apostila saberes biologia
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11.. AA OORRIIGGEEMM DDAA VVIIDDAA
Para os organismos mais humildes, a mais simples das
bactérias, já existe um grande número de moléculas formadas
independemente que se encontram por acaso e que se ligam
entre si de forma complexa.
TEORIAS
Criacionismo: considerava que todos os seres vivos existentes
se apresentavam como sempre tinham sido. Toda a Vida era
obra de uma entidade toda poderosa. Era a única até o
séc.XIX.
Geração Espontânea/abiogênese: considerava que a vida
pode surgir a partir da matéria inanimada ou ainda de ateria
orgânica morta.
Defensores: Aristóteles, Van Helmont (XIV), Needham
(1745);
Biogênese: diz que um ser vivo só se origina de outro ser
vivo pré-existente.
Defensores: Redi (1668), Spallanzani (séc.XVIII),
Pasteur(1862);
Teoria atual: nas condições da Terra primitiva a vida poderia
ter surgido da matéria não-viva.
Oparin
A atmosfera primitiva era composta por metano,
amônia, hidrogênio e vapor de água. (átomos disponíveis N, H,
C e O). Fortes descargas elétricas, raios UV eram as fontes de
energia para as reações químicas entre as substâncias. Átomos
de carbono ao receberem energia se combinam formado
cadeias, assim teriam se formado moléculas orgânicas simples
(álcoois, ácidos, aminoácidos, açucares, bases orgânicas e
nucleosídeos) composta por pequenas cadeias de carbono que
foram arrastadas para o mar pela chuvas, onde ocorrem novas
reações em solução formando nucleotídeos, que se agruparam
formando moléculas orgânicas complexas, compostas por
longas cadeias de carbono. Assim surgiriam proteínas,
polissacarídeos e ácidos nucléicos.
Defensores: Oparin, Miller (1953), Fox;
As primeiras células
As primeiras células devem ter se originado a partir
de aglomerados de proteínas, chamados coacervados que
surgiram nos mares primitivos que Haldane chamou de ‘sopa
morna e rala’. Estas foram denominadas protobiontes e eram
protegidas por um filme de lipídios que lhes conferia alguma
estabilidade, possuíam ainda enzimas responsáveis por seu
metabolismo simplório, o ácido nucléico presente,
provavelmente RNA (devido as suas características mais
simples), era responsável pela reprodução hereditariedade e
evolução. Erros ocorridos ao acaso nos processos reprodutivos
e incorporados ao material genético teriam aprimorado a
replicação resultando em evolução dos sistemas vivos através
de seleção natural.
A HIPÓTESE HETEROTRÓFICA
Um organismo mantém sua forma produzindo novas
moléculas com matéria prima e energia obtida via nutrição.
Seres autotróficos produzem suas moléculas orgânicas a partir
de substâncias inorgânicas num processo chamado
fotossíntese, é provável que os organismos pioneiros fossem
simples, não tivessem o aparato necessário à fotossíntese e por
isso eram heterotróficos, dependendo do alimento disponível
no meio e alimentando-se por saprobiose. A respiração
aeróbica, por sua vez exige a participação de O2 livre que não
estava presente na atmosfera e mares primitivos, logo os
protobiontes devem ter usado processos anaeróbicos
(fermentação) para obter energia.
Com o passar do tempo as condições no planeta se
alteraram devido à atividade dos próprios organismos:
Resfriamento da Terra e diminuição das tempestades;
O alto consumo de alimentos que provocou sua escassez;
Mudanças na composição da atmosfera devido ao consumo e
liberação de gases;
Estas mudanças no meio acarretaram mudanças nos seres, que
se acumularam conferindo novas características estruturais e
funcionais, tornando-os mais complexos. Algumas mutações
podem ter originado seres autotróficos, que tinham a vantagem
de não ter que competir pelo alimento dissolvido no mar e
foram selecionados positivamente.
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HIPÓTESE HETEROTRÓFICA
Estava baseada na evolução gradual dos sistemas
químicos, foi desenvolvida simultaneamente por Oparin e
Haldane na década de 1920, e pode ser resumida nas seguintes
etapas:
1ª - a atmosfera primitiva era composta dos gases metano,
amônia. Hidrogênio e vapor de água;
2ª - a água presente no planeta estava na forma de vapor, pois a
temperatura na era muito alta. O vapor de água se acumulava
nas camadas altas da atmosfera, formaram-se nuvens e as
chuvas caíam, ao tocarem as rochas superaquecidas
evaporavam rapidamente. Logo as chuvas eram tempestades
com descargas elétricas.
3ª - as descargas elétricas e a radiação UV do Sol foram as
fontes de energia para as reações químicas entre os
componentes da atmosfera primitiva, formando moléculas
mais complexas, algumas das quais eram orgânicas. Ocorreram
também várias erupções vulcânicas.
4ª - as moléculas orgânicas acumularam-se durante milhões de
anos, nos oceanos, lagos e mares, formados após o
resfriamento da crosta, causado pelas chuvas. Os oceanos
passaram a ser ‘sopas’ de matéria orgânica.
5ª - vários coacervados (grumo de moléculas orgânicas
isoladas do meio por uma película de água) agruparam-se
formando pequenas gotas.
6ª - com o passar do tempo alguns coacervados conseguiram
usar a energia das ligações químicas das moléculas orgânicas
da ‘sopa’ para se desenvolver e se manter. Podiam se alimentar
da ‘sopa’ sendo, portanto, heterótrofos.
