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Semelhante a Célula: estrutura e funções
Semelhante a Célula: estrutura e funções (20)
Célula: estrutura e funções
- 1. Elaborado por: Diogo Costa www.blogdomestrecoy.com
- 2. A célula é a unidade básica de qualquer organismo vivo. Todos os organismos vivos são constituídos por células Organismos multicelulares (ser humano, etc.) Organismos unicelulares (bactérias, leveduras, etc.) São microscópicas (quase todas)
- 3. Níveis de organização biológica
- 4. Há dois “tipos” de células Procarióticas e Eucarióticas Partilham: Características estruturais Vias metabólicas semelhantes Linguagem genética idêntica (o código genético)
- 5. Procariotas Menos complexos que os Eucariotas Não apresentam nenhum organelo Raramente se associam em organismos multicelulares Componentes gerais Parede celular Membrana celular Citoplasma Ribossomas Nucleóide (onde se encontra o DNA)
- 6. Procariotas Dividem-se em dois Domínios da vida Bacteria Archaea
- 7. Eucariotas Domínio da vida Eukarya Inclui os Reinos: Protozoa (protozoários) Chromista (por exemplo o Kelp na figura) Plantae (plantas) Animalia (animais) Fungi (fungos)
- 8. Eucariotas Mais complexos que os Procariotas Apresentam organelos: Núcleo Mitocôndrias Complexo de Golgi Retículos endoplasmáticos Lisossomas Peroxissomas Plástidos (como os cloroplastos) e vacúolos E outros componentes: Ribossomas Membrana celular Citoplasma Parede celular (em alguns casos) Entre outros (cílios, flagelos, etc.)
- 9. Eucariotas – Célula eucariótica animal
- 10. Membrana plasmática Membrana externa semi-permeável Permeável a: Pequenas moléculas (como a água) Gases (como o oxigénio) Impermeável a: Moléculas grandes (como açúcares) Partículas carregadas (como iões) Garante que a composição da célula seja mais ou menos estável
- 11. Membrana plasmática É composta por uma bicamada de fosfolípidos A sua composição específica varia muito de espécie para espécie
- 12. Parede Celular A sua composição depende do organismo de que estamos a falar Plantas - celulose Fungos – quitina Bactérias – peptidoglicano Pode estar envolvida nas resistências a muitos antibióticos
- 13. Genoma “Projeto” que contem a informação sobre tudo o que a célula precisa (é o conjunto dos genes) É replicado e passado de geração em geração Constituído por ácido desoxirribonucleico (o famoso DNA) Sequencia de quatro moléculas: os nucleótidos (A, C, T e G na figura)
- 14. Genoma Procariotas Uma só molécula circular, o cromossoma bacteriano - região central da célula, o nucleóide Eucariotas Muitas moléculas chamadas cromossomas - protegidas pelo núcleo
- 15. Ribossomas Complexos proteicos essenciais à interpretação dos genoma Descodificam as sequencias de nucleótidos e transformam-nas em proteínas (explicados num artigo em maior detalhe)
- 16. Organelos São estruturas celulares delimitadas por uma membrana, constituindo outro compartimento dentro das células Só estão presentes nos Eucariotas
- 17. Reticulos endoplasmáticos Basicamente são fábricas de membranas Produzem proteínas e lípidos membranares
- 18. Aparelho de Golgi Modifica, empacota e distribui as proteínas para diferentes partes da célula Incluindo para o exterior da mesma (ocorre dentro de pequenas bolsas de membrana)
- 19. Mitocôndrias e cloroplastos São, basicamente, as fábricas de energia das células eucarióticas Os cloroplastos permitem a produção de energia através da luz solar (só estão presentes em plantas, o processo chama-se fotossíntese) As mitocôndrias permitem a produção de energia através do oxigénio (respiração aeróbia)
- 20. Lisossomas, peroxissomas e vacúolos Vesículas membranares responsáveis por diversas reações químicas ou armazenamento Lisossomas – “organelos digestivos” Peroxissomas - reações de oxidização, produzindo peroxido de hidrogénio, e síntese de lípidos Vacúolos – armazenam substâncias
- 21. Obrigado pela tua atenção Subscreve ao Blog do Mestre Coy e recebe estas apresentações no teu e-mail, todas as semanas (ou quase). Clica aqui para subscrever.
