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Estrutura Celular Prof. Msc. Isaac Farias

Aula 1 BCM Citologia

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Estrutura Celular

Prof. Msc. Isaac Farias

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INTRODUÇÃO

CÉLULA

Membrana Plasmática

Citoplasma

Núcleo

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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;

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MEMBRANA PLASMÁTICA

MEMBRANA CELULAR EM EUCARIOTOS

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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

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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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

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CITOESQUELETO

Especializações da Superfície Celular

Cílios

- estruturas móveis e alongadas

- movimentos coordenados (trato respiratório e tuba uterina)

Azul toluidina 800x

ME 20000x

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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

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CITOESQUELETO

FLAGELOS

Estrutura interna semelhante a dos cílios;

Muito longos;

coberto pela MP;

Movimentos de ondas regulares;

Axonema;

Organização 9 + 2

Deslizamento e locomoção

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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

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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;

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CITOESQUELETO

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Junções Celulares

INTEGRAÇÃO CELULAR

Zona compacta

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

• reduz a permeabilidade.

INTEGRAÇÃO CELULAR

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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

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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;

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Desmossomos

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

Hemidesmossomos

Adesão célula-LB

integrina-colágeno IV integrina-laminina

INTEGRAÇÃO CELULAR

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INTEGRAÇÃO CELULAR

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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

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INTEGRAÇÃO CELULAR

Complexo juncional

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ESTRUTURAS DELIMITADAS POR MEMBRANA

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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?

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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;

Page 30: Aula 1 BCM Citologia

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

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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?

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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.

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

RIBOSSOMOS

Por que todas as células possuem ribossomos?

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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?

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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);

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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;

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• 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

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EVOLUÇÃO ENDOSSIMBIÓTICA

Bactérias púrpura

•Presença de duas membranas

• Divisão binária

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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.

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NÚCLEO

Organela característica das células eucarióticas;

Função: Proteger o material genético.

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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;

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NÚCLEO

Page 44: Aula 1 BCM Citologia

NÚCLEO

Page 45: Aula 1 BCM Citologia

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

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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;

Page 47: Aula 1 BCM Citologia

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;

Page 48: Aula 1 BCM Citologia

NÚCLEO

Histona H1 compacta 6 grupos de octâmeros

Page 49: Aula 1 BCM Citologia

NÚCLEO

Etapa mais condensada do empacotamento do DNA

FORMAÇÃO DO SOLENÓIDE

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NÚCLEO

COMPACTAÇÃO DOS NUCLEOSSOMOS

Modelo em Ziguezague

Nucleossomos ao ME

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NÚCLEO

Interbanda Banda

Cromossomos politênicos Cromossomos plumosos

Alças

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CROMOSSOMO

Representação esquemática do cromossomo metafásico

Microfotografia de cromossomo metafásico

Page 53: Aula 1 BCM Citologia

CROMOSSOMO

REMODELAMENTO DA CROMATINA ALTERA ESTRUTURA DO NUCLEOSSOMO

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ATÉ A PRÓXIMA AULA!!!