Biologia Celular

Professora Ana Carolina

Biologia, a Ciência da Vida

O que é Biologia?

Cinco ciências:

- Citologia

- Botânica

- Zoologia

- Genética

- Ecologia

A Célula

Unidade estrutural e funcional.

Tecido: agrupamento de células.

Órgão: conjunto de tecidos.

Sistema: conjunto de órgãos.

Organismo: conjunto de sistemas.

A Observação da Célula

Microscópio óptico ou eletrônico.

Aumento de 250.000 vezes.

A Teoria Celular

Todos os organismos são formados por células.

Todas as reações metabólicas ocorrem em nível celular.

As células originam-se de células preexistentes.

As células são portadoras de material genético.

A Organização da Célula

Membrana plasmática: permeabilidade seletiva.

Citoplasma: citosol e organóides celulares.

Organóides celulares:

- Retículo endoplasmático: distribui e armazena substâncias.

- Ribossomos: síntese protéica

- Mitocôndria: respiração celular.

- Lisossomos: digestão.

- Complexo de Golgi: armazenamento

- Centríolos: divisão celular

Núcleo: material genético.

Eucariontes e

Procariontes

A Composição Química da Célula

Componentes Minerais

Água: 65 a 70% do peso dos organismos.

Sais minerais: líquidos intra extracelulares.

- Cálcio: esqueleto, contração muscular e coagulação do sangue.

- Magnésio e Ferro: fotossíntese e transporte de oxigênio para os tecidos.

- Sódio e potássio: condução do impulso nervoso.

- Fosfato: componente dos ácidos nucléicos e processos energéticos.

Componentes Orgânicos

- Açucares: glicose, amido, celulose.

- Proteínas: aminoácidos.

- Lipídios: ácidos graxos, glicerol, triglicérides.

- Ácidos nucléicos: DNA, RNA

A Membrana Plasmática

Dupla camada lipídica.

- Hidrofílica

- Hidrofóbica

Proteínas

Glicocálix

As Funções e Especializações da Membrana Plasmática

Manter a integridade celular: processo de regeneração.

Reconhecimento intercelular: afastamento ou união das células.

Permeabilidade seletiva: trocas entre meio interno e externo. Ex: entram água, oxigênio, nutrientes e saem gás carbônico e substâncias tóxicas.

Especializações:

- Microvilosidades: expansões – absorção.

- Invaginações de base: transporte de substâncias e muitas mitocôndrias.

Os Contatos Intercelulares

Desmossomos: botões adesivos nas membranas de células vizinhas.

Interdigitações: dobras na membrana, que se encaixam.

Junções estreitas ou oclusivas: vedam o espaço intercelular.

Junções comunicantes ou nexos: permite passagem de íons e pequenas moléculas.

Glicocálix: proteção e reconhecimento. Ex: rejeição.

A Permeabilidade Celular

Transporte passivo: Sem gasto de energia/ Direcionado pelo gradiente de concentração.

- Difusão simples: atravessam a membrana a favor do gradiente de concentração.

- Difusão facilitada: substâncias hidrófilas são carregadas por proteínas carreadoras.

- Osmose: difusão de água de uma solução hipôtonica para outra hipertônica, através da membrana.

- Proteínas-canal ou porinas: permite a passagem dos íons de acordo com a carga elétrica.

Transporte passivo: Utiliza energia “ATP”/ Contra ou a favor do gradiente de concentração.

- Bomba de Sódio e Potássio: diferentes concentrações de íons que não se igualam, por isso, a célula absorve o potássio e libera o sódio através da bomba

Fagocitose e Pinocitose

Fagocitose

- ingestão partículas sólidas.

- fagocitose

Pinocitose

- ingestão partículas líquidas.

- invaginação membrana

O Citoplasma

Duas partes:

- Citosol: solução aquosa – água e sais minerais, túbulos, filamentos.

- Organóides: responsáveis tos pelas atividades celulares.

Os Ribossomos

Duas subunidades: RNA ribossômico e proteínas.

Polirribossomos: RNAm + grupo de ribossomos.

Funções: encadeamento dos aminoácidos para síntese protéica.

Retículo Endoplasmático

Sáculos achatados

- REG: membranas recobertas por ribossomos.

- REL: ausência de ribossomos.

Funções: transporte, síntese e armazenamento de substâncias.

Mitocôndrias Funções: respiração

aeróbia, produção de ATP.

Membrana interna:

- Cristas mitocondriais: invaginações da membrana.

- Matriz mitocondrial: proteínas, DNA e ribossomos.

- Autoduplicação.

A Respiração Celular 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 - armazenada em uma substância chamada ATP (adenosina trifosfato) = fornecendo energia para as mais diversas atividades celulares.

Complexo de Golgi Vesículas achatadas e circulares. Ausência de

ribossomos.

Funções: secreção de proteínas, síntese de glicoproteínas e glicolipídios, formação do acrossomo, origem dos lisossomos.

Lisossomos Corpúsculo esférico.

Funções:

- Heterofágica: fagocitose ou pinocitose.

