Aula sobre Estrutura, função e evolução das células

1. UNIVERSIDADE ESTADUAL DO MARANHÃO
CENTRO DE ESTUDOS SUPERIORES DE IMPERATRIZ
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E BIOLOGIA
DISCIPLINA DE BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR
Imperatriz
2016
ESTRUTURA, FUNÇÃO E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS
Profª. Ivone Pereira

2. Roteiro
1. Vírus são parasitos intracelulares obrigatórios
2. Há apenas dois tipos básicos de células: procariontes e eucariontes
3. Células procariontes são “pobres” em membranas
4. Células eucariontes são compartimentadas
5. Citoplasma
6. Membrana plasmática
7. Mitocôndrias
8. Retículo Endoplasmático
9. Endossomos
10. Aparelho de Golgi
11. Lisossomos
12. Peroxissomos
13. Citoesqueleto
14. Núcleo
15. Origem e evolução das células
2

3. Visão panorâmica sobre a Estrutura, as Funções e a Evolução das Células
 Unidade que constitui os seres vivos
 Seres unicelulares
 Seres pluricelulares
Fig. 01: Seres unicelulares e Seres pluricelulares
Fonte: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/libros/texto/cn5/u02t02.html
3
INTRODUÇÃO

4. 1 Vírus são parasitos intracelulares obrigatórios
4
 Parasitos moleculares;
 Vírus animais e vírus vegetais;
 Bacteriófagos.
Fig. 02: Bacteriófago
Fonte: ttps://lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Bacteri%C3%B3fago+Mu&lang=3
 Não são capazes de se multiplicar;
 Só se reproduzem através de uma célula hospedeira;
 utiliza enzimas para a síntese de macromoléculas que vão formar
novos vírus

5. 2 Tipos básicos de células: procariontes e eucariontes
5Fig. 03: A – Célula eucariótica B – Célula procariótica
Fonte: http://desconversa.com.br/resumo/o-que-sao-tipos-celulares/
Existem duas classes de células: as PROCARIONTES (bactérias e
cianobactérias);
As células EUCARIONTES, presentes em todos os outros seres
vivos, incluindo algas, fungos , protozoários, plantas e animais.

6.  Possuem organização simples;
 A única membrana presente é membrana plasmática
 Nucleóide (cromossomos);
 Polirribossomos;
 Mesossomos (invaginações da membrana plasmática);
 Parece extracelular – peptoglicano
 CITOPLASMA – não se apresenta subdividido em
compartimento.
6
3 Células procariontes: “pobres” em membranas
Fig. 04: Célula procariótica (bactéria
Escherichia coli).
Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO,
2013. p. 04

7.  Mais complexas;
 Duas partes morfologicamente distintas: citoplasma e núcleo;
 Riqueza em membranas - compartimentos;
7
4 As células eucariontes são compartimentadas
Fig. 05: Célula Representação tridimensional da
célula eucariótica (célula do fígado)
Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2013. p. 04
 Separam diversos processos
metabólicos
 Possuem o núcleo
organizado.

8. O citoplasma é constituído pela matriz, organelas e depósitos
diversos
 Contém as organelas: mitocôndrias, retículo endoplasmático,
aparelho de Golgi, lisossomos e peroxissomos (todos envoltos
por membranas);
 Grânulos de glicogênio e gotículas lipídicas;
 Espaço entre organelas e depósitos
 Matriz citoplasmática: contém água, íons, aa, precursores
de ácidos nucleicos, numerosas enzimas;
 Possuem microfibrilas (actina) e microtúbulos (tubulina) –
polimerizar e despolimerizar.
 Modificações de sol para gel 8
5 Citoplasma

9.  Parte mais externa da célula – mantém constante o meio intracelular;
 Bicamada lipídica FOSFOLIPÍDIOS + Moléculas protéicas;
 Glicolipídios, glicoproteínas e proteoglicanas;
 GLICOCÁLICE (projeção da parte mais externa da membrana).
9
6 Membrana Plasmática
Fig. 06: Representação tridimensional da membrana plasmática .
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Membrana_plasm%C3%A1tica

10.  Corpúsculos esféricos ou alongados;
 Principal função: liberar energia gradualmente das moléculas
de ácidos graxos e glicose;
 Calor e moléculas de ATP
Movimentação
Secreção
Divisão mitótica
10
7 Mitocôndrias

11. 11
7 Mitocôndrias
Fig. 07: Representação de uma mitocôndria.
Fonte: http://www.dacelulaaosistema.uff.br/?p=431
Fig. 08: Eletromicrografia de parte do citoplasma de
uma célula do tecido conjuntivo (plasmócito)
Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2013. p. 06

12.  Formado por um sistema de membranas tubulares
intracelulares, dividido em :
R E Liso (agranular)
 Transporte e armazenamento de substâncias;
 Síntese de lipídios e hormônios;
 Desintoxicação;
Ex.: Células que secretam hormônios esteróides e células
hepáticas.
12
8 Retículo Endoplasmático

13. RE rugoso (granular/ergastoplasma)
 Síntese de proteínas;
13
8 Retículo Endoplasmático
 Ribossomos: subunidades diferentes;
 Constituídas de RNA
Fig. 09: Representação do Retículo Endoplasmático
Fonte: https://biologiaestudo.wordpress.com/2014/08/29/reticulo-endoplasmatico

14.  Compartimento que recebe material da pinocitose (vesículas);
 Periferia do citoplasma até proximidades do núcleo;
 Vesículas e túbulos;
 Função: separação e endereçamento do material que penetra
na célula;
Citosol
lisossomos
Superfície
celular
14
9 Endossomos

