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Page 1: Introducao Citologia

Introdução à Citologia

Page 2: Introducao Citologia

Introdução

A invenção do microscópio, no final do século XVI,

revolucionou as ciências biológicas. Esse instrumento

permitiu descobrir que os seres vivos, apesar de tão

distintos quando observados a olho nu, têm em

comum o fato de serem formados por células.

O aperfeiçoamento dos microscópios vem

possibilitando aos cientistas conhecer detalhadamente

a estrutura interna das células vivas, e esse

conhecimento tem sido de fundamental importância

para o desenvolvimento de todos os ramos da

Biologia.

Page 3: Introducao Citologia

A Descoberta da Célula

Influenciado pelas investigações de Leeuwenhoek, o

inglês Robert Hooke (1635-1703) construiu um

microscópio dotado de duas lentes ajustadas nas

extremidades de um tubo de metal. Ao contrário dos

microscópios simples de Leeuwenhoek, de uma só lente,

Hooke usou microscópios compostos, dotados de uma

lente ocular, pela qual se olha, e uma lente objetiva, que

vai próxima ao objeto observado.

Em 1665, Hooke observou fatias muito finas de cortiça

(casca de certas árvores) e descobriu que a leveza desse

material se deve ao fato de ele ser formado por grande

número de caixinhas microscópicas vazias. Hooke

chamou cada caixinha oca de cel, palavra inglesa que

significa cela ou cavidade. Daí veio o termo célula,

diminutivo de cela.

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Em 1667, o botânico inglês Nehemiah Grew (1647-1712),

na Inglaterra, e Marcello Malpighi (1628-1694), na Itália,

descobriram que a parte interna e suculenta das plantas

constituía-se de estruturas microscópicas semelhantes

as células que Hooke observara na cortiça. Essas

células, porém, eram cheias de um fluído gelatinoso e

semitransparente, no início denominado protoplasma e,

posteriormente, citoplasma. Malpighi verificou que os

animais também compunham-se de células, porém mais

moles e flexíveis que as das plantas.

A Descoberta da Célula

Page 5: Introducao Citologia

Em 1838, depois de estudar os trabalhos de diversos

pesquisadores, o botânico Mathias Jakob Schleiden

(1804-1881) concluiu que todas as plantas eram

formadas por células.

Um ano depois o zoólogo Theodor Schwann (1810-1882)

chegou à mesma conclusão para os animais: todos se

compunham de células.

Fortalecia-se, assim, a idéia de que a célula era a

unidade de que constituía todos os seres vivos. Essa

generalização atribuída a Schleiden e Schwann, ficou

conhecida como Teoria Celular.

A Teoria Celular

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A formulação da teoria celular teve

importância decisiva para o

desenvolvimento da Biologia,

porque permitiu reconhecer que

seres tão diversos como a ameba

e o ser humano têm grande

semelhança no nível

microscópico. Ambos são

constituídos por células bastante

parecidas, embora a ameba seja

unicelular, isto é, formada por uma

única célula, e uma pessoa seja

multi ou pluricelular, formada por

cerca de 10 quatrilhões de células.

A Teoria Celular

Page 7: Introducao Citologia

Segundo a teoria celular, a célula

é a unidade morfofisiológica dos

seres vivos. Em outras palavras,

ela é o bloco básico estrutural

(ou morfológico) e funcional (ou

fisiológico) de qualquer

organismo.

Assim, a partir do conhecimento

dos processos vitais que

ocorrem em todas as células,

poderemos vir a entender melhor

o funcionamento dos organismos

como um todo.

A Teoria Celular

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Os vírus são os únicos seres que não apresentam

organização celular.

Eles são organismos relativamente simples,

constituídos por uma única molécula de ácido

nucléico (DNA ou RNA) associada a proteínas e,

embora não sejam formados por células, não são

exceções à Teoria Celular, pois necessitam

obrigatoriamente de uma célula viva para se

reproduzir.

Os Vírus

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A Ultra-Estrutura das Células

O microscópio eletrônico revelou que existem dois

tipos fundamentais de células: as procariontes,

presentes em bactérias e cianobactérias (também

chamadas cianofíceas), e as eucariontes,

presentes em todos os outros seres vivos,

incluindo algas, fungos, protozoários, plantas e

animais.

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As Células Procariontes São

Pobres em Membranas

Cápsula

Parede celular

Membrana plasmática

DNA

do nucleóide

Ribossomos

Flagelo bacteriano

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Escherichia coli

(E. coli)

Cianobactéria

Células

Procariontes

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As Células Eucariontes São

Compartimentadas

• Essas células apresentam duas partes

morfologicamente bem distintas – o citoplasma e o

núcleo.

• O citoplasma é envolto pela membrana plasmática, e o

núcleo, pelo envoltório nuclear.

• Uma característica importante das células é sua

riqueza em membranas, formando compartimentos

que separam os diversos processos metabólicos

graças ao direcionamento das moléculas absorvidas e

às diferenças enzimáticas entre as membranas dos

vários compartimentos.

