Células

Capitulo 1: Fundamentos da Biologia Celular- Alberts- 2ª edição

Divisão dos organismos em reinos

• Inicialmente divididos em dois grandes reinos:

• Animale Vegetal.

• Depois, três reinos: Protista,Plantae e Animalia.

• Posteriormente, quatro reinos:

Monera, Protista,Plantae ou Metaphytae Animalia ou Metazoa.

Divisão dos organismos em reinos • Hoje: é válido o sistema de classificação que

compreende cinco reinos, proposto por Whittaker (1969):

Monera, Protista, Planta e Animalia e Fungi

A Sistemática

Estudo descritivo de todas as sp vivas e sua classificação dentro de uma hierarquia de grupamentos.

O Conceito de Espécie

Species,do latim = "tipo".

"sp” é um grupo de organismos que se cruzam entre si, sem normalmente cruzar-se com representantes de outros grupos, gerando descendentes férteis."

Nome científico: para quê?

Passer domesticus EUA: english sparrow Inglaterra: house sparrow Espanha: gorrion Portugal: pardal Itália: passera oltramontana Alemanha: houssperling Holanda: Musc Suécia: hussparf

Regras de nomenclatura

Em 1735, o sueco Carl von Linné, botânico publicou:

Systema Naturae= livro com regras para classificar e denominar animais e plantas.

Em 1758 (na 10ª ed.) sugeriu a nomenclatura binomial.

Regras de nomenclatura

• Os nomes devem ser em latim de origem ou, então, latinizados.

• Todo nome científico deve estar destacado no texto.

• Cada organismo deve ser reconhecido por uma designação binomial, sendo o primeiro termo para designar o seu gênero e o segundo, a sua espécie.

• O gênero deve ser um substantivo simples ou composto, escrito com inicial maiúscula.

• O nome relativo à espécie deve ser um adjetivo escrito com inicial minúscula, salvo raríssimas exceções.

Os organismos pertencentes a uma espécie devem apresentar :

• semelhanças estruturais e funcionais;

• similaridades bioquímicas e mesmo cariótipo,

• capacidade de reprodução entre si.

O que é uma célula?

Todos os seres vivos são constituídos de células.

Os mais simples: unicelulares

Os mais complexos: têm “comunidades de células”

Pequenas unidades envolvidas por membranas e preenchidas por uma solução aquosa contendo agentes químicos, dotadas da capacidade de criar cópias de si mesma pelo crescimento e

divisão.

Os seres vivos são um sistema químico!

Fundamentam-se em: • compostos de carbono, ou seja, na química orgânica. • Dependem de reações químicas que ocorrem em soluções

aquosas, numa estreita faixa de temperatura;

• Muito + complexo que qualquer outro sistema químico;

• É dominado por moléculas poliméricas (macromoléculas) com propriedades específicas.

• (DNA-RNA, Proteínas, Carboidratos)

As moléculas das células

% do peso total

celular

No de tipos de

cada molécula

Água 70 1

Íons inorgânicos 1 20

Açúcares e seus precursores 1 250

Aminoácidos e precursores 0,4 100

Nucleotídeos e precursores 0,4 100

Ácidos graxos e precursores 1 50

Outras moléculas pequenas 0,2 ~300

Macromoléculas 26 ~3000

Composição química aproximada de uma célula bacteriana

Como as células podem ser vistas?

Normalmente são pequenas, microscópicas.

Século XVII, Robert Hooke vê as células pela 1a vez.

Células de cortiça observadas por Hooke

Microscópio de Hooke, 1665.

Observações de Leeuwenhoek

Com uma lupa, Leeuwenhoek, contemporâneo de Hooke, descobriu um mundo de organismos microscópicos, chegando a observar os organismos unicelulares (protozoários), os espermatozóides e inclusive algumas bactérias.

Tamanhos relativos das células e seus componentes

Microscópio óptico (luminoso)

Microscópio eletrônico

0,2nm

200nm

Raios-X

A biologia celular

• O microscópio óptico tornou-se popular somente no século XIX.

Duas publicações marcam o início da Biologia Celular:

• Matthias Schleiden (1838, Botânico)

• Theodor Schwann (1839, Zoólogo)

Mostram, juntamente com outros microscopistas, que as células eram as unidades fundamentais dos tecidos vivos.

Óvulo humano (~200m) e espermatozóides: a partir dessa união serão originados os 10 trilhões de células do corpo humano.

