Apostila Citologia 9º ano

Apostila

de

Biologia

9º Ano Profº. Lidiane Sampaio

Apostila de Biologia 9º ano

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É o ramo da Biologia que estuda a célula em todos os seus aspectos. O conhecimento da célula

constituía base para o estudo de outras disciplinas, tendo ainda importância porque os fenômenos

fisiológicos fundamentais dos organismos vivos ocorrem a nível celular.

No mundo de hoje, é comum pensarmos em um país como sendo uma porção de terra delimitada espacialmente das demais pela presença de uma fronteira. Vamos pensar no caso do Brasil. Estamos rodeados de mar em metade do nosso território e, na outra metade, fazemos fronteira terrestre com outros nove países da America do Sul. Em suas fronteiras, todos os países instalam uma alfândega, que é uma repartição governamental de controle do movimento de entradas e saídas das pessoas e de mercadorias para o exterior ou deles provenientes. Com as células não é diferente. Cada uma delas tem uma “área de fronteira”, representada pela membrana plasmática e, nesta área, as células também possuem o seu “posto alfandegário”, as proteínas. Assim como nas aduanas das fronteiras entre os países, essas proteínas são as responsáveis pelo reconhecimento de substâncias vindas de dentro ou de fora da célula como, por exemplo, hormônios. O trabalho realizado por uma célula é semelhante ao que acontece em uma fábrica, como a de televisores, por exemplo. Através de portões, dá-se a entrada de diversos tipos de peças destinadas as linhas de montagem. Para a fabricação e a montagem dos aparelhos, são necessários energia e operários habilitados. É preciso, ainda, um setor de embalagem para preparar a expedição do que é produzido e uma diretoria para comandar todo o complexo fabril e manter o relacionamento com o mundo externo. Tudo dentro dos limites representados pelo muro da fábrica.

A célula possui setores semelhantes aos de uma fábrica. Um limite celular, representado pela membrana plasmática, separa o conteúdo da célula, o citoplasma, do meio externo. O citoplasma, constituído por organóides e hialoplasma (ou citosol), um material viscoso representa o setor produtivo. Um núcleo contendo o material genético representa “a diretoria” da célula. É a unidade fundamental dos seres vivos, ou a menor unidade capaz de manifestar as propriedades de um ser vivo; ela é capaz de sintetizar seus componentes, de crescer e de multiplicar-se. Todos os seres vivos são compostos desta unidade fundamental, desde as mais simples estruturas unicelulares, as bactérias e os protozoários, até os mais complexos, como o ser humano e as plantas. Dentro do mesmo indivíduo as células de diferentes tecidos são diferentes, não existindo célula típica. Algumas diferenças entre células animais e vegetais são ressaltadas no aplicativo GBOL.


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As estruturas sub-celulares (organelas) são comuns a muitos tipos de células. Essas organelas desenvolvem funções distintas, que, no total, produzem as características de vida associada com a célula. Na célula animal eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo. A existência de um núcleo bem diferenciado é a principal característica da célula eucariótica. As seguintes organelas estão presentes nos organismos superiores:

HISTÓRICO

Em 1665 Robert Hooke, apresentou à Real Sociedade de Londres os resultados de suas pesquisas sobre

a estrutura da cortiça (tecido vegetal morto, que forma a casca da árvore), observada ao microscópio,

em finos cortes. O material se apresentava formado por pequenos compartimentos hexagonais,

delimitados por paredes espessas, lembrando os favos de mel de abelhas. Cada compartimento foi

chamado célula (pequena cavidade).

UNIDADES DE MEDIDA

A unidade habitualmente usada para medir dimensões celulares é o micrômetro (μm), que é a milésima

parte de um milímetro. Ao descrever as estruturas celulares usamos o nanômetro e o ângstron. O

nanômetro (nm) é a milésima parte do micrômetro e o ângstron (Å) é a décima parte do nanômetro.

Assim: 1 mm = 10.000.000 Å = 1.000.000 nm = 1.000 μm

TEORIA CELULAR

• Todos os organismos vivos são formados por células

Tal generalização estende-se desde os organismos mais simples, como bactérias e amebas, até os mais

complexos, como um homem ou uma frondosa árvore. Os vírus são exceção, pois não apresentam

estrutura celular.