- Autofágica: renovação de estruturas celulares, substituindo as velhas.

- Autolítica: digestão e desintegração celular. Ex: cauda dos girinos.

Peroxissomos e a Catalase Bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas

digestivas que degradam gorduras e aminoácidos.

Possui enzima catalase.

 2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2 

Citoesqueleto

Rede de filamentos de três tipos:

- Microfilamentos.

- Filamentos.

- Microtúbulos.

Microfilamentos: resistentes às tensões.

Filamentos intermediários: manutenção da estrutura celular.

Microtúbulos: mantém a estrutura celular, forma centríolos, cílios e flagelos, forma o fuso mitótico

Centrossomo

NÃO envolvidas por membrana.

Participam do progresso de divisão celular.

Autoduplicáveis no período que precede a divisão celular

Cílios e Flagelos

Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas.

Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células.

O Núcleo

Função: armazenar o material genético.

Envoltório nuclear: dupla camada lipídica e vários poros.

Nucleoplasma: líquido comparado ao citosol.

O Nucléolo

Formado por RNAr, pouco DNA, proteínas e fosfolipídios.

Função: síntese do RNAr dos ribossomos.

A Cromatina Heterocromatina.

Eucromatina.

Os Cromossomo

s

Cromatina condensada.

Ocorre na divisão mitótica.

Morfologia e Tipos de Cromossomos

Metacêntrico: centrômero no meio, dois braços de mesmo tamanho;

Submetacêntricos: centrômero um pouco deslocado da região mediana, dois braços de tamanhos desiguais;

Acrocêntricos: centrômero bem próximo a uma das extremidades, um braço grande e outro muito pequeno;

Telocêntricos: centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.

Cariótipo

Arranjados segundo dois critérios:

- Tamanho.

- Posição dos centrômeros.

O Ciclo Celular

Duas etapas:

- Intérfase: G1(gap), S (síntese) e G2 (gap).

- G1 e G2: (transcrição DNA).

- Fase M: Mitose

Prófase

Fase de início (pro = antes).

O nucléolo começa a desaparecer.

Condensação dos cromossomos.

Formação do fuso mitótico.

Metáfase Fase do meio (meta = no

meio)

Cromossomos duplicados em cromátides.

Grau máximo de condensação.

Cromossomos alinhados no equador do fuso formando a placa metafásica.

Anáfase

Fase do deslocamento (ana indica movimento ao contrário)

Divisão dos centrômeros.

Separação das cromátides.

Cromossomos em direção aos polos do fuso.

Telófase

Fase do Fim (telos = fim)

Cromossomos descondensam.

Os nucléolos reaparecem.

A carioteca se reorganiza em cada núcleo-filho.

Citocinese Separando as células.

Distribuição de organelas pelas duas células-irmãs.

http://www.youtube.com/watch?v=dVooC-i_ycY&feature=related

A Mitose na Célula Vegetal

Ausência do centríolo.

Divisão centrífuga da célula: centro para periferia.

G1: 2n

G2: 4n

M = anáfase: 2n

A Meiose I

Funções meiose: constância numérica dos cromossomos e recombinação gênica.

Prófase I – Complexa e de longa duração.

Dividida em 5 estágios.

- Leptóteno: cromossomos duplicados em duas cromátides.

Zigóteno (zygós = par): Pareamento dos cromossomos homólogos; é um pareamento ponto por ponto conhecido como sinapse.

Bivalente: cada par de homólogos

Paquíteno (pakhús = espesso): Cromossomos com alto grau de condensação. Pode ocorrer crossing-over.

Diplóteno (diplós = duplo): Separação dos homólogos nos quiasmas.

Diacinese (dia = através; kinesis = movimento): Terminalização dos quiasmas . Desaparecimento do necléolo e desintegração do envoltório nuclear.

Metáfase I – os cromossomos homólogos pareados se dispõem na região mediana da célula.

Anáfase I – separação dos cromossomos homólogos que, duplicados, migram para os polos.

Telófase I

- Cromossomos atingem os polos.

- Fuso desintegra-se.

- Duas células-filhas.

- Cada cromossomo apresenta duas cromátides.

Meiose II (segunda divisão meiótica)

Prófase II – Desintegração envelope nuclear e formação dos fusos meióticos.

Metáfase II – Cromossomos com duas cromátides cada alinhanham-se no equador do fuso

Anáfase II – Disjunção das cromátides que migram para os pólos do fuso.

Telófase II e citocinese – Cromossomos descondensam. Aparece envoltório nuclear e nucléolo.

- Formam-se 4 células-filhas.

- http://www.youtube.com/watch?v=F3mjDCCW_cU&feature=fvsr

Gametogênese Formação das células germinativas.

Gameta feminino – gametogênese.

Gameta masculino – espermatogênese.

Espermatogênese

Quatro períodos:

- Germinativo: espermatogônias dividem-se ativamente por mitose.

- Crescimento: espermatogônia – espermatócito.

- Maturação: espermatócito divisão meiótica.

