aula 1 conceitos em bio celular

CAPTULO 1
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO

Profa.Ivana BM Cruz, UFSM - 2011

Padro de Organizao dos
Seres Vivos
Auto-criao (autopoise)ReproduoManuteno da constncia do ambiente
interno (homeostase) e do reparo

AUTO-CRIAO

REPRODUO

HOMEOSTASE

MACRO-MOLCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS

Carboidratos

Glicose

UNIDADE

Alimentos
Produo de energia: glicoseArmazenamento de energia:
Glicose- Sangue

Glicognio Msculos

Fgado

Fonte carboidratos (glicose):

-Dieta
Produzida pelo organismo

MACRO-MOLCULAS

Lipdios

Principais molculas

cidos graxos
TriglicerdeosColesterol
Molculas

mais heterogneas

Participam:

- Membrana Plasmtica

- A partir do colesterol so sintetizados

todos os hormnios esterides do corpo

como o estrognio, testosterona, vitamina D,

etc.

MACRO-MOLCULAS

Protenas

Unidade fudamental:

Aminocidos

Cadeia de

aminocidos

Alimentos

Molcula fundamental na estrutura celular do ser vivo

MACRO-MOLCULAS

Protenas

20 AMINOCIDOS

AMINOCIDOS ESSENCIAIS: no sintetizamos

arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina,

lisina, metionina, serina, treonina, triptofano,

histidina e valina

AMINOCIDOS NO-ESSENCIAIS

alanina, asparagina, cistena, glicina,

glutamina, prolina, tirosina, cido asprtico,

cido glutmico

MACRO-MOLCULAS

cidos Nuclecos: DNA & RNAs

ORGANIZAO DOS SERES
VIVOS MULTICELULARES

NVEIS DE ORGNIZAO

DOS SERES VIVOS

CLULAS E TECIDOS

Membrana Celular

Membrana Celular: funes

- Delimitao (isolamento fsico) da clula em relao ao ambiente

que a rodeia;
Regulao das trocas qumicas ou fsicas entre o interior da clula
e o ambiente externos;
Comunicao entre as clulas e o seu meio ambiente;Suporte estrutural para que as clulas formem os tecidos corporais Delimitao de ambientes especficos intracelulares que possuem
funes diferenciadas (organelas).

Membrana Celular

Fonte: Silverthorn, 2002

Membrana Celular

Membrana celular: estrutura

Membrana celular: protenas

Movimento atravs da membrana

Membrana: comunicao clula-clula

Fonte: Silverthorn, 2002
Existem dois tipos de sinais: qumicos ou eltricosExistem trs processos de comunicao:
(1) transferncia citoplasmtica de sinais

qumicos/eltricos via junes comunicantes

(2) comunicao local de substncias que

se difundem atravs do lquido extracelular

(3) comunicao a longa distncia: hormnios

Membrana: comunicao clula-clula

CITOSOL E ORGANELAS

CITOSOL E ORGANELAS

PRINCIPAIS FUNES DO CITOESQUELETO

Determina a forma das clulas

Estabiliza a posio das organelas dentro do

citoplasma

Auxilia no transporte de molculas para dentro

e para fora da clula

Auxilia na manuteno da clula em um local

do tecido

Permite o movimento de algumas clulas atravs

do corpo

CITOSOL E ORGANELAS

MATRIZ EXTRACELULAR

Material sintetizado que e secretado pelas clulas

de um tecido

A quantidade de matriz extracelular

As molculas que compe a matriz extracelular

Serve como sustentao do tecido e

atua na manuteno da homeostase corporal

Altamente variveis e dependente

do tipo de tecido

CICLO CELULAR

SENESCNCIA CELULAR

1

2

3

n

LIMITE DE HAYFLICK

+ 50 DIVISES

CICLO CELULAR

MITOSE

G2

G1

S

n=50

ENVELHECIMENTO CELULAR

G2

G1

MITOSE

S

Modificaes

Estruturais e

funcionais

n ~ 50
Cessa a proliferao Clula cresce

Revisando

Proteo aos genes

que esto nos cromossomos

Telmero possui uma

simples molcula de DNA

Resto do cromossomo

dupla fita

(TTAGGG)n

Estrutura telomrica

Cromossomo

ENCURTAMENTO TELOMRICO

Processos Fundamentais da Diferenciao Celular

Mitose
Diviso Celular

Prfase

Metfase

Anfase

Telfase

Interaes Bioqumicas
Molculas bioqumicas modulam: regulao diferencial dos genes:
Genes funcionam conforme:

- clulas e estgio do desenvolvimento

Como ocorre o

desenvolvimento

corporal e a manuteno

da homeostase se

todas as clulas

contm o mesmo

DNA?