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

Em qualquer organismo as reações vitais, como a respiração e a produção de energia, sempre

acontecem no interior das células.

Estrutura da cortiça vista em um

microscópio


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• As células são portadoras de material genético

As células possuem DNA (ácido desoxirribonucléico), por meio do qual, características específicas são

transmitidas da célula-mãe à célula-filha.

Membrana celular

Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte, apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática. A membrana plasmática é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível. Foi somente após o desenvolvimento da microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada. Nas grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras, delimitando o contorno de cada célula.

a. Estrutura A membrana plasmática ou plasmalema é uma película delgada e elástica que envolve a célula. Formada por fosfolipídios e proteínas (lipoprotéica). O modelo teórico, atualmente aceito para a estrutura da membrana é o do mosaico fluido, proposto por Singer e Nicholson. De acordo com o modelo, a membrana apresenta um mosaico de moléculas protéicas que se movimentam em uma dupla camada fluida de lípides. Aos lipídios (substâncias apolares) cabe a função de manter a estrutura da membrana. Já as proteínas desempenham diferentes funções como: catalisadoras de reações, receptores de membrana e agentes transportadores. b. Funções da Membrana 1. Regular as trocas de substâncias entre a células e o meio, através de uma propriedade chamada permeabilidade seletiva. 2. Atuar nos mecanismos de reconhecimento celular, através de receptores específicos (glicolipídios e glicoproteínas) , moléculas que reconhecem agentes do meio, como por exemplo, os hormônios.

Constituição química da membrana plasmática

Estudos com membranas plasmáticas isoladas revelam que seus componentes mais abundantes são fosfolipídios, colesterol e proteínas. É por isso que se costumam dizer que as membranas plasmáticas têm constituição lipoprotéica.


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A organização molecular da membrana plasmática

Uma vez identificados os fosfolipídios e as proteínas como os principais componentes moleculares da membrana, os cientistas passaram a investigar como estas substâncias estavam organizadas.

O modelo do mosaico fluído

A disposição das moléculas na membrana plasmática foi elucidada recentemente, sendo que os lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido.

Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têm diversas funções. As membranas plasmáticas de um eucariócitos contêm quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.

Transporte pela Membrana Plasmática A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade. Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto (partícula dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4 tipos: a) Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto; b) Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto; c) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto; d) Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. Nessa última classificação se enquadra a membrana plasmática. A passagem aleatória de partículas sempre ocorre de um local de maior concentração para outro de concentração menor (a favor do gradiente de concentração). Isso se dá até que a distribuição das partículas seja uniforme. A partir do momento em que o equilíbrio for atingido, as trocas de substâncias entre dois meios tornam-se proporcionais.


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A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar: Transporte passivo: Osmose Difusão simples Difusão facilitada Transporte ativo: Bomba de sódio e potássio Endocitose e exocitose: Fagocitos e Pinocitose

Osmose

A água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica.

Se um paramécio é colocado em um meio hipotônico, absorve água por osmose. O excesso de água é eliminado pelo aumento de freqüência dos batimentos do vacúolo pulsátil (ou contrátil). Protozoários marinhos não possuem vacúolo pulsátil, já que o meio externo é hipertônico. A pressão osmótica de uma solução pode ser medida em um osmômetro. A solução avaliada é colocada em um tubo de vidro fechado com uma membrana semipermeável, introduzido em um recipiente contendo água destilada, como mostra a figura. Por osmose, a água entra na solução fazendo subir o nível líquido no tubo de vidro. Como no recipiente há água destilada, a concentração de partículas na solução será sempre maior que fora do tubo de vidro. Todavia, quando o peso da coluna líquida dentro do tubo de vidro for igual à força osmótica, o fluxo de água cessa. Conclui-se, então, que a pressão osmótica da solução é igual à pressão hidrostática exercida pela coluna líquida.

A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional.

Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão osmótica é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas.

A osmose pode provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo romper (hemólise).