7ª - com o passar do tempo surgiram heterótrofos, que se
alimentavam da matéria orgânica do meio e usavam a
fermentação para obter energia. Durante a fermentação
liberavam CO2 para atmosfera, e este passou a fazer parte da
atmosfera.
8ª - alguns heterótrofos ao alcançarem um certo tamanho
adquiriram a capacidade de se duplicar, formando outros
iguais.
9ª - havia condições para que os seres que absorviam energia e
CO2 do meio e produzindo seu alimento, surgiu então o
primeiro autótrofo fotossintetizante, que começou a liberar O2
para a atmosfera, possibilitando a formação da camada de
ozônio.
10ª - estavam criadas as condições para que um ser heterótrofo
aeróbio pudesse viver: disponibilidade de alimento e O2 livre.
EXPERIÊNCIAS DE MILLER
Em 1953 Stanley Miller testou a viabilidade da
hipótese heterotrófica, simulando as condições da Terra
primitiva. Ele fez circular num aparelho fechado uma mistura
de vapor de água, metano, amônia e hidrogênio durante uma
semana. No fim do experimento a água foi analisada e
verificou-se que a mistura continha alguns aminoácidos, o que
demonstrou que as idéias de Oparin poderiam corresponder a
verdade.
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22.. CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS DDOOSS SSEERREESS VVIIVVOOSS
Metabolismo
No interior de células vivas ocorre uma série de
transformações químicas, que permitem ao organismo obter
energia para crescer, se dividir, movimentar-se. As reações de
construção de matéria viva (fotossíntese, p. ex.) são chamadas
anabolismo e as reações de destruição de substâncias,
produzindo resíduos a serem eliminados, são ditas
catabolismo.
Catabolismo + Anabolismo = metabolismo
Um ser para ser considerado vivo deve apresentar algumas
características próprias à vida, tias como:
- composição química mais complexa;
- organização celular (exceto vírus);
- capacidade de nutrição (auto ou heterotrófica);
- reagir a estímulos do meio;
- homeostase;
- crescer
- movimentar-se;
- reproduzir-se;
- adaptar-se (evoluir).
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA
1.Componentes inorgânicos
1.1. Água: substância encontrada em maior quantidade na
célula. Representam 70% do peso de um adulto (70% dentro
das células e 30% no líquido intersticial). Suas funções
incluem: carrear, dissolvidos ou não, sais, proteínas,
hormônios, gorduras e açúcares, além dos metabólitos como a
uréia (por isso é considerada o solvente universal); promover o
equilíbrio osmótico; regular a temperatura. Sua concentração
nos diferentes tecidos depende da função deste, quanto maior o
metabolismo, maior o percentual de água.
1.2. Sais minerais: existem em três formas nos seres vivos:
dissolvidos (na forma de íons); formando cristais (cálcio dos
ossos); combinados com moléculas orgânicas (hemoglobina).
Suas principais funções são: compor o esqueleto; transportar
oxigênio; atuar na fotossíntese; equilibro osmótico; atuar na
transmissão de impulso nervoso; auxiliar na atuação das
enzimas.
2. Componentes orgânicos
2.1. Carboidratos: são compostos por carbono, hidrogênio
e oxigênio, na proporção de CH2O, podem possuir ainda
nitrogênio e enxofre. Sua função é servir como molécula
armazenadora de energia, que é fácil e rapidamente liberada
pela oxidação ocorrida durante a respiração celular e, compor a
membrana das células e os ácidos nucléicos.
CLASSIFICAÇÃO
a) Monossacarídeos: são os açúcares mais simples, não podem
ser quebrados pela digestão em açúcares menores. Estes
podem ser trioses (com três átomos de carbono), tetroses
(quatro carbonos); pentoses (cinco carbonos) etc. de forma
geral as pentoses e hexoses apresentam-se na forma de anéis,
que lhes confere maior estabilidade. A glicose é mais
comumente usada como fonte de energia, é de origem vegetal.
b) Dissacarídeos: formados pela união de dois
monossacarídeos, os principais são sacarose (glicose+frutose),
lactose (glicose+galactose) e maltose (glicose+glicose), cada
um dos quais é digerido por uma enzima específica.
c) Polissacarídeos: são carboidratos de cadeia longa, formados
pela junção de vários monossacarídeos. São insolúveis em
água, alguns representam reserva de energia, outros fazem
parte das estruturas do organismo. Os principais são o amido, o
glicogênio, a celulose, a quitina e o ácido hialurônico.
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2.2. Lipídios: armazenam energia e isolantes térmicos.São
formados pela união de álcoois com ácidos graxos e tem em
uma das extremidades um grupo carboxila.
Classificação
a) Glicerídios: formados por glicerol e três ácidos graxos. São
representados por óleos e gorduras.
b) Cerídios: formados por álcoois de cadeia longa e ácidos
graxos. São exemplos as ceras vegetais e animais. Formam
coberturas impermeáveis que protegem os tecidos contra a
dissecação.
c) Fosfolipídios: formados por álcoois, ácidos graxos, ácido
fosfórico e uma molécula nitrogenada. Apresenta uma região
polar e outra apolar e, por isso fazem parte da bicamada
lipídica que envolve as células.
d) Esteróides: são formados por um álcool de várias cadeias
fechadas não são propriamente ésteres de ácidos graxos, têm
cadeias associadas aos lipídios e possuem algumas
propriedades em comum com estes. São exemplos os
hormônios sexuais, corticóides, colesterol, vitamina D, saias
biliares.
