Introdução às Células

Células

Todas as coisas vivas são feitas de células.

Células: “pequenas unidades limitadas por membranas preenchidas com solução aquosa concentrada de compostos e dotadas de uma extraordinária capacidade de criar cópias delas mesmas pelo seu crescimento e divisão”.

Células

Tamanho, formas e funções.

Neurônio

Bdellovibrio

Paramecium

Parede celular

Macrófago

Células

Diversidade nas necessidades químicas: Quantidade de oxigênio; Luz solar; Água.

Seres unicelulares e pluricelulares.

Células – Química básica

Fácil reconhecer vida – ser cresce, reproduz, converte energia de uma forma para outra, controla funcionamento interno, responde ao meio.

Difícil dizer como os seres vivos eram semelhantes.

Todas as células são muito similares na sua química e compartilham a mesma maquinaria para as funções básicas.

Células – Química básica

Todas as células são compostas pelos mesmos tipos de moléculas que participam dos mesmos tipos de reações químicas.

Os genes estão armazenados nas moléculas de DNA que são feitas de nucleotídeos e têm a mesma função em todos os seres vivos.

Todos os seres vivos possuem 20 aminoácidos que formam uma diversidade de proteínas (estrutural- catalistas).

Células – Química básica

Todos os tipos diferenciados de células são gerados durante o desenvolvimento embrionário e todas contêm cópias do DNA da espécie.

Suas características variadas se originam a partir do modo pelo qual as células utilizam suas informações genéticas.

Diferentes células expressam diferentes genes.

Células - Ancestral

Evolução – espécies vivas se modificam gradualmente e se adaptam ao seu meio de maneiras cada vez mais sofisticadas.

Células atuais herdaram suas informações genéticas de um ancestral comum.

Célula ancestral existiu a 3,5 bilhões de anos atrás. Continha protótipo da maquinaria universal de toda vida atual na Terra.

Mutações originaram uma diversidade de descendentes que preencheram cada hábitat do planeta.

Descobrimento das células

Robert Hooke(1665) examinando um pedaço de cortiça em um microscópio simples, observou que era composta por minúsculas câmaras que chamou de “célula”.

Antoni van Leeuwenhoek observou células vivas ao M.O.

Schleiden e Schwann (1839), utilizando o M.O. observaram que as células eram os blocos universais de construção dos tecidos vivos.

Louis Pasteur (1860) confirmou que as células são geradas por células preexistentes.

Visualização das células

Microscópio óptico; Microscópio de fluorescência; Microscópio confocal; Microscópio eletrônico de transmissão

e varredura.

Célula Procariótica

Célula com estrutura e funcionamento mais simples.

Não contém núcleo (seres procariotos) nem organelas.

DNA difuso ao citoplasma. Exemplos: bactérias –

seres unicelulares.

Célula Procariótica

Formas:

Célula Procariótica

Célula Procariótica

Constituição: Parede celular – determina forma e confere

proteção; constituinte principal: peptidioglicano (açúcar + aminoácidos)

Cápsula – constituída por substância mucosa aderida à superfície externa da parede; confere maior proteção.

Flagelos – filamentos protéicos ligados à membrana e à parede celular e possibilitam a locomoção.

Membrana plasmática – bicamada fosfolipídica e proteínas, barreira entre meio intra e extracelular.

Célula Procariótica

Citoplasma – constituído por água, proteínas, íons e outras moléculas, possui ribossomos dispersos.

Material genético – disperso no citoplasma, sendo uma molécula circular de DNA.

Plasmídeos – moléculas adicionais de DNA. Mesossomos – invaginações da membrana (divisão,

enzimas – respiração e fotossíntese). Fímbrias – filamentos protéicos que permitem

aderência às superfícies.

Célula Procariótica

Célula Procariótica

MÉTODO “GRAM”Hans Christiam Gram – dinamarquês (1853-1938) – fim do século XIX.-  Técnica:(a)   espalha-se bactérias sobre uma lâmina.(b)   seca-se ao calor de uma chama.(c)   corante: solução aquosa de violeta de genciana e iodo.(d)   após alguns minutos – lavada com álcool e corada com fucsina (cor-de-rosa).

Célula Procariótica

RESULTADOS:

(1) Coradas em violeta: gram (+).

(2) Coradas em rosa: gram (-).

Obs. Mais perigosas – gram (-): componentes tóxicos na parede e menos permeáveis aos antibióticos.

Célula Procariótica

Célula Procariótica

Reprodução: Assexuada;

1. Cissiparidade – célula se divide em duas.

2. Esporulação – esporo: forma resistente em condições desfavoráveis (esterilização em autoclave).

Parede celular

Membranaplasmática

Molécula de DNA

Duplicação do DNA

Separação das células

CISSIPARIDADE

Célula Procariótica

SEXUADA

1. Transformação – absorve moléculas de DNA do meio e as incorpora; fenômeno usado como técnica de engenharia genética.

2. Transdução – moléculas de DNA transferidas de uma bactéria a outra tendo o vírus como vetor.

3. Conjugação – fragmentos de DNA passam da bactéria doadora, “macho”, para a bactéria receptora, “fêmea”; transferência através de “pêlos sexuais”.

Célula bacteriana

Molécula de DNA circular

Lise celularQuebrado DNA

Fragmentos deDNA doador

Célula bacteriana

Fragmentos de DNA ligam-se à superfície da célula receptora.

O fragmento de DNA é incorporado à célula receptora.

O fragmento de DNA é integradoao cromossomo da célula receptora.