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito8.php







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Difusão

Consiste na passagem das moléculas do soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio. É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas. A passagem de substâncias, através da membrana, se dá em resposta ao gradiente de concentração.

Difusão Facilitada

Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, a presença de um dificulta a passagem do outro.

Transporte Ativo

Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado


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da membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.

Endocitose e exocitose

Enquanto que a difusão simples e facilitada e o transporte ativo são mecanismos de entrada ou saída para moléculas e ions de pequenas dimensões, as grandes moléculas ou até partículas constituídas por agregados moleculares são transportadas através de outros processos.

Endocitose

Este processo permite o transporte de substâncias do meio extra- para o intracelular, através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome de vesículas de endocitose ou endocíticas. Estas são formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida de fusão e separação de um segmento da mesma.

Há três tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose e endocitose mediada.

Pinocitose

Neste caso, as vesículas são de pequenas dimensões e a célula ingere moléculas solúveis que, de outro modo, teriam dificuldades em penetrar a membrana.

O mecanismo pinocítico envolve gasto de energia e é muito seletivo para certas substâncias, como os sais, aminoácidos e certas proteínas, todas elas solúveis em água.

Este processo, que ocorre em diversas células, tem uma considerável importância para a Medicina: o seu estudo mais aprofundado pode permitir o tratamento de grupos de células com substâncias que geralmente não penetram a membrana citoplasmática (diluindo-as numa solução que contenha um indutor de pinocitose como, por exemplo, a albumina, fazendo

com que a substância siga a albumina até ao interior da célula e aí desempenhe a sua função).

Exercício

01. (UFMS-2006-i) - A biologia é constituída por diversos níveis organizacionais, o que facilita a compreensão de seu estudo. Com base nessa afirmação, adote o homem como ponto de partida e assinale a(s) alternativa(s) que completa(m) as lacunas do texto abaixo. Quando um organismo é analisado em detalhe, é possível observar a existência de vários sistemas que


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permitem sua sobrevivência. Um sistema é constituído por um conjunto de __________ que, se vistos em detalhe, revelam camadas sucessivas, sendo cada uma delas correspondente a um __________. Os mesmos, quando observados ao microscópio, demonstram a existência de pequenas unidades que se assemelham na forma e na função: as __________. Essas, por sua vez, possuem no seu interior uma certa quantidade de __________ que, analisados bioquimicamente, mostram em sua composição __________, que nada mais são que a reunião de átomos, comuns a todos os seres vivos. (001) moléculas – tecido – células – átomos – moléculas. (002) tecido – órgão – moléculas – átomos – organóides. (004) órgãos – tecido – células – organóides – moléculas. (008) células – tecido – moléculas – organismo – sistemas. (016) organóides – células – moléculas – átomos – sistemas. (032) órgãos – organóides – moléculas – tecido – células. 02. (UFMS-2006-v) - Quando é analisada a matéria que constitui os organismos vivos, são encontrados principalmente os elementos carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre (os quatro primeiros são os mais abundantes), embora uma série de outros elementos químicos sejam funcionalmente necessários. Com relação à matéria viva e seus constituintes, assinale a (s) alternativa(s) correta (s). (001) Os carboidratos (glicídios, açúcares ou hidratos de carbono) são moléculas orgânicas constituídas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio; os dois últimos elementos estão sempre na proporção de 1:1 na molécula. (002) Aminoácidos naturais (ou não-essenciais) são aqueles que um organismo consegue produzir a partir de outras substâncias; aminoácidos essenciais são aqueles que um organismo não consegue produzir. (004) O termo lipídio é usado de forma genérica para designar alguns tipos de substâncias orgânicas que têm solubilidade em água e em diversos solventes orgânicos. (008) Duas proteínas que possuam o mesmo número e os mesmos tipos de aminoácidos podem ser diferentes, dependendo da seqüência em que os aminoácidos estiverem inseridos na cadeia polipeptídica. (016) Os glicídios têm nos seres vivos uma única função (energética), ou seja, constituem a principal fonte de energia para os organismos vivos. (032) Nas células humanas, podem ser produzidos todos os diferentes tipos de aminoácidos que constituem as nossas proteínas. 03. (FCMSCSP) - Pode-se dizer corretamente que o teor de água nos tecidos animais superiores: A) É maior quanto maior o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade. B) É maior quanto maior o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade C) É maior quanto menor o seu metabolismo e diminui com o aumento da idade D) É maior quanto menor o seu metabolismo e aumenta com o aumento da idade E) Apresenta variações diferentes das citadas nas alternativas anteriores.


