biologia celular

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 TRANSMISSÃOCatapora (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

vírusGripe Ar contaminado pelo Myxovirus influenzaeHepatite Contato pessoal, oral-fecal, transfusão

sanguíneaHerpes Contato íntimo com a superfície mucosaPapiloma Ato sexualPoliomielite Secreções faríngeas de doentesRaiva Saliva de animais doentesResfriado Ar contaminado pelo parainfluenza ou

rinovírusRubéola Gotas muco ou saliva, secreções do nariz

Sarampo Gotas muco ou saliva, secreções do nariz

Fim!