- 22. Referências Karp, G., Cell and Molecular Biology Concepts and Experiments. 7th ed. 2013, United States of America: John Wiley and Sons. Araújo, J. Células Procarióticas. Biologia I 2002 [cited 2016. Ryan, K. Organization of the Human Body Lecture Notes: Outcomes 1.3 and 1.6. 2015 [cited 2016; Available from: http://slideplayer.com/slide/6374053/. Caldwell, R. Understanding evolution: From procaryotes to eukaryotes. 2008; Available from: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/_0/endosymbiosis_03. Cooper, G.M., The Origin and Evolution of Cells, in The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition. 2000. Taxonomic rank. 2016 [cited 2016; Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/Taxonomic_rank.
- 23. Referências Dendroaspis Polylepis: The Black Mamba - Classification. 2007; Available from: bioweb.uwlax.edu. Gould, S.E., Bacteria with bodies - multicellular prokaryotes, in Lab Rat2011, Scientific American. Shmoop Editorial Team. Prokaryotic Cell Structure And Function. 2008; Available from: http://www.shmoop.com/biology-cells/prokaryotic-cells.html. Yaeger, R.G., Protozoa: Structure, Classification, Growth, and Development, in Medical Microbiology, S. Baron, Editor. 1996: Galveston (TX). Gordon, D., Kingdom Chromista in New Zealand. Water & Atmosphere, 2007. 15(4). Macrocystis Pyrifera Extract. Available from: https://www.truthinaging.com/ingredients/macrocystis-pyrifera-extract.
- 24. Referências Lodish, H., et al., Organelles of the Eukaryotic Cell, in Molecular Cell Biology. Ciliopathy Alliance. Structure and Function of Cilia: What are cilia? 2014 [cited 2016; Available from: http://www.ciliopathyalliance.org/cilia/structure-and- function-of-cilia.html. Biological membrane. 2013; Available from: https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_membrane. Pass My Exam. DNA – DeoxyriboNucleic Acid. Biology 2016; Available from: http://www.passmyexams.co.uk/GCSE/biology/structure-of-dna- molecule.html. Swafford, A.L. Karyotype: Definition, Disorders & Analysis. Available from: http://study.com/academy/lesson/karyotype-definition-disorders- analysis.html. Gonzalez, B. THIS COULD HAPPEN! 2010; Available from: https://oddboxcomics.com/2010/12/27/useful-scientific-discoveries/.
Notas do Editor
- Todos os organismos vivos são constituídos por células, mas há dois tipos de organismos, os multicelulares e os unicelulares. No entanto, a maior parte das células são microscópicas (razão pela qual não vemos as bactérias, nem conseguimos distinguir uma célula de outra no nosso corpo a olho nu), mas há exceções, como a gema de um ovo (que é uma célula gigante) envolta na clara, constituída por uma proteína chamada albumina, que vai alimentar o embrião e proteger a gema.
- Ora, as células, por sua vez, são constituídas por muitas macromoléculas, que são constituídas por moléculas, que são constituídas por átomos, etc. Ou seja, há uma organização de átomos em moléculas, que se podem organizar em macromoléculas, que por sua vez se organizam em células, e por aí fora até termos um organismo. Pegando outra vez no ovo, se ele for fertilizado, vai-se dividir em muitas células (alimentando-se dos nutrientes na gema e na clara), formando tecidos e depois órgãos até a galinha estar completa. Se calhar queres saber como é constituída uma célula mais ao pormenor, mas primeiro tens de compreender que não há apenas um tipo de células…
- Há dois. As células procarióticas (à esquerda) e as células eucarióticas (à direita), que partilham muitas características estruturais, vias metabólicas e LINGUAGEM genética (não necessáriamente genes). Mas também têm muitas diferenças entre si – as células procarióticas geralmente são mais simples e não têm nenhum organelo (“órgãos” da célula, delimitados sempre por uma membrana – nomeadamente as mitocôndrias e o complexo de golgi). Já voltamos às imagens. Primeiro, vamos a o que é uma célula procariótica ou eucariótica.