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►O retículo endoplasmático

O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas e tubos cujas paredes têm uma organização semelhante à da membrana plasmática. Essas estruturas membranosas formam uma complexa rede de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático. Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular). O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma, é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – osribossomos – aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol). Já o retículo endoplasmático liso (REL) é formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa. Os dois tipos de retículo estão interligados e a transição entre eles é gradual. Se observarmos o retículo endoplasmático partindo do retículo rugoso em direção ao liso, vemos as bolsas se tornarem menores e a quantidade de ribossomos aderidos diminuir progressivamente, até deixar de existir.

Funções do retículo endoplasmático O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam sem se misturar com o citosol. Produção de lipídios Uma importante função de retículo endoplasmático liso é a produção de lipídios. A lecitina e o colesterol, por exemplo, os principais componentes lipídicos de todas as membranas celulares são produzidos no REL. Outros tipos de lipídios produzidos no retículo liso são os hormônios esteróides, entre os quais estão a testosterona e os estrógeno, hormônios sexuais produzidos nas células das gônadas de animais vertebrados. Desintoxicação O retículo endoplasmático liso também participa dos processos de desintoxicação do organismo. Nas células do fígado, o REL, absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas que permite eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias potencialmente nocivas que ingerimos. Armazenamento de substâncias Dentro das bolsas do retículo liso também pode haver armazenamento de substâncias. Os vacúolos das células vegetais, por exemplo, são bolsas membranosas derivadas do retículo que crescem pelo acúmulo de soluções aquosas ali armazenadas. Produção de proteínas O retículo endoplasmático rugoso, graças à presença dos ribossomos, é responsável por boa parte da produção de proteínas da célula. As proteínas fabricadas nos ribossomos do RER penetram nas bolsas e


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se deslocam em direção ao aparelho de Golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais co retículo endoplasmático liso.

►Aparelho de Golgi

A denominação aparelho ou complexo de Golgi é uma homenagem ao citologista italiano Camilo Golgi, que, em 1898, descobriu essa estrutura citoplasmática. Ao verificar que certas regiões com citoplasma celular se coravam por sais de ósmio de prata, Golgi imaginou que ali deveria existir algum tipo de estrutura, posteriormente confirmada pela microscopia eletrônica. O aparelho de Golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes, e consiste de bolsas membranosas achatadas, empilhadas como pratos. Cada uma dessas pilhas recebe o nome dedictiossomo. Nas células animais, os dictiossomos geralmente se encontram reunidos em um único local, próximo ao núcleo. Nas células vegetais, geralmente há vários dictiossomos espalhados pelo citoplasma.

►Funções do aparelho de Golgi

O aparelho de Golgi atua como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias na célula. Muitas das substâncias que passam pelo aparelho de Golgi serão eliminadas da célula, indo atuar em diferentes partes do organismo. É o que ocorre, por exemplo, com asenzimas digestivas produzidas e eliminadas pelas células de diversos órgãos (estômago, intestino, pâncreas etc.). Outras substâncias, tais como o muco que lubrifica as superfícies internas do nosso corpo, também são processadas e eliminadas pelo aparelho de Golgi. Assim, o principal papel dessa estrutura citoplasmática é a eliminação de substâncias que atuam fora da célula, processo genericamente denominado secreção celular. As enzimas digestivas do pâncreas, por exemplo, são produzidas no RER e levadas até as bolsas do aparelho de Golgi, onde são empacotadas em pequenas bolsas, que se desprendem dos dictiossomos e se acumulam em um dos pólos da célula pancreática. Quando chega o sinal de que há alimento para ser digerido, as bolsas cheias de enzimas se deslocam até a membrana plasmática, fundem-se com ela e eliminam seu conteúdo para o meio exterior. A produção de enzimas digestivas pelo pâncreas é apenas um entre muitos exemplos do papel do aparelho de Golgi nos processos de secreção celular. Praticamente todas as células do corpo sintetizam e secretam uma grande variedade de proteínas que atuam fora delas.

