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Aula 1 citologia - introdução

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• 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.

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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

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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.

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• 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.

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• 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.

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• 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.

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Membrana

Citoplasma

Núcleo

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• 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).

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• 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.

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Fonte:www.cynara.com.br

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• 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.

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

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

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• 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.

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• 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.

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• 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.

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• 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.

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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.

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• 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.

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• 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.

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• 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.

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• 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.

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• 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

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• 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)

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• 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

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• 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.

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• 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.

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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.

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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.

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

– Mitocôndrias,

– Ribossomos,

– Retículo endoplasmático,

– Complexo de golgi,

– Lisossomos e centríolos.

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Organela formada por duas membranas lipoprotéicas. Dentro delas se

realiza o processo de extração de energia dos alimentos: Respiração

celular.

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• 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.

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• 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.

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Retículos são grandes

canais de transporte de

substâncias intracelular.

REG - ergastoplasma

ou granuloso – os

pontilhos são

ribossomos.

REL - agranular

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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.

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• 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.

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• 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.

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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.

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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.

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• 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.

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Complexo de Golgi

(a grande fabrica)

• Armazena

• Modifica

• Empacota

• Secreta substancias

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• Responsável pelo

Acrossoma ou capuz

cefálico (localizado do topo

do espermatozoide)

• Lisossomo organela

associada com a digestão

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• 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.

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

• Essas proteínas poderão então ser usadas posteriormente pelo organismo.

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• 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)

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• Ribossomos participam da síntese de proteínas

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

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• 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.

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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).

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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.

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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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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

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São aglomerados

de moléculas de

RNA ribossômico,

ou seja, RNA que

entrará na

composição dos

ribossomos.

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• 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).

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• 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.

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• 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.

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Obrigado pela atenção