Aula 1- Fundamentos de Citologia

Citologia

Estudo das células (eucariontes e procariontes)

Início: microscópio

Todos os seres vivos são formados por células.

Células: compartimentos envolvidos por membrana, preenchidos com uma solução aquosa concentrada de substâncias químicas.

Formas + simples de vida: células individualizadas

Organismos superiores (Homem): “cidades celulares” com tarefas especializadas com um intrincado sistema de comunicação

“ Todos os organismos e todas as células que os constituem, acredita-

se, descendem de uma ancestral celular comum e surgiram através do

processo de evolução por seleção natural. “

Envolve dois processos essenciais:

A ocorrência de variação randômica na informação genética transmitida de um indivíduo aos seus descendentes;

A seleção a favor do material genético que ajuda o indivíduo a sobreviver e propagar.

Primeiras células na Terra – 3,5 bilhões de anos – reações espontâneas entre moléculas longe do equilíbrio químico

Evolução de uma família de molécula de RNA que poderia catalisar sua

própria reação.

Umas das famílias do RNA catalisador desenvolveu a habilidade de dirigir a síntese de polipetídeos.

O acúmulo de proteínas catalisadoras permitiu a evolução de células mais complexas.

O DNA dupla hélice substitui o RNA.

Surge como uma molécula mais estável para a estocagem de uma quantidade crescente de informações genéticas necessárias às

células.

Teorias: aperfeiçoamento das células procariontes autotróficas iniciais.

São: Teoria da Invaginação da Membrana Plasmática

Teoria da Simbiose de Procariontes

Teoria Mista

Mutação genética

Alguns procariontes: sintetizar novos tipos de proteínas

Desenvolvimento de um complexo sistema de membranas: invaginando-se da membrana plasmática, teria dado origem às diversas organelas delimitadas por membranas.

À primeira vista : teoria sólida

Não tem apoio em fatos conhecidos.

Difícil aceitação: - Não existe célula intermediária entre procarionte e eucarionte - Nem se encontrou fóssil que indicasse uma possível

existência destes tipos intermediários.

Alguns procariontes: passaram a viver no interior de outros, criando células mais complexas e mais eficientes.

Vários dados apóiam a suposição de que as mitocôndrias e os cloroplastos surgiram por esse processo.

As organelas que não contêm DNA, como o retículo endoplasmático e o aparelho de Golgi tenham se formado a partir de invaginações da membrana

celular, enquanto as organelas com DNA (mitocôndrias, cloroplastos) apareceram por

simbiose entre procariontes.

1858: Charles Darwin e Alfred Wallace

iEm qualquer grupo de espécies, todos os indivíduos possuem ancestrais em comum, em algum momento da história evolutiva.

Assim, são descendentes destes, com modificações: resultado da seleção

natural.

ii

Indivíduos da mesma espécie, mesmo que parentes próximos, possuem variações entre sí:

resultado de mutações e/ou reprodução sexuada.

Algumas dessas são hereditárias, ou seja, podem ser transmitidas para a geração seguinte.

iiiA limitação na disponibilidade de recursos faz com que

indivíduos de uma população lutem, diretamente ou indiretamente, por esses e pela sua sobrevivência.

Dessas variações, algumas podem ser vantajosas neste sentido, permitindo que alguns, neste cenário, se

destaquem e outros não.

Esses últimos podem não sobreviver e, tampouco, reproduzirem-se.

iv

Aqueles que sobrevivem (os mais aptos), podem transmitir à prole tal

característica que permitiu sua vitória, caso seja hereditária.

Resulta:

Adaptação de determinados indivíduos ao ambiente, frente a outros não-adaptados

No surgimento de novas espécies.

Robert Hooke: 1665

Microscópio: cortiça

Cortiça: cavidades → células

“Unidade estrutural e funcional básica de qualquer ser vivo.”

Século XIX

Mathias Schleiden e Theodor Schwann

Postulados:1°) Todos os seres vivos são constituídos por células

2°) A célula é uma espécie de "fábrica química" onde se realizam todos os processos necessários à vida do organismo

3°) Cada célula deriva de uma outra célula

A teoria celular é um marco na Biologia.

Todos os organismos são compostos por uma ou mais células.

As células são os organismos vivos de menor dimensão.

As células geram-se através da divisão de células pré-existentes.

As células são portadoras de material genético.

Todos os organismos vivos atuais são descendentes de uma célula ancestral.

Todas as reações metabólicas de um organismo  ocorrem em nível celular.

As células organizadas formam os tecidos.

Os tecidos se reúnem para formar os órgãos.