Célula transformada

TRANSFORMAÇÃO

Fago

O DNA deum fago penetrana célula deuma bactéria.

O DNA do fago integra-se ao DNAda bactéria comoum prófago.

Quando o prófago inicia o ciclolítico, o DNA da bactéria édegradado e novos fagos podemconter algum trecho do DNAda bactéria.

DNA do fagocom genes da

bactéria

A célulabacteriana serompe e libera muitos fagos, quepodem infectar outras células.

O fago infectanova bactéria.

Genes de outra bactériasão introduzidos e integrados ao DNAda bactéria hospedeira.

TRANSDUÇÃO

Plasmídeo

Célula “macho”

Pontecitoplasmática

Célula “fêmea”

Célula “macho”

Célula “fêmea”

Separaçãodas células

CONJUGAÇÃO

Célula Procariótica

Hábitat dos procariotos é amplo e vai desde água quente de lama vulcânica até o interior de outra célula.

Seres mais abundantes na Terra.

Respiração: Aeróbias; Anaeróbias estritas; Anaeróbias facultativas.

Célula Procariótica

NUTRIÇÃO AUTÓTROFAS

1. Fotossíntese: obtêm energia da luz solar. Ex: cianobactérias, bactérias verdes.

2. Quimiossíntese: Oxidação de um composto inorgânico como fonte de energia. Ex.: Nitrobacter, Nitrosomonas.

Célula Procariótica

HETEROTRÓFICAS – compostos orgânicos; SAPRÓFITAS – matéria em decomposição; PARASITAS – dentro de outro ser vivo.

Duas organelas citoplasmáticas evoluíram a partir de seres procariontes:

1. Mitocôndria: seres aeróbios;

2. Cloroplastos: seres fotossintéticos.

Célula Procariótica

Classe dos procariotos divide-se em dois domínios:

Archae: heterótrofas, anaeróbias, de ambientes hostis (muito ácidos, quentes, salinos, etc.).

Bacteria (Eubacteria): maioria dos procariotos conhecidos no nosso dia a dia.

Célula Eucariótica

Célula mais evoluída e mais completa. Algumas são unicelulares e outras vivem agrupadas

com outras células. Organismos multicelulares são formados por células

eucarióticas. Possuem núcleo verdadeiro. Possuem organelas que realizam funções

especializadas.

Célula Eucariótica Citosol: parte do citoplasma que não tem

organelas. Constituído por água, proteínas, sais minerais, açúcares e outras substâncias. Aspecto gelatinoso. Local de reações químicas.

Núcleo: envolvido pelo envelope nuclear e contém moléculas de DNA que codificam as informações genéticas. Ao M.O. são visíveis na forma de cromossomos.

Membrana plasmática: bicamada fosfolipídica com proteínas.

Célula Eucariótica Citoesqueleto: constituído por filamentos de

proteínas, responsável pelo movimento celular.• Filamentos de actina: mais finos, células

musculares.• Microtúbulos: participam da divisão celular.• Filamentos intermediários: fortalecem a célula

mecanicamente.

Ribossomos: responsáveis pela produção de proteínas. Compostos por 50 tipos de proteínas e moléculas de RNA ribossomais. Possuem duas subunidades, uma grande e uma pequena.

Célula Eucariótica Retículo Endoplasmático: sistema contínuo de

sacos e tubos de membrana interconectados e se estende pela maior parte da célula. Principal sítio de novas membranas na célula.

Retículo endoplasmático rugoso (RER): possui ribossomos aderidos à membrana. Síntese de proteínas.

Retículo endoplasmático liso (REL): não possui ribossomos. Síntese de hormônios esteróides, armazenamento de cálcio e destoxificação de substâncias orgânicas (álcool).

Célula Eucariótica

Aparelho de Golgi: modifica proteínas e lipídeos que recebe do RE e despacho-os para outros destinos na célula. Situado próximo ao núcleo.

Célula Eucariótica

Lisossomos: pequenos sacos de enzimas digestórias. Degradam organelas esgotadas, macromoléculas e partículas provenientes da endocitose.

Peroxissomos: contém enzimas (catalase) que degradam substâncias tóxicas e lipídeos.

Mitocôndrias: envolta por membrana dupla. Responsável pela fosforilação oxidativa – produção de ATP, respiração celular. Possuem DNA próprio.

Célula Eucariótica

Cloroplasto: encontradas nas células de vegetais e algas. Envolvidos por membrana dupla e possuem pilhas internas de membranas contendo a clorofila. Realizam fotossíntese. Possuem DNA próprio.

Célula Eucariótica

Centríolos: compostos de um arranjo de pequenos microtúbulos. Orientam os cromossomos durante a divisão celular. Não estão presentes nas células vegetais.

Célula Eucariótica

Vacúolos: responsável pela osmose na célula vegetal.

CÉLULA ANIMAL

CÉLULA VEGETAL

Organismos-modelo

Certos organismos são mais fáceis do que outros para serem estudados em laboratório.

Escherichia coli ou E. coli: fácil cultivo, reprodução rápida, estudos moleculares.

Saccharomyces cerevisiae: ser unicelular eucarionte. Estudos genéticos e bioquímicos.

Arabidopsis thaliana: ser multicelular, fácil cultivo e rápida reprodução. Estudos moleculares e desenvolvimento (evolução) de plantas.

Organismos-modelo

Drosophila melanogaster: desenvolvimento embrionário e genética.

Caenorhabditis elegans: desenvolvimento embrionário.

Peixe-zebra: desenvolvimento