2.3. Proteínas
Moléculas grandes e de estrutura complexa, constituídas por
muitos aminoácidos ligados entre si. Cada aminoácido é
formado por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e
nitrogênio, alguns contêm enxofre, todas tem um grupo
carboxila e grupo amina ligados por um átomo de carbono, ao
qual estão ligados um átomo de hidrogênio e um radical R, o
que diferencia um aminoácido de outro é o radical.
Estrutura
As proteínas apresentam uma estrutura molecular complexa,
que é dividida em níveis de complexidade:
Estrutura primária – cadeia linear de aminoácidos encadeados;
Estrutura secundária – o fio formado pelo encadeamento de
aminoácidos se torce adquirindo a forma de hélice, que se
mantem graças as pontes de hidrogênio;
Estrutura terciária – a hélice descreve curvas no espaço,
dobrando-se sobre si mesma;
Estrutura quaternária – associação espacial entre duas ou mais
cadeias polipeptídicas.
Propriedades das proteínas
Quando uma proteína é submetida a certos
tratamentos químicos ou a altas temperaturas ela se altera
permanentemente (desnaturação), o que significa que as
ligações que mantinham sua forma se romperam. Quando
sofrem desnaturação as proteínas predem a capacidade de
realizar suas funções (compor a estrutura da célula, da
membrana plasmática, armazenar aminoácidos, contrair
músculos, transportar substâncias, hormonal, defesa, tóxica,
receptora, enzimática).
Enzimas são proteínas especiais que atuam como catalisadores
de reações químicas como tal participam das reações, mas não
são consumidas. As enzimas são altamente específicas, o que
significa que uma enzima só catalisa reações num determinado
substrato. O bom funcionamento de enzima depende de muitos
fatores, como temperatura, concentração do substrato e pH da
solução.
2.4. Ácidos nucléicos
Inicialmente os aminoácidos foram
localizados no núcleo, então
receberam esse nome, mas hoje se
sabe que ocorrem também no
citoplasma. Os ácidos nucléicos são
os portadores das informações
necessárias para ‘criar’ um ser vivo
e manter o seu bom funcionamento,
estão relacionados ao controle
celular e à hereditariedade e podem
ser de dois tipos:
• DNA, ácido desoxirribonucléico;
• RNA, ácido ribonucléico.
Ambas são moléculas gigantes formadas pela união de
milhares ou milhões de nucleotídeos, cada um dos quais é
formado por uma base nitrogenado, uma pentose e um radical
do ácido fosfórico.
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As bases nitrogenadas possuem estrutura em anel, contendo
nitrogênio. São classificadas em púricas e pirimídicas.
2.5. Vitaminas
As vitaminas são nutrientes reguladores, que agem
controlando as reações químicas do corpo e por isso são
indispensáveis ao bom desempenho das funções orgânicas
(Tabela 2). Nosso corpo é periodicamente suprido de vitaminas
via nutrição. As vitaminas são classificadas em:
Lipossolúveis: dissolvem bem em gorduras, incluem A, D, E e
K. São armazenadas no fígado e por isso nosso corpo possui
reservas por longo tempo.
Hidrossolúveis: dissolvem bem em água, são as vitaminas do
complexo B e a vitamina C. O corpo armazena pouco dessas
vitaminas e o excesso é eliminado na urina.
33.. CCIITTOOLLOOGGIIAA
Teoria celular moderna
A teoria celular hoje aceita hoje diz que todo ser vivo
é composto por células, alguns são unicelulares e outros
pluricelulares, que a célula é a unidade morfológica e
fisiológica fundamental da vida e que uma célula surge de
outra preexistente. Cada célula contém as informações
hereditárias de todo o organismo.
Tamanho e forma
A relação entre a área e a superfície da célula e o seu
volume limita o tamanho das células, já que o volume aumenta
mais rápido que a área. Esse crescimento desproporcional gera
vários problemas de alimentação e respiração celular, isso
limita o tamanho máximo de uma célula.
A morfologia das células varia de acordo com a
função que esta desempenha no organismo e ambas – forma e
função – são controladas pelos genes. A forma das células
sofre também influências externas como a pressão de outras
células etc.
Tipos celulares básicos
As bactérias e as cianobactérias são formadas por
células procarióticas. Todos os demais organismos são
constituídos por células eucarióticas.
Células procarióticas: não possuem membrana nuclear, seu
material genético está disperso no citoplasma e não possuem
qualquer estrutura citoplasmática além do nucleóide;
Células eucarióticas: têm membrana nuclear/carioteca
separando o material genético do citoplasma. Além disso
possuem inúmeras estruturas citoplasmáticas que
desempenham as mais diversas funções na célula, o que lhes
conferem extrema complexidade.
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Além desses dois tipos básicos de células, pode-se
perceber claramente que existem diferenças marcantes entre as
células vegetais e animais. As células vegetais apresentam
algumas estruturas exclusivas, como os plastos (que contêm os
pigmentos fotossintetizantes), os vacúolos contrácteis e a
parede celular composta de celulose.
Estruturas citoplasmáticas
1.Membrana Citoplasmática
É o envoltório que separa o material citoplasmático do
meio externo. Formada por lipídios, proteínas e carboidratos,
dispostos em uma dupla camada (modelo do mosaico fluido).