A reunião de vários órgãos que funcionam em conjunto constitui um sistema ou aparelho.

Os vários sistemas ou aparelhos (circulatório, respiratório, etc) constituem o organismo.

Procariontes X Eucariontes

1. Reino Metazoa ou Animalia2. Reino Metaphyta ou Plantae3. Reino Monera4. Reino Fungi5. Reino Protista

Pluricelulares.

Heterótrofos (incapazes de produzir energia).

Fazem parte: animais invertebrados, vertebrados, aves e mamíferos (HOMEM).

Pluricelulares.

Células revestidas por membrana de celulose.

Autótrofos (produzem energia).

Fazem parte: Vegetais inferiores (algas verdes, vermelhas ou

marrons) Vegetais intermediários (ex: samambaias) Vegetais superiores (plantas)

Unicelulares.

Procariontes (não possuem o núcleo organizado).

Fazem parte: Bactérias e algas azuis (ciano bactérias).

Eucariontes (núcleo organizado e individualizado).

Uni ou pluricelulares.

Fazem parte: Fungos elementares Fungos superiores

Unicelulares.

Eucariontes.

Fazem parte: Protozoários e algas inferiores ou eucariontes

Orgânicos: ácidos nucléicos, carboidratos, lípides e

proteínas

Inorgânicos: água e minerais

Do total: 75 a 85% - água, 2 a 3% - sais inorgânicos Restante - compostos orgânicos (representam as

moléculas da vida).

Água e minerais

Componente mais abundante – 70%

Decresce com a idade

Maior atividade metabólica, maior qde

Funções:

Solvente de íons minerais e de líquidos orgânicos;

Participação nas reações de hidrólise (reações de decomposição em que a água é um dos reagentes);

Regulação térmica nos animais homeotérmicos;

Veículo natural para a aquisição e eliminação de substâncias pela célula;

Age como lubrificante, diminuindo o desgaste de regiões de grande atrito. Exemplo: nas articulações.

Os sais minerais são substâncias inorgânicas, ou seja, não podem ser produzidos pelos seres vivos, são adquiridos pela alimentação.

Função: formar as partes sólidas do corpo, como ossos e dentes, e manter os tecidos, músculos, órgãos, e células do sangue sempre conservado, e, além disso, são reguladores do nosso organismo.

Cálcio

Ferro

Cloro

Sódio

Potássio

Iodo

Magnésio

Fósforo

Ca ++

Ossos e dentes.

Essencial à coagulação do sangue.

Importante no funcionamento normal dos nervos e músculos

Fe ++

Componente da hemoglobina, mioglobina e enzimas respiratórias.

Fundamental para a respiração celular

Cl -

Importante: balanço de líquidos do

corpo manutenção do pH.

Na++

Mais abundante no meio extracelular.

Importante no balanço de líquidos do corpo

Essencial para a condução do impulso nervoso.

K+

Mais abundante no meio intracelular.

Com o sódio, é importante na condução do impulso nervoso.

I –

Componente dos hormônios da tireóide, que estimulam o metabolismo.

Mg++

Componente de muitas coenzimas.

Necessário para o funcionamento normal de nervos e músculos.

Presente na clorofila (importante na fotossíntese).

PO4 -

Componente dos ossos, dentes, do ATP, do DNA e RNA.

Carboidratos

Lipídios

Proteínas

Ácidos nucléicos

Ácido desoxirribonucléico – DNA

Ácido ribonucléico – RNA

Trifosfato de adenosina - ATP

Sinonímia: Hidratos de carbono, glicídios, açucares, glúcides,

glícides.

Moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio, principalmente.

Dividem-se em oses e osídeos.

Oses: carboidratos mais simples, também conhecidos como monossacarídeos.

Osídeos: resultam da combinação de duas ou mais oses. Os principais osídeos são os dissacarídeos e os polissacarídeos.

Fórmula geral: Cn(H2O)n - n pode varia de 3 a 7.

São classificados de acordo com o número de átomos de carbono que apresentam:

trioses – C3H6O3 tetroses – C4H8O4 pentoses - C5H10O5 hexoses - C6H12O6 heptoses - C7H14O7

Sob o ponto de vista biológico, os monossacarídeos mais importantes são as pentoses e hexoses.

Os monossacarídeos mais comuns têm um esqueleto de cinco ou seis átomos de carbono.

As moléculas de monossacarídeos, quando dissolvidas em água, tendem a se dobrar, formando pentágonos ou hexágonos.

Glicose, frutose e galactose têm mesma fórmula molecular (C6H12O6), mas seus átomos estão arranjados de diferentes maneiras.