- Espermiogênese: espermátide – espermatozóide.

Ovogênese Três períodos:

- Germinativo: ovogônias dividem-se ativamente por mitose.

- Crescimento: ovogônias - ovócitos I.

- Maturação

Meiose I = ovócito I – ovócito II e primeiro glóbulo.

Meiose II = ovócito II – óvulo e segundo glóbulo.

Diferenças entre espermiogênese e

ovogênese Período germinativo: mais curto na

ovogênese.

Período de crescimento: mais lento na ovogênese.

Período de maturação

- Cada ovócito I produz um óvulo.

- Cada espermatócito I produz quatro espermatozóides.

Na ovogênese, não existe um período correspondente ao da espermiogênese.

As Aberrações Cromossômicas

Mutações cromossômicas numéricas:

Euploidias: variação numérica do conjunto básico de cromossomos.

- Haploidia: um conjunto cromossômico. Ex: indivíduos n – macho de abelhas.

- Poliploidia: conjunto de três ou mais conjuntos cromossômicos. Ex: indivíduos 3n – fêmea de drosófila.

Aneuploidias: variação numérica de parte do grupo de cromossomos.

- Monossomia: perda de um único cromossomo. Ex: Síndrome de Turner.

- Polissomia: acréscimo de de cromossomos. Ex: Síndrome de Down, Klinefelter, Triplo X.

- Nulissomia: perda de um par de cromossomos homólogos. É letal para os diplóides

Síndrome de Turner

Cariótipo: 45, X.

Sintomas: Baixa estatura, ovários residuais, infantilismo genital, pescoço alado, anomalias nos dedos, subdesenvolvimento dos caracteres sexuais secundários.

Síndrome de Down

Cariótipo: 47, XX + 21 e 47, XY + 21.

Sintomas: QI de 15 a 29, prega palpebral presente, inflamação das pálpebras, prega transversal contínua na palma das mãos, uma única prega no dedo mínimo.

Síndrome de Klinefelter

Cariótipo: 47, XXY.

Sintomas: Testículos pequenos e atrofiados, caracteres sexuais masculinos pouco desenvolvidos, corpo eunucoide e retardamento mental.

Síndrome de Edwards

Cariótipo: 47, XX + 18 e 47, XY +18.

Sintomas: Retardo mental, orelhas malformadas com implantação baixa, mãos fechadas, pés tortos, defeitos cardíacos.

Cerca de 90% dos afetados morrem nos primeiros 6 meses de vida.

Síndrome de Patau

Cariótipo: 47, XX + 13 e 47, XY + 13.

Sintomas: Deficiência mental, surdez, lábio leporino, palato fendido, anomalias cardíacas.

A morte ocorre dentro de horas ou dias.

Síndrome do Triplo X

Cariótipo: 47, XXX.

Sintomas: Subanormalidade mental ou psicótica ou retardo mental, genitália pouco desenvolvida, férteis, aspecto normal.

Dois corpúsculos de Barr.

Mutações cromossômicas estruturais: fraturas e perdas cromossômicas.

Deficiência ou Deleção: perda de parte do cromossomo.

Duplicação: a mesma seqüência de genes aparece duas vezes.proveniente do homólogo

Isocromossomos: um braço com deficiência total e o outro com duplicação completa.

Translocação: transferência de parte de um cromossomo para um cromossomo não homólogo.

Inversão: duas fraturas cromossômicas seguidas da reconstituição com o pedaço invertido.

Os Vírus

Acelulares.

Parasitas obrigatórios.

Ácido nucléico envolto por cápsula protéica.

DNA, RNA ou ambos.

15 a 350 nm.

Tipos de Vírus

A Replicação do Vírus Quatro etapas:

- Adsorção: fixação do vírus.

- Penetração: DNA penetra.

- Eclipse: replicação do DNA

- Liberação: vírus capazes de nova infecção.

Replicação dos Vírus Tumorais e Retrovírus

AIDS Síndrome da

Imunodeficiência Adquirida.

Vírus HIV

- Material genético: RNA.

- Retrovírus.

- Afinidade ao CD4 – multiplicação.

- Sangue, secreções do corpo, SNC.

Doenças Causadas por VírusDOENÇA TRANSMISSÃO

Catapora (varicela)

Contato pele com bolhas no ar contendo o vírus

Caxumba Saliva do doente com o vírus Paramyxovirus sp

Dengue Picada fêmea Aedes aegypti

Febre amarela Picada da fêmea Aedes aegypti contendo o vírus

Gripe Ar contaminado pelo Myxovirus influenzae

Hepatite Contato pessoal, oral-fecal, transfusão sanguínea

Herpes Contato íntimo com a superfície mucosa

Papiloma Ato sexual

Poliomielite Secreções faríngeas de doentes

Raiva Saliva de animais doentes

Resfriado Ar contaminado pelo parainfluenza ou rinovírus

Rubéola Gotas muco ou saliva, secreções do nariz

Sarampo Gotas muco ou saliva, secreções do nariz

Fim!