona)

REG Onde se encontram aderidos a

sua superfície externa os ribossomos,

sendo local de produção de proteínas, as

quais serão transportadas internamente

para o Complexo de Golgi.

• As membranas do retículo endoplasmático podem ou não conter ribossomos aderidos em sua superfície externa.

• A presença dos ribossomos confere à membrana do retículo endoplasmático uma aparência granulosa; na ausência dos ribossomos, a membrana exibe um aspecto liso ou não-granulosos.

• Estrutura que apresenta enzimas digestivas

capazes de digerir um grande número de

produtos orgânicos.

• Realiza a digestão intracelular.

• É importante nos glóbulos brancos e de modo

geral para a célula.

• Autofagia - digere as partes que serão

substituídas por outras mais novas, o que ocorre

com frequência em nossas células.

Os lisossomos e a digestão celular

• Os lisossomos são organelas que contêm substâncias necessárias à digestão celular.

• Quando a célula engloba uma partícula alimentar que precisa ser digerida, os lisossomos se dirigem até ela e liberam o suco digestório que contêm.

Fagocitose e Pinocitose

• Imagine um glóbulo branco do nosso corpo diante de uma bactéria invasora que ele irá destruir.

• A bactéria é grande demais para simplesmente atravessar a membrana plasmática do glóbulo.

• Nesse caso, a membrana plasmática emite expansões que vão envolvendo a bactéria.

• Essas expansões acabam se fundindo e a bactéria é finalmente englobada e carregada para o interior da célula.

• A esse fenômeno de englobamento de partículas sólidas dá-se o nome de fagocitose.

• Caso a célula englobe uma partícula líquida, o fenômeno é chamado pinocitose e, nesse caso, não se forma as expansões típicas da fagocitose.

Complexo de Golgi

(a grande fabrica)

• Armazena

• Modifica

• Empacota

• Secreta substancias

• Responsável pelo

Acrossoma ou capuz

cefálico (localizado do topo

do espermatozoide)

• Lisossomo organela

associada com a digestão

• São bolsas membranosas e

achatadas, que podem

transformar substâncias que

chegam via retículo

endoplasmático;

• Podem também eliminar

substâncias produzidas pela

célula, mas que irão atuar fora

dela (enzimas por exemplo).

• Produzem ainda os lisossomos.

• É a organela celular que armazena parte das proteínas produzidas numa célula, entre outras funções.

• Essas proteínas poderão então ser usadas posteriormente pelo organismo.

• São estruturas cilíndricas,

geralmente encontradas aos

pares.

• Os pares participam da divisão

celular, “orientando” o

deslocamento dos

cromossomos para as células

que estão sendo formadas.

• Participa da formação de cílios

e flagelos.

(trincas de túbulos proteicos)

• Ribossomos participam da síntese de proteínas

• Recebe o sinal do RNA mensageiro, codifica e sintetiza a proteína

• O núcleo geralmente tem forma esférica.

• Na maioria dos casos, ele fica no centro da célula.

• A sua função é comandar todas as atividades da célula,

através das instruções fornecidas pelos genes.

• O núcleo possui:

• Membrana nuclear ou carioteca: uma membrana

que o separa do citoplasma;

• Suco nuclear: um líquido que o preenche

completamente;

• Nucléolos: são corpúsculos arredondados;

• Cromossomos: são responsáveis pela transmissão

dos caracteres hereditários.

Núcleo

• O núcleo é a região da célula que controla o transporte de informações genéticas. Coordena e comanda as funções celulares. No núcleo ocorrem tanto a duplicação do DNA, imprescindível para a divisão celular, como a síntese do RNA, ligada a produção de proteínas nos ribossomos (O RNA descreve a seqüência dos aminoácidos da proteína).

Os componentes do núcleo

A carioteca

• A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear.

A cromatina

• A cromatina (do grego chromatos, cor) é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos.

Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de

cromatina (DNAcom histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros.

(4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5)

Cromossoma em metafase

São aglomerados

de moléculas de

RNA ribossômico,

ou seja, RNA que

entrará na

composição dos

ribossomos.

• Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico(a sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid).

• O núcleo é a maior estrutura da célula animal e abriga os cromossomos. Cada cromossomo contém vários genes, o material genético que comanda as atividades celulares. Por isso, dizemos que o núcleo é o portador dos fatores hereditários (transmitidos de pais para filhos) e o regulador das atividades metabólicas da célula. É o "centro vital" da célula.

• Envoltório nucler - É a membrana que envolve o conteúdo do núcleo, ela é dotada de numerosos poros, que permitem a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma. De maneira geral, quanto mais intensa é a atividade celular, maior é o número de poros na carioteca.

• Nucleoplasma - É o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo.

• Nucléolo - Corpúsculo arredondado e não membranoso que se acha imerso na cariolinfa. Cada filamento contém inúmeros genes. Numa célula em divisão, os longos e finos filamentos de cromatina tornam-se mais curtos e mais grossos: passam, então, a ser chamados cromossomos.

• Os cromossomos são responsáveis pela transmissão dos caracteres hereditários.

Obrigado pela atenção