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Flagelo

Citoplasma Retículo endoplasmático rugoso

Ribossomo

Microtúbulos

Lisossomo

Mitocôndria

Complexo

de Golgi

Membrana plasmática

Filamentos

intermediários

Vesícula

Retículo endoplasmático liso

Ribossomo Vesícula

poro nuclear cromatina (DNA)

nucléolo envoltório nuclear

Núcleo Célula Animal

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Cloroplasto

Vacúolo central

RetÍculo endoplasmático rugoso

Ribossomos

Microtúbulos (parte do citoesqueleto)

Parede celular

Mitocôndria

Complexo de Golgi

Membrana plasmática

Filamentos

intermediários

Retículo endoplasmático liso

Ribossomo livre

Vesícula

poro nuclear cromatina

nucléolo

envoltório nuclear

Núcleo

Célula

Vegetal

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Membrana Plasmática

– É a parte mais externa do citoplasma e, portanto, separa-o do

meio extracelular.

– Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura.

– Aparece nas eletrofotomicrografias como duas linhas escuras

separadas por uma linha central clara. Esta estrutura

trilaminar é comum às outras membranas encontradas nas

células, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou

membrana unitária.

Estrutura da Célula Eucarionte

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Caudas

hidrofóbicas

Cabeças hidrofílicas

Cabeças hidrofílicas

Meio extracelular

Citoplasma

Fosfolipídio

Bicamada

lipídica

Membrana Plasmática

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Meio extracelular

citoplasma

filamentos

protéicos

proteína de

reconhecimento receptor protéico proteína

transportadora

sítio ligante

bicamada lipídica

fosfolipídio colesterol

carboidrato

Membrana Plasmática

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Estrutura da Célula Eucarionte

Núcleo

1. Envoltório nuclear (sistema duplo de membranas)

2. Nucléolo: RNA ribossomal + proteínas básicas

3. Cromatina (DNA e proteínas)

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Poros nucleares

Cromatina

Nucléolo

Envoltório

nuclear

Núcleo

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Poros nucleares

Núcleo

Núcleo

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cromossomo

cromatina

Núcleo

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Retículo Endoplasmático – Rede de vesículas achatadas, vesículas esféricas e

túbulos que se intercomunicam.

– Esses elementos possuem uma parede formada por

uma unidade de membrana que delimita cavidades, as

cisternas do retículo endoplasmático.

– Distinguem-se o retículo endoplasmático rugoso, ou

granular, e o liso.

Estrutura da Célula Eucarionte

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0,5 m

Retículo endoplasmático liso

Vesículas

Ribossomos

Retículo endoplasmático rugoso

0,5 m

Retículo Endoplasmático

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R.E.Liso

(REL) ou

Agranular

R.E.Rugoso

(RER), R.E.

Granular,

Ergastoplasma

Funções do R.E.L

Síntese de esteróides como nas células da

glândula adrenal;

Conjugação, oxidação e metilação para

inativar certos hormônios e neutralizar

substâncias nocivas e tóxicas, como nos

hepatócitos;

Síntese de fosfolipídios para todas as

membranas;

Participa da hidrólise do glicogênio,

produzindo glicose para o metabolismo

energético;

Acumula e libera íons cálcio nas células

musculares estriadas.

Retículo Endoplasmático Liso

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A principal função do retículo endoplasmático rugoso é produzir e secretar

proteínas destinadas à exportação, ou para uso intracelular em organelas como os

lisossomos, por exemplo.

Outras funções são a glicosilação inicial das glicoproteínas, síntese de

fosfolipídios, a montagem de moléculas protéicas com múltiplas cadeias

polipeptídicas e a proteólise da seqüência de aminoácidos, que é o sinal para a

introdução das proteínas nas cisternas do retículo endoplasmático.

1 2

3

4 Brotamento de

vesícula de

transporte

Ribossomo

Cadeia

de

açúcar

Glicoproteína

Vesícula transportadora

de (glico-) proteína

R.E. RUGOSO

Polipeptídeo

Retículo Endoplasmático Rugoso

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0.5 m

Ribossomos

Retículo Endoplasmático Rugoso

Retículo Endoplasmático Rugoso

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Vesículas

0.5 m Retículo Endoplasmático Liso

Retículo Endoplasmático Liso

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Ribossomos

a. Associados com o RER.

b. Associados ao RNA mensageiro: polirribossomo.

c. Livres no citoplasma.

Estrutura da Célula Eucarionte

Page 30: Introducao Citologia

Complexo de Golgiense

– É constituído por um número variável de vesículas

circulares achatadas e por vesículas esféricas de diversos

tamanhos.

a. Processamento e transporte de proteínas e lipídios.

b. Síntese e transporte de polissacarídeos.

c. Armazenamento, embalagem e eliminação de secreções.

Estrutura da Célula Eucarionte

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Complexo

de Golgi

Vesículas do RE

Vesículas brotando

Complexo de Golgiense

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Lisossomos

– São vesículas derivadas do complexo de

Golgi, de forma e tamanho variáveis e

contendo diversas enzimas hidrolíticas.

Estrutura da Célula Eucarionte

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R. E.