- Como já disse antes, eles são menos complexos que os Eucariotas, de tal forma que raramente se conseguem organizar em organismos multicelulares (ou seja, não se conseguem organizar numa “colónia” onde cada célula precisa das outras para sobreviver, por serem todas especializadas em determinadas tarefas). Com a exceção dos micoplasmas (um Género específico de bactérias) e as formas L. (determinadas espécies e estirpes de bactérias, denominadas desta forma por terem algumas características em comum), todas as bactérias possuem uma parede celular (uma estrutura rígida que protege a célula), ribossomas, membrana celular, citoplasma e nucleoide, onde está o DNA (não tem núcleo).
- De acordo com a ciência que nomeia e classifica os seres vivos, a taxonomia, os procariotas dividem-se em dois domínios da vida o Archaea e o Bactéria. Procariotas pertencentes as estas classificações diferem em muitas coisas, a mais marcante são os seus ecossistemas ótimos (as archaea podem viver em ambientes extremos, como as nascentes de enxofre, muito quentes e as bactérias estão espalhadas mais ou menos por todo o lado) mas partilham as características gerais dos procariotas.
- Enquanto que os Eucariotas têm o seu próprio domínio da vida, o Eukarya. Este divide-se nos reinos Protozoa (que inclui os protozoários, “animais” unicelulares, na sua maioria), Chromista (organismos fotossintéticos, como o kelp), Plantae, Animalia e Fungi.
- Sendo mais complexos, estes já contêm muito mais componentes (esquema em seguida), como um núcleo para proteger o seu DNA, mitocôndrias para produzir energia utilizando oxigénio (e não só), cloroplastos, etc. Mas, como já disse, também têm muitos componentes em comum com os procariotas, como os ribossomas, o DNA e RNA, em alguns casos, parede celular (as células de plantas e dos fungos tipicamente têm parede celular, se bem que a sua constituição de base é diferente), cílios, flagelos entre outros.
- Aqui têm um exemplo de uma célula eucariótica animal, com todas as suas estruturas complexas. Podes ver os retículos endoplasmáticos, o complexo de golgi e os lisossomas. Como há organismos em todos os ambientes do planeta (ou quase), recorrendo às mais variadas estratégias de sobrevivência, vou falar destes componentes de um modo geral, que se possa aplicar à maior parte dos organismos.
- Uma das estruturas mais importantes para a célula manter a sua integridade é a membrana plasmática. Ela contém todos os componentes da célula, e recebe sinais externos (abundância de nutrientes, “invasores”, sinais de outras células, e não só) e mantém a sua de modo a que ela funcione corretamente. O que quero dizer com manter a sua composição? Deixa passar moléculas pequenas, como a água e o oxigénio, mas não deixa passar moléculas grandes e partículas carregadas, que podem interferir com o funcionamento normal da célula. Mas estas moléculas grandes e os iões, às vezes são necessários para a célula, pelo que ela está “salpicada” de proteínas que selecionam o que entra ou não na célula, como podes ver no próximo slide.