Externamente à membrana citoplasmática alguns organismos
desenvolveram modificações que lhes conferiram maior
resistência.
a) Glicocálix – presente na maioria das células animais . É
formado por uma camada frouxa de carboidratos, associados
aos lipídios e às proteínas da membrana. Ele proporciona
resistência, constitui uma barreira contra agentes físicos e
químicos do meio, confere às células a capacidade de se
reconhecerem e, além disso, forma uma malha que retém
nutrientes e enzimas mantendo o meio externo adequado.
b) Parede celular – é uma estrutura rígida, relativamente
permeável mas não controla a entrada e saída de substâncias.
Em bactérias e cianobactérias é formada por peptidoglicano.
Algumas bactérias possuem outro envoltório externo: a
cápsula, cuja espessura e composição química variam de
espécie para espécie. Alguns protistas possuem parede celular
e sua composição varia nos diferentes grupos. A parede
celular dos fungos é composta por quitina, alguns grupos têm
também celulose. Nas plantas o principal componente é a
celulose, mas também ocorrem lignina e suberina.
1.1. Especializações de membrana
Existem especializações de membrana, chamadas junções
intercelulares que tem as mais diferentes funções, são elas:
- desmossomos – ocorrem entre as células do tecidos
epiteliais, são regiões ricas em substâncias adesivas e fibras de
queratina . Aumentam a adesão entre as células, impedindo a
entrada de microorganismos no tecido epitelial de
revestimento.
- zonas de oclusão – criam um cordão ao redor das células
do epitélio intestinal . Como as células estão muito unidas o
alimento tem que passar dentro das células e não no espaço
intercelular que deixou de existir, isso garante maior eficiência
na absorção de nutrientes.
- junções comunicantes – as proteínas das duas membranas se
unem formando canais por onde passam íons e pequenas
moléculas . Ocorrem em células embrionárias, cardíacas e
hepáticas, nas quais facilitam a torça de substâncias e, no
coração permitem a passagem rápida de íons, ocasionando a
contração do músculo.
- interdigitações – encaixes que aumentam a coesão entre
as células e ampliam a superfície de contato entre elas.
- microvilosidades – dobras da membrana que se projetam
para fora da célula, são ricas em microfilamentos de actina e
miosina, que aumentam a superfície de absorção dos
alimentos. Ocorrem em células do epitélio intestinal e em
algumas células glandulares.
1.2. Funções da membrana
Sua principal função é manter separado o meio
interno do meio externo e controlar a entrada e saída de
substâncias da célula. O transporte de substâncias se dá através
da membrana, que apresenta permeabilidade seletiva, de duas
maneiras: transporte passivo e transporte ativo.
Transporte passivo: ocorre sem gasto de energia, inclui
difusão, difusão facilitada e osmose;
Transporte ativo: ocorre com gasto de energia, inclui as
bombas de sódio e potássio.
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endocitose: processo que permite a ingestão de substâncias
grandes demais para atravessar a membrana, inclui fagocitose
e pinocitose.
exocitose: processo que permite a eliminação de metabólitos
resultantes da digestão.
As concentrações de substancias dentro das células
interfere no funcionamento da membrana, células que recebem
muita água tornam-se túrgidas (as animais podem explodir), já
se perdem água demais para o meio tornam-se murchas
(plasmolisadas).
2. Citoplasma
É formado por íons e moléculas orgânicas dissolvidas
em água, mergulhadas nele encontramos vária estruturas
celulares (em células eucarióticas). É onde ocorre a maioria
das reações químicas do metabolismo e a síntese de proteínas.
A forma das células é mantida graças a existência de um
citoesqueleto composto basicamente por microtúbulos de
tubulina e microfilamentos de actina, o citoesqueleto também
serve de ancoragem para as estruturas que ficam mergulhadas
no citosol, além de participar dos movimentos celulares
(movimento amebóide, ciclose, deslocamento dos
cromossomos, transporte de organóides, movimento dos cílios
e flagelos, contração muscular).
3. Centríolos, cílios e flagelos
Os centríolos são dois cilindros, formados por novos
grupos de três microtúbulos, localizados no centrossomo
(região mais densa do citoplasma próxima do núcleo). Os
centríolos são capazes de autoduplicação e ajudam na
formação do fuso mitótico e dos cílios e flagelos.
O fuso acromátio é formado é formado por
microtúbulos que começam a se organizar a partir do centro
celular organizador de microtúbulos. Em células vegetais, que
não possuem centríolo, o fuso acromático parte de uma região
onde há uma maior concentração de microtúbulos.
Para a formação de cílios e flagelos é preciso que os
centríolos estejam presentes. Ambos têm a mesma estrutura, o
que os diferencia é o tamanho, já que os cílios são mais curtos
e numerosos. São formados pelo encadeamento de
microtúbulos e proteínas contrácteis (tubulina e dineína), há
sempre nove pares de microtúbulos periféricos e um par
central.
5. Ribossomos
São grãos formados por RNA e proteínas. Nas células
eucarióticas podem aparecer livres no citoplasma ou aderidos à
membrana do retículo endoplasmático granular. São formados
por duas subunidades com tamanho e densidade diferentes. É
nos ribossomos que ocorre a síntese de proteínas a partir de
aminoácidos, essa síntese é controlada por RNA, que é
produzido no núcleo sob o comando do DNA.