Clula

Ncleo

3TAAGCAATCTCTGGTAAGCTA5

5ATTCGTTAGAGACCATTGGAT3

DOGMA GENE-PROTENA/RNA

Ncleo


DNA

htRNA

5ATTCGTTACCATTGGAT3

Protenas

Clula

Sliplicing

mRNA

ESTRUTURA DO GENE EUCARITICO

ESTRUTURA DO GENE EUCARITICO

Regio

Promotora

Estradiol

Modulao da Expresso

do gene

Testosterona

Inibio/

Estimulao

REGULAO DA EXPRESSO GNICA

Regio

Promotora

Modulao da Expresso

do gene

Inibio/

Estimulao

Resveratrol

DIETA

BENEFCIO A SADE

Regulao Gnica

Muitos processos biolgicos ocorrem em todas

as clulas portanto a sntese de muitas protenas

igual

Algumas PROTENAS so abundantes em tipos

Especializados de clulas apesar dos seus

Genes estarem em TODAS AS CLULAS

Regulao Gnica

Estudos sugerem que uma clula eucaritica

Expressa aproximadamente 10-20 mil genes

dos 30 mil genes que possui.

Regulao Gnica

A expresso de um gene CONTROLADA

DNA

Rna heterogneo

mRNA

Protena

Modificaes ps-sntese

Controle transcricional

Controle splicing

(processamento)

Controle traducional

Controle ps-sntese

Movimento Celular
Para a formao dos tecidos e rgosMuitas clulas precisam se mover dentro do embrioEste processo denomina-se:Movimento Celular ou Migrao CelularMovimento celular gerado por elementos
contrteis do citoesqueleto
Principais protenas associadas ao
movimento celular: integrinas e fibronectinas

Parece que a migrao celular mediada por protenas que so agrupadas

Famlia Abelson de tirosina quinases- Abn Family.

Direo da migrao

Contato focal

Filopdia

Integrinas

Processo pelo qual as clulas ficam aderidas em um determinado local do corpo.Mediado por molculas conhecidas como:CAM= molculas clulas-adesivas(Cell Adhesive Molecules)Ex. Caderinas
Adeso Celular

Adeso Celular

Caderinas conectam uma clula na outra

Auxiliando na adeso a matriz extracelular

Morte Celular Programada-
Apotose
Sucidio de determinadas linhagens
celulares ao longo da embriognese,

ou de algumas clulas ao longo da vida

Morte Celular Programada-
Apotose
Exemplo: formao dos dedos

BIOLOGIA CELULAR E O CNCER

ESCAPE DA SENESCNCIA REPLICATIVA

CELULAR: CNCER

Causado pelo crescimento descontrolado de clulas que tambm

tm a capacidade de invadir outros tecidos e formar tumores

secundrios (metstases)

O CNCER UMA DOENA GENTICA CAUSADO POR ACMULO DE

MUTAES

Ocorrem mutaes no DNA

Ativam genes que estavam silenciados

Proto-oncogenes

Inativam genes que estavam ativos

Genes de supresso tumoral

Clula normal

1a Mutao

2a Mutao

3a Mutao

Clula

Maligna

(Cncer)

PRINCIPAIS ALTERAES MORFO-FUNCIONAIS

DA CLULA CANCEROSA

(1) DIVISO CELULAR

Escape da senescncia

celular

G2

G1

S

Nmero

Indefinido de

Mitoses

MITOSE

NEOPLASIA

IMORTALIZAO

PRINCIPAL CAUSA DA IMORTALIZAO

RE-ATIVAO DA ENZIMA TELOMERASE

OS TELMEROS DA CLULA VOLTAM

A SER PRODUZIDOS

CLULA SE REPLICA INDEFINIDAMENTE

Linhagem celular

Imortal de

Henrietta Lacks

Mulher jovem com cncer cervical

(Adenocarcinoma)

Morreu em 1951

Clulas continuam a ser produzidas

e utilizadas por laboratrios no

mundo todo

CLULAS HeLA

Utilizadas para estudos in vitro

sobre o cncer

Imortalizao

(2) ALTERAES NAS INTERAES BIOQUMICAS

Citoesqueleto desorganizado: perda da forma celular

original

Menor quantidade de organelas

Menor tamanho celular

Perda da funo celular

Ncleo fica proporcionalmente maior em relao

a clula

(2) Exemplo: cncer de colo do tero

tero

Cervix

saudvel

Cervix

com

carcinoma

Esfregao celular

(Exame Papanicolau)