Papel biológico:• Ribose: Participa da formação do RNA e do ATP.• Desoxirribose: Participa da formação do DNA• Glicose: É a molécula mais usada pelas células para obtenção de

energia.• Frutose: Fonte de energia• Galactose: Fonte de energia

Resultam da combinação de dois monossacarídeos unidos por uma ligação glicosídica.

São os oligossacarídeos de maior importância biológica.

Sua fórmula geral é C12H22O11

Os exemplos mais importantes são:sacarose (glicose + frutose)maltose (glicose + glicose)lactose (glicose + galactose)

Quando digerimos a sacarose no intestino, ocorre hidrólise* da ligação glicosídica, surgindo glicose e frutose.

Já a digestão da lactose produz glicose e galactose.

* Hidrólise : toda reação química de decomposição ou quebra de uma molécula em outra pela ação da água

Resultam da combinação de vários monossacarídeos.

Fórmula geral é (C6H10O5)n

São constituídos por longas cadeias, sendo, geralmente, insolúveis.

Constituem uma forma de armazenamento e quando totalmente hidrolisados produzem monossacarídeos.

Os mais comuns são: amido, celulose, glicogênio, quitina (polissacarídeo nitrogenado que forma o exoesqueleto dos artrópodes).

Energética

Estrutural

Reserva

Energética: os carboidratos são os principais componentes celulares relacionados com a produção de energia. Assim: a glicose é o principal combustível celular.

Também exercem papel energético a sacarose, a maltose e a lactose.

Estrutural: constituem a base de importantes elementos estruturais da célula.

A celulose é o principal componente estrutural dos vegetais. A quitina forma a carapaça dos artrópodes.

Reserva: o amido e o glicogênio constituem, reservas

São moléculas orgânicas amplamente distribuídas no seres vivos.

Caracterizam-se por serem insolúveis em água, mas solúveis em solventes orgânicos, como éter, benzeno e clorofórmio.

Resultam da combinação de ácidos graxos com álcoois.

Simples

Complexos

Esteróides

São formados por carbono, hidrogênio e oxigênio.

São os glicerídeos e cerídeos.

Glicerídeos: óleos e gorduras.

Cerídeos: ceras (abelhas e de carnaúba).

Estão relacionados com a impermeabilização de superfícies sujeitas à desidratação (superfície de folhas e frutos).

Além de possuírem carbono, hidrogênio e oxigênio, possuem também um outro componente.

Por exemplo: fosfolipídios integrantes da membrana plasmática; esfingomielina (encontrada na forma de uma bainha nos neurônios).

Estrutura química bastante diferente dos demais lipídios: quatro anéis de átomos de carbono interligados.

O colesterol é um dos esteróides mais conhecidos.

Juntamente com os fosfolipídios, ele é um dos importantes componentes das membranas celulares dos animais.

Colesterol é também a matéria-prima para a produção de diversos hormônios esteróides: o estrógeno,

a progesterona a testosterona (hormônios sexuais) os corticosteróides (fabricados pelas suprarenais)

Reserva

Energética

Estrutural

Homeotermia

Macromoléculas:carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e, freqüentemente, enxofre e fósforo.

Principais compostos orgânicos da célula, juntamente com os ácidos nucléicos.

Formadas por estruturas chamadas aminoácidos.

Simples

São formadas exclusivamente por aminoácidos.

Exemplos: queratina, fibrinogênio, albumina

Conjugadas

Também chamadas de heteroproteínas.

Possuem em suas moléculas uma parte não protéica chamada de radical prostético.

Exemplos: glicoproteínas (com carboidratos); nucleoproteínas (cromatina):

histona (proteína simples) mais ácido nucléico (grupo prostético); hemoglobina: globina (proteína

Estrutural

Enzimático

Imunológico

Hormonal

Nutritivo

Constituídos por cadeias de nucleotídeos

Cada nucleotídeo: uma base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina e uracila) um açúcar (ribose e desoxirribose) um ácido fosfórico.

Ácido Desoxirribonucléico (DNA) - Molécula em forma de hélice formada por duas cadeias complementares de nucleotídeos.

O DNA é responsável pela transmissão hereditária das características.

Ácido Ribonucléico (RNA) - Molécula formada por cadeia simples de nucleotídeos.

O RNA controla a síntese de proteínas.

Trifosfato de Adenosina (ATP) - Tipo especial de nucleotídeo, formado por adenina, ribose e três fosfatos.

Tem a função de armazenar energia nas ligações fosfato.

Fim !!!!