DNA – RNA – Proteínas
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6. Retículo Endoplasmático
Rede de canais e vesículas achatadas, formadas a
partir de invaginações da membrana plasmática, bastante
desenvolvida em células glandulares. Existem dois tipos:
Retículo endoplasmático liso: tem aspecto de tubos retorcidos,
não sintetiza proteínas, mas produz lipídios, incluindo os
fosfolipídios de membrana, hormônios sexuais,
corticosteróides etc. No fígado o retículo tem outra função,
adicionar hidroxilas as moléculas de substancias tóxicas,
tornando-as mais solúveis em água para facilitar sua
eliminação na urina. Nos músculos ele é muito desenvolvido e
serve como reservatório de íons cálcio e ATP, necessários a
contração muscular.
Retículo endoplasmático granular: tem aspecto de sacos
achatados, interligados por tubos, apresenta vários ribossomos
aderidos à membrana. Sua função é transportar substâncias
dentro da célula, além de produzir proteínas que podem ou não
ser enviadas para o exterior da célula. É muito desenvolvido
em células secretoras.
7. Complexo de Golgi
Conjunto de sacos e vesículas achatadas, interligadas
e geralmente localizadas entre o núcleo e o retículo
endoplasmático granuloso. Sua função está associada à
secreção de substâncias, ativação e empacotamento de
proteínas vindas do REG. Ele também sintetiza glicídios que
vão participar da formação do glicocálix, da parede celular e
da lamela média, da produção de muco.
8. Lisossomos
São pequenas bolsas citoplasmáticas armazenadoras
de enzimas (hidrolases ácidas) que atuam na digestão
intracelular, cuja superfície interna é revestida por
glicoproteínas que impedem sua digestão pelos ácidos que
contém. Estão relacionados a heterofagia, autofagia e autólise.
9. Peroxissomos
Organelas arredondadas que possuem enzimas para
decompor a água oxigenada, que é bastante tóxica e deve ser
eliminada rapidamente. Também contribuem para a oxidação
dos ácidos graxos, transformando-os em moléculas menores
que são usadas como fonte de energia nas mitocôndrias. Nos
vegetais existem peroxissomos com enzimas que transformam
lipídios, armazenados nas sementes, em carboidratos.
10. Vacúolos
São cavidades do citoplasma que se originam de
invaginações da membrana ou dilatações do retículo. Existem
vacúolos digestivos formados pela junção de lisossomos e
fagossomos. Existem também contrácteis dos protozoários de
água doce, que se contraem eliminando o excesso de água da
célula. Há ainda os vacúolos de suco celular, exclusivos de
células vegetais, são delimitados pelo tonoplasto. Estes
ocupam quase todo o volume celular e armazenam diversas
substâncias (enzimas, pigmentos). Em sementes ele se
fragmenta em pequenos vacúolos, que passam a armazenar
proteínas e constituem os grãos de aleurona.
11. Plastos
Bolsas com membrana dupla, cujo interior é
preenchido por pilhas de vesículas achatadas (tilacóides) e
interligadas por membranas (lamelas), que armazenam
pigmentos fotossintetizantes, característicos dos vegetais. O
cloroplasto e delimitado por um envelope de membrana dupla
e a região entre os tilacóides e o envelope é o estroma, onde há
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ribossomos, DNA e RNA. São classificados de acordo com o
tipo de pigmento que encerram: cloroplastos possuem
clorofila; eritroplastos, pigmentos vermelhos;
xantoplastos,pigmentos amarelos; feoplastos, pigmentos
pardos. Existem ainda os leucoplastos incolores que não fazem
fotossíntese, mas armazenam substâncias como amido e óleo.
12. Mitocôndrias
Organóide celular com forma de grão ou bastonete,
consiste de uma bolsa limitada por duas membranas
semelhantes à plasmática. A membrana interna forma dobras,
as cristas mitocondriais (que aumentam a superfície de
enzimas), entre as quais está a matriz mitocondrial. Na matriz
e na membrana estão as enzimas que atuam na respiração,
DNA, RNA e ribossomos, necessários à síntese das proteínas
respiratórias e à autoduplicação da mitocôndria.
12. Núcleo
Formado pela cromatina (DNA e proteínas), nucléolos
(local de síntese de RNA ribossômico) e
nucleoplasma/cariolinfa, envoltos pela membrana
nuclear/carioteca, cuja parede dupla é cheia de poros que
facilitam as trocas entre o núcleo e citoplasma.
Cromatina
Células na interfase apresentam o DNA disperso no
nucleoplasma, formado a cromatina, que se condensa durante a
divisão celular originando os cromossomos (Fig. 2.21). Cada
cromossomo é formado por uma única molécula de DNA
associada a histonas. Cada cromossomo se duplica produzindo
outro idêntico a ele, e os dois filamentos (cromátides) ficam
unidos pelo centrômero.
Dentro do núcleo há RNA e ribossomos, envolvidos
na síntese protéica e na produção de DNA.
44.. HHIISSTTOOLLOOGGIIAA
Estudo dos tecidos que formam o corpo de organismos
pluricelulares. É dividida em animal e vegetal.