Rugoso

Vesícula de

transporte (contendo

enzimas hidrolíticas

inativas)

Aparelho

de

Golgi

Membrana

Plasmática

LISOSSOMOS

“Alimento”

Fagocitose

Vacúolo

Digestivo

Digestão

Lisossomo

englobando

organela

envelhecida

Lisossomos

Page 34: Introducao Citologia

São vesículas de membranas lipoprotéicas

cheias de enzimas oxidantes.

Contêm a maior parte da catalase celular,

enzima que converte o peróxido de

hidrogênio (H2O2) em água e oxigênio.

São abundantes em células hepáticas,

fibroblastos, leucócitos e células renais,

sendo responsáveis pela decomposição de

toxinas produzidas pelas células ou

ingeridas.

Enzima

Catalase

2 H2O2

2 H2O

O2

Exemplo de ação de enzimas do Peroxissomo

de 0,5 à 1,2 micrômetros

Estrutura da Célula Eucarionte:

Peroxissomos Animais

Page 35: Introducao Citologia

São peroxissomos encontrados em certos protistas

(Euglena, Tetrahymena) e sementes oleaginosas de

vegetais superiores.

Contêm principalmente as enzimas do ciclo do ácido

glioxílico, que participam da síntese de hidratos de

carbono a partir de triglicerídeos acumulados nas

sementes, ou então de acetato, no caso de protistas.

Os hidratos de carbono são usados como fonte de

energia pela semente durante a germinação e para as

necessidades energéticas usuais dos protistas.

Estrutura da Célula Eucarionte:

Glioxissomos

Page 36: Introducao Citologia

Estrutura da Célula Eucarionte:

Peroxissomos Vegetais

Os peroxissomos das folhas das

plantas participam, junto com os

cloroplastos, da fotorrespiração.

A fotorrespiração é um processo de

oxidação de compostos resultantes

da atividade fotossintética dos

cloroplastos, formando

principalmente hidratos de carbono

como produto final.

Na fotorrespiração há consumo de

oxigênio e produção de gás

carbônico.

Esses peroxissomos possuem, entre

outras enzimas, catalase, enzimas da

-oxidação dos ácidos graxos e

ácido glicólico-oxidase.

Page 37: Introducao Citologia

Células Eucariontes: Organelas

Fontes de energia para as atividades

celulares

Mitocôndrias liberam energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose, provenientes dos alimentos, produzindo calor e, principalmente moléculas de ATP (adenosina-trifosfato).

a. Membranas externa e interna

b. Matriz/cristas

c. DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação)

Page 38: Introducao Citologia

Membrana

Externa

MITOCÔNDRIA

Espaço

Intermembranoso

Membrana

Interna

Cristas

Matriz

Mitocôndria

Page 39: Introducao Citologia

www.bioaula.com.br 5 m

Page 40: Introducao Citologia

Cloroplastos – função: fotossíntese

1) Verde – contém o pigmento clorofila

2) estroma/granum (pilha de tilacóides)

3) DNA e ribossomos próprios (auto-duplicação)

4) Até 100 por célula

Células Eucariontes: Organelas

Fontes de energia para as atividades

celulares

Page 41: Introducao Citologia

Cloroplasto Estroma

Membranas Interna e Externa

Granum

Espaço intermembranoso

Cloroplastos

Tilacóide

Page 42: Introducao Citologia

Cloroplastos isolados de Acetabularia acetabulum

Page 43: Introducao Citologia

Qualquer região do citoplasma envolvida por

membrana lipoprotéica.

Tipos:

a) Vac. digestivos

Ex: fagossomo

pinossomo

vac.residual

vac.autofágico

b) Vac. Vegetais

Armazenam

substâncias e

controlam a

osmose.

c) Vac. de

Reserva nas

células animais

acumula:

- glicogênio

- gordura

d) Vac. Pulsátil

ou Contrátil

Ocorre em

protistas de

água doce e

controla a

osmose.

Células Eucariontes: Vacúolos

Page 44: Introducao Citologia

Células Eucariontes

Citoesqueleto

• Papel mecânico, de suporte, mantendo a forma celular e a

posição de seus componentes.

• Estabelece, modifica e mantém a forma das células.

• É responsável também pelos movimentos celulares como

contração, formação de pseudópodos e deslocamentos

intracelulares de organelas, cromossomos, vesículas e

grânulos diversos.

• Os principais elementos do citoesqueleto são: os

microtúbulos, filamentos de actina e filamentos

intermediários.

Page 45: Introducao Citologia

MICROFILAMENTO FILAMENTO

INTERMEDIÁRIO

MICROTÚBULO

Monômero de

Actina

Subunidade

Fibrosa

Subunidade de

Tubulina

7 nm 10 nm

25 nm

Filamentos do Citoesqueleto

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Page 47: Introducao Citologia

Células Eucariontes

Depósitos citoplasmáticos

• Glicogênio

• Gotículas lipídicas

• Pigmentos (ex: melanina e lipofuscina)

Page 48: Introducao Citologia

Glicogênio

Page 49: Introducao Citologia

Gotículas Lipídicas

Page 50: Introducao Citologia

Melanina

Page 51: Introducao Citologia

Lipofuscina


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