►Lisossomos

Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas. Com origem no aparelho de Golgi, os lisossomos estão presentes em praticamente todas as células eucariontes. As enzimas são produzidas no RER e migram para os dictiossomos, sendo identificadas e enviadas para uma região especial do aparelho de Golgi, onde são empacotadas e liberadas na forma de pequenas bolsas. Os lisossomos são organelas responsáveis pela digestão intracelular. As bolsas formadas nafagocitose e na pinocitose, que contêm partículas capturadas no meio externo, fundem-se aos lisossomos, dando origem a bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá.

►Os centríolos


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►Os Cílios e Flagelos

São estruturas móveis, encontradas externamente em células de diversos seres vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células que revestem a traquéia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traquéia, lubrifica e protege a traquéia. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados para a locomoção. Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns protozoários (por exemplo, o tripanosssomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozóide. Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento. Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove pares de microtúbulos periféricos de tubulina, circundando um par de microtúbulos centrais. É a chamada estrutura 9 + 2.

Os centríolos são organelas NÃO envolvidas por membrana e que participam do progresso de divisão celular. Nas células de fungos complexos, plantas superiores (gimnospermas e angiospermas) e nematóides não existem centríolos. Eles estão presentes na maioria das células de animas, algas e vegetais inferiores como as briófitas (musgos) e pteridófitas (samambaias). Estruturalmente, são constituídos por um total de nove trios de microtúbulos protéicos, que se organizam em cilindro. São autoduplicáveis no período que precede a divisão celular, migrando, logo a seguir, para os pólos opostos da célula. Uma das providências que a fábrica celular precisa tomar é a construção de novas fábricas, isto é, a sua multiplicação. Isso envolve uma elaboração prévia de uma serie de “andaimes” protéicos, o chamado fuso de divisão, formado por inúmeros filamentos de microtúbulos. Embora esses microtúbulos não sejam originados dos centríolos e sim de uma região da célula conhecido como centrossomo, é comum a participação deles no processo de divisão de uma célula animal. Já em células de vegetais superiores, como não existem centríolos, sua multiplicação se processa sem eles.


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Tanto os cílios como flagelos são originados por uma região organizadora no interior da célula, conhecida como corpúsculo basal. Em cada corpúsculo basal há um conjunto de nove trios de microtúbulos (ao invés de duplas, como nos cílios e flagelos), dispostos em círculo. Nesse sentido, a estrutura do corpúsculo basal é semelhante à de um centríolo.

►Mitocôndrias

As mitocôndrias estão imersas no citosol, entre as diversas bolsas e filamentos que preenchem o citoplasma das células eucariontes. Elas são verdadeiras “casas de força” das células, pois produzem energia para todas as atividades celulares. As mitocôndrias foram descobertas em meados do século XIX, e, durante décadas, sua existência foi questionada por alguns citologistas. Somente em 1890 foi demonstrada, de modo incontestável, a presença de mitocôndrias no citoplasma celular. O termo “mitocôndria” (do grego, mitos, fio, e condros, cartilagem) surgiu em 1898, possivelmente como referência ao aspecto filamentoso e homogêneo

(cartilaginoso) dessas organelas em alguns tipos de células, quando observadas ao microscópio óptico.

As mitocôndrias, cujo número varia de dezenas até centenas, dependendo do tipo de célula, estão presentes praticamente em todos os seres eucariontes, sejam animais, plantas, algas, fungos ou protozoários. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela. A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial, onde estão presentes diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação de determinadas proteínas.

A respiração celular

No interior das mitocôndrias ocorre a respiração celular, processo em que moléculas orgânicas de alimento reagem com gás oxigênio (O2), transformando-se em gás carbônico (CO2) e água (H2O) e liberando energia.