4.1 HISTOLOGIA ANIMAL
1.1. Tecido epitelial
O epitélio é formado por células justapostas com poça
substância intercelular, possui terminações nervosas, não tem
vasos sanguíneos sendo nutrido pelo tecido conjuntivo abaixo
dele. Existem dois tipos de epitélio:
a. epitélio de revestimento – reveste o corpo, forra as
cavidades protegendo o corpo contra atrito, dissecação, além
de promover absorção de alimento e oxigênio. Este epitélio
pode ser classificado de acordo com o número de camadas
celulares que apresenta em simples, estratificado e pseudo-
estratificado; e quanto à forma das células, em pavimentoso,
cubóide e prismático. Há ainda o tecido epitelial de transição,
cujas células mudam de forma de acordo com a necessidade .
1.1.1. Epitélio glandular
As glândulas podem ser unicelulares (caliciformes) ou
multicelulares (maioria). A secreção produzida pode ser
mucosa, serosa ou mista. As glândulas multicelulares se
formam pela proliferação células epiteliais em direção ao
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conjuntivo, que fica logo abaixo. Há três tipos de
multicelulares:
Endócrinas – não possuem ductos; sua secreção, chamada
hormônio, é lançada direto nos vasos sanguíneos ou linfáticos
que envolvem a glândula. Os hormônios agem especificamente
sobre os órgãos determinados. Ex. hipófise, tireóide, testículos
e ovário.
Exócrinas – têm ductos que ligam a parte secretora ao interior
da cavidade dos órgãos.Ex. glândulas sudoríparas e salivares.
Mista – possui uma parte endócrina (que produz insulina e
glucagon, hormônios que atuam diminuindo e aumentando as
taxas de gordura) e outra exócrina (produz o suco pancreático).
A única glândula mista é o pâncreas.
1.2 Tecido Conjuntivo
É bastante disseminado no nosso corpo e tem as mais
variadas funções. Suas células estão imersas na matriz
(substância intercelular), formada por uma parte amorfa e uma
fibrosa. As fibras são de três tipos: colágenas, elásticas e
reticulares.
O tecido conjuntivo tem células de vários tipos:
a. fibroblastos – células alongadas, ramificadas, que produzem
fibras e substância intercelular amorfa. O fibrócito é a célula
inativa, é menor e menos ramificado.
b. macrófagos – células grandes de contorno irregular, com o
núcleo em rim apresentam grande capacidade fagocitária, são
importantes na defesa e combate a corpos estranhos em nosso
corpo. Diferenciam-se a partir de monócitos (leucócito).
1.2.1. Tecido Conjuntivo Frouxo
Preenche os espaços, apóia e nutre os epitélios,
envolve nervos, músculos e vasos, compõe a estrutura de
órgãos e isola infecções localizadas e na cicatrização.
1.2.2. Tecido Conjuntivo Denso
É mais resistente devido ao acúmulo de fibras
colágenas. Está presente em tendões, na derme, no periósteo.
1.2.3. Tecido Adiposo
Rico em células adiposas e co pouca substância
intercelular. Serve como reserva energética e como isolante
térmico. Está envolto por tecido conjuntivo frouxo,
responsável por sua nutrição .
1.2.4. Tecido Conjuntivo Reticular
Rico em fibras reticulares, formando redes onde se
ancoram os reticulócitos. Produz células sanguíneas. É
chamado linfóide quando ocorre nos linfonodos e mielóide
quando na medula óssea vermelha.
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1.2.5. Tecido Conjuntivo Cartilaginoso
Tem consistência firme e é um dos tecidos de
sustentação do corpo, reveste as articulações dos ossos. Ocorre
no nariz, traquéia, brônquios, orelha externa etc. É formado
pela matriz, condroblastos (em atividade) e condrócitos (baixa
atividade). Não possuem vasos sanguíneos, linfáticos nem
nervos. Envolvido pelo pericôndrio (conjuntivo denso).
1.2.6. Tecido Conjuntivo Ósseo
Formado por células (osteoblastos, osteócitos e
osteoclastos) e a matriz óssea (substâncias orgânicas e
inorgânicas). As substâncias inorgânicas conferem rigidez ao
osso e as orgânicas dão-lhe flexibilidade.
Osteoblastos – células jovens, alta atividade metabólica,
produzem a parte orgânica da matriz e incorporam minerais a
ela.
Osteócitos – células adultas, baixa atividade metabólica, atuam
na manutenção dos constituintes químicos da matriz.
Osteoclastos – células grandes, multinucleadas, originadas de
monócitos que deixam os capilares sanguíneos, se fundem e
formam os osteoclastos; reabsorvem a matriz e promovem a
regeneração do osso.
O tecido ósseo esponjoso, formado por filamentos de matriz
óssea que se entrecruzam, cheio de espaços medulares. Já o
tecido ósseo compacto apresenta os canais de Volkman
(percorridos por nervos) e os canais de Havers (percorridos por
vasos). Os ossos apresentam grande sensibilidade, alto
metabolismo e capacidade de regeneração.
Os ossos chatos se formam por ossificação intramembranosa, a
partir de tecido conjuntivo embrionário que acumula depósitos
de sais inorgânicos, mas os outros ossos resultam de
ossificação endocondral a partir de moldes cartilaginosos.
Perto das extremidades dos ossos longos persiste uma região
cartilaginosa, o disco de conjunção, que permite o crescimento
longitudinal do osso. O crescimento em espessura se dá pela
deposição de novas camadas ósseas á superfície do osso.