Clula saudvel

(3) MOVIMENTO E ADESO CELULAR


Consequncia principal:

METSTASES

(4) APOPTOSE

Cncer resistncia a apoptose

clulas no desencadeiam a sua morte

Esta alterao est relacionada:

- com o inicio da carcinognese

- com resistncia de clulas cancerosas a

quimioterapia e a radioterapia

Mecanismos de resistncia:

- inibio de protenas pr-apoptticas

Ex. p53

- expresso de protenas pr-oncognicas

Ex. survivinas

CONSIDERAES FINAIS

O padro de auto-organizao dos seres vivos,

em especial dos organismos multicelulares,

Envolve padres cito-morfolgicos e fisiolgicos

Que garantem o seu desenvolvimento, processos

de regenerao/cicatrizao, controle homeosttico

e reproduo. Para tanto existem 05 processos

fundamentais

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS E DE FIGURAS

JUNQUEIRA LC & CARNEIRO J. Histologia Bsica. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2004; 2008

KERR JB. Atlas de Histologia Funcional. Artes Mdicas, Porto Alegre, 2000.

GARTNER Color Atlas Histology. Williams & Wilkins, Baltimore, 1994.

KIERSZENBAUM AL. Histologia e biologia celular: uma introduo a patologia. Elsevier, Rio de Janeiro. 2008.

COCHARD LR. Atlas de embriologia humana de Netter. Artmed, Porto Alegre, 2001.

DOYLE MJ. Embriologia humana, Atheneu, So Paulo, 2005.

MOORE K. Embriologia Clnica, Elsevier, Rio de Janeiro, 2008.

BREW MCC. Histologia geral para a odontologia, Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2003.

ATLAS DE HISTOLOGIA UFRGS - http://www.dominiopublico.gov.br/download/texto/ur000002.pdf

ATLAS DE HISTOLOGIA UERJ - http://www.micron.uerj.br/atlas/index.html

ATLAS DE HISTOLOGIA CLARETIANO - http://www2.claretiano.edu.br/da/biologia/atlas_virtual/atlas_histologia.htm

ATLAS DE HISTOLOGIA UFPEL-http://minerva.ufpel.edu.br/~mgrheing/cd_histologia/index.htm

ATLAS DE EMBRIOLOGIA HUMANA (Ingls) -http://www.embryo.chronolab.com/fertilization.htm

MULTIDIMENSIONAL HUMAN EMBRYO (Ingls) - http://embryo.soad.umich.edu/index.html

ATLAS OF HUMAN BIOLOGY CRONOLAB (Ingls) -Http://www.embryo.chronolab.com/ fertilization.htm

ATLAS DE HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA VIRTUAL UFSM. http://w3.ufsm.br/labhisto/atlas.htm

tomos

Molculas

Clulas

Tecidos

rgos

Sistemas

Corporais

Organismos

Populaes

Ecossistema

de diferentes

Espcies

Biosfera

ECOLOGIA

GEN

TICA

FISIOLOGIA

HISTOLOGIA

ANATOMIA

BIOLOGIA CELULAR

QU

MICA

EMBRIOLOGIA

Forma

o

tomos

Molculas

Clulas

Tecidos

rgos

Sistemas

Corporais

Organismos

Populaes

Ecossistema

de diferentes

Espcies

Biosfera

ECOLOGIA

GEN

TICA

FISIOLOGIA

HISTOLOGIA

ANATOMIA

BIOLOGIA CELULAR

QU

MICA

EMBRIOLOGIA

Forma

o

Regio

Promotora

GENE: DNA

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA

RNA

Heterogneo

Transcrio

Splicing

Processamento

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA



Ncleo


DNA

RNA


Protenas

Clula





Ncleo


DNA

RNA


Protenas

Clula

Ncleo

Citoplasma

AUGUAA

mRNA

Protena

Traduo

Regio

Promotora

GENE: DNA

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA

RNA

Heterogneo

Transcrio

Splicing

Processamento

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA

EXONEXONEXON

INTRONINTRON

AUG UAA



Ncleo


DNA

RNA


Protenas

Clula





Ncleo


DNA

RNA


Protenas

Clula

Ncleo

Citoplasma

AUGUAAAUGUAA

mRNA

Protena

Traduo

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