C6H12O6 + O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia

A energia liberada na respiração celular é armazenada em uma substância chamada ATP (adenosina trifosfato), que se difunde para todas as regiões da célula, fornecendo energia para as mais diversas atividades celulares. O processo de respiração celular será melhor explicado na seção de Metabolismo energético.


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Exercício

1. (UF-PA) Sobre as funções dos tipos de retículo endoplasmático, pode–se afirmar que: a) o rugoso está relacionado com o processo de síntese de esteróides; b) o liso tem como função a síntese de proteínas; c) o liso é responsável pela formação do acrossomo dos espermatozóides; d) o rugoso está ligado à síntese de proteína; e) o liso é responsável pela síntese de poliolosídios. 2. (UF-CE) O aspecto comum do Complexo de Golgi, em células animais, deduzindo através de observações ao microscópio eletrônico, é de: a) vesículas formadas por dupla membrana, sendo a interna sem granulações e com dobras voltadas para o interior; b) membranas granulosas delimitando vesículas e sacos achatados, que dispõem paralelamente; c) um complexo de membranas formando tubos anastomosados, com dilatações em forma de disco; d) sacos e vesículas achatadas, formadas por membrana dupla em que a interna, cheia de grânulos, emite para o interior prolongamentos em forma de dobras; e) membranas lisas delimitando vesículas e sacos achatados, que se dispõem paralelamente.

3. (VUNESP) Numa célula eucariótica, a síntese de proteínas, a síntese de esteróides e a respiração celular estão relacionadas, respectivamente: a) ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias, aos ribossomos; b) ao retículo endoplasmático liso, ao retículo endoplasmático granular, ao Complexo de Golgi; c) aos ribossomos, ao retículo endoplasmático liso, às mitocôndrias; d) ao retículo endoplasmático granular, às mitocôndrias, ao Complexo de Golgi; e) ao retículo endoplasmático liso, ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias. 4. Os lisossomos participam de dois processos celulares: autofagia e autólise. No que consiste esses dois processos? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. De que maneira a célula age em relação à água oxigenada, produto tóxico resultante da atividade celular? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6. (UF - São Carlos) Todas as alternativas abaixo expressam uma relação correta entre uma estrutura celular e sua função ou origem, exceto: a) Aparelho de Golgi - relacionado com a síntese de polissacarídeos e com a adição de açúcares às moléculas de proteínas. b) Retículo endoplasmático rugoso - relacionado com a sínteses de proteínas reduzidas das células. c) Peroxissomos - relacionados com os processos de fagocitose e pinocitose, sendo responsáveis pela digestão intracelular. d) Lisossomos - ricos em hidrolases ácidas, têm sua origem relacionada com os sacos do aparelho de Golgi. e) Retículo endoplasmático liso - relacionado com a secreção de esteróides e com o processo de desintoxicação celular.


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7- Em glóbulos vermelhos, quando colocados em uma solução hipotônica, ocorre a entrada de água por osmose, o que pode acarretar o seu rompimento. Quando uma célula vegetal é colocada em solução semelhante, fica túrgida, e não se rompe como os glóbulos vermelhos. Assinale a alternativa que indica a estrutura responsável pelo não rompimento da célula vegetal. a) Membrana plasmática. b) Vacúolo. c) Parede celular. d) Retículo endoplasmático. e) Mitocôndria.


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O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é considerado o descobridor do núcleo celular. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.

Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir. Células eucariontes e procariontes A membrana celular presente nas células eucariontes, mas ausente nas procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático. O núcleo das célula que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma). 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 face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático. 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.


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Quando se observam núcleos corados ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais intensamente do que outras. Os antigos citologistas já haviam observados esse fato e imaginado, acertadamente, que as regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras. Para assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina (do gregoheteros, diferente), que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina (do grego eu, verdadeiro). 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 metáfase. Os nucléolos Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas regiões específicas da cromatina. 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). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma. É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do núcleo.