Todas as células são procarióticas ou eucarióticas

Cél. procariótica (E. coli) Cél. eucariótica (plasmócito)

nucleóide

nucleóide Membrana interna (plasmática)

Membrana externa

Membrana externa

Membrana interna

Parede celular

periplasma

Núcleo

Complexo de Golgi

Lisossomo

Mitocôndria

Retículo endoplasmático

Complexo de Golgi

Membrana plasmática

Membrana nuclear

Mitocôndria

peroxissomo

Lisossomo

Vesícula secretora

Retículo endoplasmático

rugoso

Os procariotos podem ser divididos em dois tipos distintos

Plantas

Fungos

Animais

Ciliados

Termotoga

Bactéria verde sulfurosa

Eucariotos

Arquebactérias Eubactérias

Fungo aquático Diplomonadas

Progenitor comum presumido para todos os organismos existentes na atualidade

Progenitor comum presumido para aquebactérias e eucariotos

LUCA

LECA

Virus

Podem ser descritos como seres vivos?

A célula eucariótica

• Mantêm seu DNA em um compartimento interno separado (Núcleo)

• Tipicamente são 10X maiores que as células procarióticas

• Possui elaborado sistema interno de membranas (organelas)

Núcleo

• O núcleo:

Normalmente é a organela mais proeminente;

Incluso em duas membranas concêntricas (envelope nuclear)

Contém moléculas de DNA (cromossomos)

Mitocôndrias

• Tamanho de 1 a muitos m, em forma de “salsicha” vermiforme.

• Envolvida por duas membranas, com a interna projetando invaginações p/ interior (cristas).

• Contém DNA próprio e se reproduz por simples divisão;

• Gera energia química (ATP) pela oxidação de moléculas presentes nos alimentos = respiração celular

membrana interna

Espaço intermembranas

Grânulos Matriz da matriz

membrana externa crista

Mitocôndria: origem

Primeiras células eucarióticas

Células ancestral eucariótica

núcleo

Membranas internas

bactéria

Cloroplastos

• Encontrados apenas em células de plantas e algas;

• Estrutura mais complexa que das mitocôndrias: além das duas membranas circundantes, há inúmeras membranas internas contendo clorofila;

• Realizam a fotossíntese;

• Possuem seu próprio DNA e reproduzem-se por simples divisão.

Cloroplasto: origem

Célula eucariótica primitiva

Bactéria fotossintética

cloroplastos

Célula eucariótica primitiva capaz de

realizar fotossíntese

Outras organelas delimitadas por membranas

Proteína secretada

vesícula secretora

Vesículas de Golgi

Retículo endoplasmático rugoso

• Retículo endoplasmático (RE): local onde os componentes de membrana e material destinado à exportação são “montados”

• Aparelho de Golgi recebe e modifica moléculas provenientes do RE e as redireciona;

• Lisossomos: organelas irregulares envolvidas na digestão intracelular (nutrição, reciclagem, excreção)

• Peroxissomas: vesículas que fornecem o ambiente de contenção p/ o Peróxido de Hidrogênio

O Citosol

• Contém grandes e pequenas moléculas tão comprimidas que se comporta mais como um gel aquoso;

• É o local de muitas reações químicas fundamentais;

• Contém ribossomos: pequenas partículas responsáveis pela síntese de proteínas;

• Contém filamentos longos e delgados de proteínas (citoesqueleto)

• Organização dos componentes celulares

• Interação mecânica com o ambiente

• Movimentos coordenados

Ações dependentes do citoesqueleto

“ossos e músculos” celulares

Citoesqueleto

MT = microtúbulos

IF = filamentos intermediários

AF = filamentos de actina

Componentes do citoesqueleto: filamentos protéicos

Distribuição dos filamentos do citoesqueleto em células eucarióticas epiteliais do intestino

Fracionamento celular

• Diferentes componentes das células podem ser separados através do suas diferente coeficientes de sedimentação

• Isso permite o estudo separado das diferentes organelas e seus componentes

Estudo de biomoléculas

• Em adição ao isolamento de diferentes frações celulares o estudo das funções celulares pode ser feito através do isolamento de diferentes biomoléculas.

• Muitas da biomoléculas são compostas de polímeros que formam macromoléculas

• Esta macromoléculas realizam grande parte dos processos celulares

Células

Organelas Macromoléculas