- Tenho estado aqui a falar do que ela faz, mas ainda não disse o que ela é. É composta por uma camada dupla (a chamada bicamada) de fosfolípidos, que têm uma parte hidrofóbica (“foge” da água) que se orienta para a parte central (parte hidrofóbica junta com parte hidrofóbica, os “fios” que saem das “bolas” na imagem) e uma parte hidrofílica (“gosta” da água), que se orienta para fora e para dentro da célula. Estas moléculas ficam juntinhas, impedindo a passagem de outras moléculas grandes. Junto com a bicamada lipídica, a membrana normalmente está polvilhada de proteínas, como disse à pouco, que efetuam as mais variadas funções e variam muito de espécie para espécie e, às vezes, dentro de um próprio indivíduo, dependendo da sua função. Muitas vezes pode também estar coberta da parede celular,
- que forma mais uma camada protetora das células que a têm, mais rígida que a membrana celular. Tal como a membrana celular, a sua composição depende do organismo de que estamos a falar. Nas plantas é maioritariamente celulose, nos fungos quitina e nas bactérias peptidoglicano . Nas bactérias está envolvida na resistência a muitos antibióticos impedindo a sua entrada na célula, por exemplo. No entanto, muitos deles têm como alvo mecanismos de produção da própria parede que vão sendo alterados à medida que o antibiótico as afecta. Ou seja, morrem todas as bactérias que têm o mecanismo cujo antibiótico afeta, sobrevivendo as resistentes, que têm uma via alternativa ou um mecanismo de defesa.
- O genoma é o projeto que a célula usa para produzir todas as proteínas que precisa, que vão efetuar quase todas as funções da célula. É constituído por DNA e é passado de geração em geração, de modo a que a próxima geração tenha informação semelhante. Como apenas os indivíduos que sobrevivem ao ambiente em que estão é que se reproduzem, as características que permitem que isto aconteça são passadas para os filhos destes indivíduos, permitindo-os viver nessas condições.
- Os procariotas têm a sua informação guardada numa única (normalmente) molécula circular – o cromossoma bacteriano, que se encontra na zona central da célula, o nucleoide, enquanto que os eucariotas têm várias destas moléculas, organizadas em cromossomas (não circulares), podem-se ver na imagem os do Homem, protegidos pelo núcleo, uma membrana especializada seletiva que mantém a composição do núcleo e impede a degradação do DNA.
- Bem, se o DNA é apenas um “repositório” de informação, como é que ele dá em proteínas? É transformado em RNA, que depois é descodificado pelas estruturas proteicas chamadas Ribossomas, na imagem juntamente com o RNA que está a ser traduzido. Têm proteínas e RNA, que formam uma maquinaria complexa para interpretar os genes. Vê o artigo no link do slide para mais detalhes sobre a interpretação dos genes.
- Vamos começar pelos Retículos endoplasmáticos
- Estes organelos são basicamente fábricas de membranas, o que os torna responsáveis pela produção de todas as proteínas que vão para a membrana celular, envolvendo-as numa “bolha” de membrana, que depois vão para o aparelho de golgi e são exportadas para a superfície da célula.
- Mitocôndria à esquerda e cloroplastos dentro das células à direita (bolinhas pequenas). Estes organelos, que se pensa que tenham origem em organismos procarióticos, são necessários para as células eucarióticas produzirem energia suficiente para funcionar, mas a célula pode produzir energia de outras formas menos eficientes (a respiração anaeróbia). Quando tens dores musculares depois do exercício, normalmente é porque esses músculos não estavam suficientemente oxigenados e necessitaram de produzir energia pela fermentação láctica, produzindo ácido láctico que é nocivo para as células, dando dores.
- Por fim, os lisossomas e peroxissomas são vesículas cheias de proteínas responsáveis por diversas reacções químicas. Nos lisossomas estas reações são de digestão, degradando o que está lá dentro em “peças” mais pequenas que a célula pode utilizar. Os peroxissomas foram identificados como sendo responsáveis por reações de oxidação produzindo peroxido de hidrogénio (água oxigenada). Isto foi feito com a reação da peroxidase, que na presença de peroxido de hidrogénio, faz bolhas. Hoje em dia sabemos que estão também envolvidos na síntese de lípidos que a célula precisa para as suas membranas e para o seu metabolismo.