1.2.7. Tecido Sanguíneo
Composto pelo plasma e elementos figurados do sangue
(hemácias, leucócitos e plaquetas). O plasma é composto por
água, saias minerais e proteínas, entre as quais destacam-se:
- albuminas: mantém a pressão osmótica do sangue e
transportam ácidos graxos e hormônios;
- globulinas: formam anticorpos;
- fibrinogênio: atua na coagulação do sangue;
- lipoproteínas: transportam lipídios e colesterol.
a) Hemácias
As hemácias são responsáveis pelo transporte de
oxigênio e gás carbônico. Para isso tem muita hemoglobina e
uma forma adaptada ao transporte de gases que aumenta sua
superfície de contato tornando sua absorção e eliminação mais
rápidas. É anucleada (mamíferos) e bastante flexível, o que as
torna capazes de realizar diapedese. Elas são constantemente
produzidas na medula óssea, a partir de eritroblastos e têm uma
vida média de quatro meses, depois disso são destruídas no
fígado e no baço e sues componentes são enviados a medula
onde serão reaproveitados.
b) Leucócitos
São células nucleadas com função de defesa do
organismo e destroem células mortas e restos de tecidos. Ver
tabela.
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c) Plaquetas
Pedaços de citoplasma, formados na medula óssea a
partir de megacariócitos que atuam na homeostasia
interrompendo ou prevenindo hemorragias (Fig. 1.14) e
promovem a contração do vaso.
Coagulação sanguínea
O tecido lesado libera tromboplastina tecidual que se
uni aos fatores do plasma para originar o complexo ativador de
protrombina, enzima inativa do plasma que é transformada em
trombina, que por sua vez transforma o fibrinogênio em
fibrina. As moléculas de fibrina se unem formando uma rede
tridimensional que retém as células do sangue, é o coágulo. A
protrombina e o fibrinogênio são produzidos no fígado.
1.3. Tecido Muscular
O tecido muscular é formado por fibras musculares
com forma alongada e ricas em miofibrilas. Existem três tipos
de tecido muscular:
- músculo estriado esquelético: células longas com vários
núcleos periféricos, estrias longitudinais e transversais. São
capazes de contrações voluntárias.
- músculo estriado cardíaco: células com um núcleo central,
alongadas, ramificadas, unidas por discos intercalares, com
estrias longitudinais e transversais irregulares. É responsável
pelas contrações involuntárias do coração.
- músculo liso – células mononucleadas, com estrias
longitudinais. Realizam as contrações involuntárias das
paredes de órgãos ocos.
Contração muscular
A contração do músculo é provocada pela contração
de suas fibras, que se contraem devido ao encurtamento de
centenas de miofibrilas contidas no citoplasma dos miócitos.
As miofibrilas são constituídas por miosina e actina que se
organizam em filamentos alinhados formando faixas claras
(faixas A) e escuras (faixas I) alternadas. As regiões escuras
resultam da superposição de filamentos de miosina e actina,
nas claras, predomina a actina.
Na faixa A existe uma região clara (zona H), e dentro
da faixa I, uma linha bem escura (linha Z), que corresponde à
união entre filamentos de actina. O segmento entre duas linhas
Z consecutivas é um miômero, a unidade contráctil do miócito.
A contração é causada por um deslizamento dos
filamentos de miosina em relação aos de actina, que ocorre
quando se formam ligações químicas entre as moléculas de
miosina e actina. Durante a contração o miômero diminui
devido à aproximação das duas linhas Z e a zona H
desaparece.
1.4. Tecido Nervoso
O sistema nervoso é dividido anatomicamente em
sistema nervoso central (SNC), formado pelo encéfalo e
medula espinhal, e sistema nervoso periférico (SNP), formado
por nervos e gânglios.
O tecido nervoso é formado por células especializadas
na transmissão de impulso nervoso chamadas neurônios e
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células da glia ou neuróglia, que nutrem e dão suporte aos
neurônios, além de fagocitar resíduos e isolar eletricamente o
axônio.
Neurônios
São células grandes com duas regiões distintas, um
corpo celular cheio de citoplasma onde está o núcleo e do onde
partem dois tipos de prolongamentos: os axônios (longos ou
curtos e bem ramificados) e os dendritos (único e longo, com a
porção final ramificada). Dependendo do número de
prolongamentos o neurônio é classificado em três tipos:
- multipolares – com vários dendritos e um axônio, são os mais
comuns;
- bipolares – com um neurônio e um axônio;
- unipolares – um prolongamento que se bifurca em um
dendrito e um axônio.
O axônio é especializado na transmissão de impulso
nervoso do corpo celular de um neurônio para outro ou para
outros tipos celulares. A disposição dos corpos celulares e
axônios nos órgãos do sistema nervoso central origina regiões
com cores diferentes, uma substância cinzenta onde estão os
corpos celulares e uma substância branca onde estão os
axônios. No encéfalo a substância cinzenta é periférica e a
branca é interna; na medula ocorre o inverso.
Células da glia
Relacionam-se com a sustentação e nutrição do
neurônio, com a produção de mielina e com a fagocitose, estão
presentes na substância branca e na cinzenta. Existem três
tipos: astrócitos (protoplasmático ou fibroso), oligodedrócitos
e micróglia.
Impulso Nervoso
Quando a membrana do neurônio é atingida por um
estímulo (químico, elétrico ou mecânico) de intensidade
mínima, os canais de sódio se abrem, a membrana torna-se
permeável e os íons sódio entram na célula, por difusão mais
rápido, do que saem. Essa reação causa uma inversão da carga
elétrica na membrana, que se torna negativa por fora e positiva
por dentro (potencial de ação). O potencial de ação se propaga
por todo o neurônio, no que chamamos impulso nervoso.