Constituição química e arquitetura dos cromossomos Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido desoxirribonucléico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas denominadas histonas. Constrições cromossômicas Durante a condensação cromossômica, as regiões eucromáticas se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo condensado, as heterocromatinas, devido a esse alto grau de empacotamento, aparecem como regiões “estranguladas” do bastão cromossômico, chamadas constrições.

Centrômero e cromátides Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas, denominadas cromátides-

irmãs são idênticas e surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar.


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Durante o processo de divisão celular, as cromátides-irmãs se separam: cada cromátide migra para uma das células-filhas que se formam. O centrômero fica localizado em uma região heterocromática, portanto em uma constrição que contém o centrômero é chamada constrição primária, e todas as outras que porventura existam são chamadas constrições secundárias.

As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classificar os cromossomos em quatro tipos:

metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho; submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois

braços de tamanhos desiguais; acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço

grande e outro muito pequeno; telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.

Cromossomos e genes O que são genes? As moléculas de DNA dos cromossomos contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula. Cada “receita” é um gene. Portanto, o gene é uma seqüência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão deRNA e conseqüentemente traduzida em uma proteína.


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Conceito de genoma Um cromossomo é comparável a um livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma biblioteca, constituída por 46 volumes, que contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações para a fabricação dos milhares de tipos de proteínas necessários à vida, é denominado genoma. Atualmente, graças a modernas técnicas de identificação dos genes, os cientistas mapearam o genoma humano através do Projeto Genoma Humano. Projeto Genoma Humano O Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para se decifrar o genoma. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de seqüenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas seqüências de DNA que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra qualificada em genômica.

Para o seqüenciamento de um gene, é necessário que ele seja antes amplificado numa reação em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia (PCR), desta vez utilizandodidesoxirribonucleotídeos marcados com fluoróforos para a determinação da seqüência. O projeto foi fundado em 1990, com um financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia dos Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto de 15 anos.

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/PCR.php

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Biotecnologia/PCR.php


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Devido à grande cooperação da comunidade científica internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do genoma foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do previsto. Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o seqüenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%. Os trabalhos do projeto foram dados como concluídos em 2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os genes (em torno de 25.000) haviam sido seqüenciados. Deve-se lembrar que nem todo o DNA humano foi seqüenciado. Estimativas atuais concluem que apenas cerca de 2% do material genético humano é composto de genes, enquanto que a maior parte parece não conter instruções para a formação de proteínas, e existe provavelmente por razões estruturais. Muito pouco dessa maior parte do material genético tem sua seqüência conhecida. Por limitações tecnológicas, partes do DNA que possuem muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram totalmente seqüenciadas. Essas partes incluem, por exemplo, os centrômeros e os telômeros dos cromossomos. De todos os genes que tiveram sua seqüência determinada, aproximadamente 50% codificam para proteínas de função conhecida. Apesar dessas lacunas, a conclusão do genoma já está facilitando o desenvolvimento de fármacos muito mais potentes, assim como a compreensão de diversas doenças genéticas humanas.

Exercício 1. Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese protéica tende a apresentar, em geral, um grande nucléolo. Explique esta relação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Podemos afirmar que o nucléolo é uma estrutura: a) intranuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico, presente em células em anáfase; b) intranuclear, rica em RNA mensageiro, presente em alguns vírus; c) intranuclear, rica me RNA ribossômico, presente em células em anáfase; d) citoplasmática, presente em alguns protozoários; e) citoplasmática, rica em RNA ribossômico, com função de sintetizar enzimas do ciclo respiratório. 3. A presença da carioteca define os seres: a) procariontes b) autótrofos c) eucariontes d) heterótrofos e) unicelulares 4. O principal componente do nucléolo é (são): a) ácido desoxirribonucléico b) ácido ribonucléico c) fosfatos


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d) lipídeos e) proteínas 5. Por que a ausência de nucléolo compromete a síntese de proteínas em uma célula eucarionte? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5. A qual dos componentes celulares abaixo mencionados associa-se a substância designada como cromatina: a) membrana celular c) ribossomo e) centríolo b) cromossomos d) vacúolo


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Apostila Citologia 9º ano