Após a entrada de sódio na célula os canais de sódio
se fecham e os de potássio se abrem para a saída deste. A saída
de potássio restabelece a polaridade e o potencial da
membrana. Essa repolarização torna o neurônio apto a
transmitir novos impulsos.
Nos neurônios com células de Schwann e bainha de
mielina a transmissão é muito mais rápida porque a mielina é
isolante elétrico, portanto as trocas de carga só ocorrem nos
espaços entre as células de Schwann, chamados nódulos de
Ranvier, essa é a chamada condução saltatória.
4.2 HISTOLOGIA VEGETAL
Os tecidos vegetais podem ser divididos em
meristemas (ou tecidos embrionários) e tecidos diferenciados.
Os tecidos diferenciados podem ser de revestimento, de
sustentação, de assimilação e reserva, de condução e secreção.
Todos esses tecidos estão de alguma forma relacionados com a
nutrição autotrófica.
2.1. Meristemas
São tecidos formados por células simples
indiferenciadas, que se encontram em constante divisão,
promovendo o crescimento da planta e a formação dos outros
tecidos. Há dois tipos de meristemas:
- meristema primário: os meristemas primários são a
protoderme, que origina a epiderme, o meristema fundamental,
que origina os tecidos fundamentais – parênquimas,
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colênquima e esclerênquima- e o procâmbio, que origina o
sistema vascular (xilema/lenho e floema/líber). É responsável
pelo crescimento em comprimento. Há meristema primário na
ponta do caule e da raiz. O meristema radicular é protegido
contra o atrito e os microorganismos do solo pela caliptra ou
coifa, cujas células se desgastam e são repostas
constantemente.
Meristema secundário: formado por células adultas que passam
por um processo de desdiferenciação, readiquirindo a
capacidade de se dividir. É responsável pelo crescimento em
espessura de angiospermas e gimnospermas. Forma-se nas
regiões laterais do caule e da raiz. Sua parte externa é o
felogênio e a parte interna é o câmbio. O câmbio produz
xilema e floema, e o felogênio produz feloderma (células de
preenchimento e reserva) súber (células de proteção).
2.2. Tecidos de proteção e reserva
Epiderme
É uniestratificada, com células justapostas, achatadas, sem
clorofila e com um grande vacúolo. Podem ser
impermeabilizadas por ceras ou cutina e apresentam estruturas
especializadas para diferentes funções:
a. estômato – formado por um par de células estomáticas,
clorofiladas que delimitam o ostíolo abertura por onde passa o
ar. Tudo envolto pelas células anexas, de origem epidérmica,
aclorofiladas;
b. tricomas – estruturas especializadas contra a perda excessiva
de água na transpiração, que ocorrem em plantas de clima
quente. Alguns, no entanto produzem secreções oleosas,
digestivas ou urticantes;
c. pêlos – absorvem água e nutrientes do solo (absorventes),
evitar o excesso de transpiração e facilitar a dispersão de
sementes;
d. acúleos – estruturas pontiagudas com função de proteção.
Súber
Tecido protetor que resulta da atividade do felogênio,
aparece nas partes mais antigas da planta, substituindo a
epiderme. É formado por várias camadas de células mortas e
ocas, serve como isolante térmico e protege contra evaporação.
2.3. Tecidos de assimilação e reserva
Parênquimas
Ocorrem entre a epiderme e os tecidos condutores.
São formados por células vivas, com parede celular delgada,
pouco citoplasma e um grande vacúolo. Existem vários tipos,
com diferentes funções:
parênquima clorofiliano: células clorofiladas que realizam
fotossíntese. É encontrado nas partes aéreas da planta. Suas
células se organizam perpendicularmente à superfície
(parênquima paliçádico) ou de forma irregular (parênquima
lacunoso);
parênquima cortical: tecido de preenchimento do córtex;
parênquima medular: tecido de preenchimento da medula;
parênquima aqüífero: tecido de reserva de água, ocorre em
plantas de ambiente seco ou salino;
parênquima aerífero: tecido de reserva de ar, ocorre em plantas
aquáticas. Auxilia na flutuação e respiração;
parênquima amilífero: tecido de reserva com células ricas em
amiloplastos.
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Colênquima
Tecido de sustentação bastante flexível, formado por
células alongadas com paredes espessas e sem lignina. Ocorre
em partes jovens da planta e vegetais herbáceos.
Esclerênquima
Tecido formado por células mortas com paredes
espessadas pelo depósito de lignina. Há células de dois tipos:
as esclereides, células muito duras que servem de sustentação e
proteção para o embrião, e as fibras, células alongadas que
formam um feixe dentro do caule e da raiz, dando sustentação.
2.4. Tecidos vasculares
Xilema ou lenho
Tecido vascular responsável pelo transporte de seiva
bruta da raiz para as folhas. São formados por células mortas,
sem citoplasma e com paredes lignificadas, chamadas
traqueídeos e elementos de vaso.
Floema ou líber
Responsável pelo transporte de seiva elaborada.
Formado por células vivas, anucleadas, ligadas entre si por
paredes perfuradas, formando um tubo. Os orifícios ou crivos
da placa crivada permitem a comunicação dos citoplasmas.
Além dos tubos crivados, existem células parenquimatosas e
fibras de esclerênquima formando o floema.
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