15.  Vesículas achatadas e vesículas esférica;
 Localizam-se em posição constante;
 Função primordial é a separação e endereçamento das
moléculas sintetizadas na célula;
Vesículas de
secreção lisossomos
Membrana
celular
15
10 Aparelho de Golgi

16. 16
10 Aparelho de Golgi
Fig. 10: (A) Proteínas produzidas nos ribossomos, lançadas no retículo endoplasmático, são
envolvidas em vesículas transferidas para o complexo de Golgi. (B) Essas proteínas serão
identificadas ou transformadas no Golgi e novamente reunidas em vesículas para atuar
dentro (enzimas dos lisossomos, por exemplo) ou (C) fora da célula (enzimas digestivas).
Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAfTMAG/complexo-golgi

17.  São vesículas de vários tamanhos revestidos por uma
membrana lipoprotéica, dispersas no citoplasma;
 Numerosas enzimas hidrolíticas;
 Função: degradação de materiais advindos do meio
extracelular, assim como a reciclagem de outras organelas
e componentes celulares envelhecidos;
 São responsáveis pela heterofagia, autofagia e autólise
celular (apoptose).
17
11 Lisossomos

18. 18
Fig. 11: Esquema das funções heterofágicas e autofágicas dos lisossomos
Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia/cito21.php
11 Lisossomos

19.  Organelas caracterizadas pela presença de enzimas
oxidativas;
 Transferem átomos de Hidrogênio de diversos
substratos para o oxigênio;
RH2 + O2 R + H2O2
2H2O2 2H2O + O2
 Peróxido de hidrogênio é oxidante enérgico
 Desintoxicação. Ex: metade do etanol consumido por
uma pessoa é oxidado (peroxissomos hepáticos e
renais).
19
12 Peroxissomos
catalase

20. Doenças humanas por defeitos nos peroxissomos
 Adrenoleucodistrofia – deficiência em apenas uma
enzima dos peroxissomos;
 Mutação no cromossomo X;
 Meninos – puberdade;
 Sintomas de deficiências na secreção da glândula
adrenal e disfunções neurológicas.
 Acúmulo nos tecidos de numerosas moléculas de
ácidos graxos saturados de cadeia muito longa.
20
12 Peroxissomos

21.  Estabelece, modifica e mantém a forma da célula;
 É responsável pelos movimentos celulares: contração,
formação de pseudópodos e deslocamento
intracelulares de organelas, cromossomos, vesículas e
grânulos diversos;
 É formado por: microtúbulos, filamentos de actina e
filamentos intermediários.
21
13 Citoesqueleto

22. 22
13 Citoesqueleto
Fig. 12: Composição do citoesqueleto
Fonte: https://br.pinterest.com/pin/404690716492822981/

23.  Forma variável, bem individualizado e separado do restante
da célula por duas membranas;
 Envoltório nuclear – poros que regulam o intenso trânsito de
macromoléculas;
 Síntese de Moléculas de RNA;
 Cromatina: rica em DNA associado a proteínas (histonas);
 Núcleo interfásico e condensação dos cromossomos
 Nucléolo: corpúsculo esférico, rico em RNA e proteínas
básicas.
23
13 Núcleo

24. 24
13 Núcleo
Fig. 12: Representação do Núcleo celular
Fonte: http://www.resumoescolar.com.br/biologia/

25. Antes da EVOLUÇÃO BIOLÓGIA EVOLUÇÃO QUÍMICA que
teve como cenário a Terra primitiva =
um ambiente de há 4 bilhões de anos, com características bem
diferentes da atual Terra.
25
14 Origem e Evolução das células
VAPOR D'ÁGUA - METANO - AMÔNIA –
HIDROGÊNIO, SULFETO DE
HIDROGÊNIO e GÁS CARBÔNICO
“Oceanos e lagoas”
CALDO PRIMORDIAL
Solução de gases

26. AMINOÁCIDOS, NUCLEOTÍDEOS, AÇUCARES e BASES
NITROGENADAS
VAPOR D'ÁGUA - METANO - AMÔNIA – HIDROGÊNIO, SULFETO DE
HIDROGÊNIO e GÁS CARBÔNICO
Macromoléculas
UV
CALOR
DESCARGAS
ELETRICAS
TEMPESTADES
Moléculas dissolvidas combinaram-se quimicamente
Compostos de carbono
26
14 Origem e Evolução das células

27. Nas condições terrestres atuais só se formam pela ação das
células ou por síntese nos laboratórios químicos;
Síntese prebiótica (demonstrado experimentalmente);
Caldo primordial – polímeros de aminoácidos e de
nucleotídeos Proteínas e ácidos nucléicos;
Ácidos nucléicos Autoduplicação
Evolução RNA
Atividade enzimática27
14 Origem e Evolução das células

28. Stanley Miller realizou em 1953 experimentos que corroboraram essa
possibilidade
Produzindo descargas elétricas em um recipiente fechado, contendo vapor de água,
Hidrogênio, Metano e amônia, descobriu que se formavam aa, tais como alanina,
glicina, e ácidos aspárticos e glutâmicos.
Estudos posteriores, simulando as condições prebióticas, permitiram a produção de
17 aa (dos 20 presentes nas proteínas).
Também foram produzidos açúcares, ácidos graxos e as bases nitrogenadas.28

29. RNA DNA
Polimerização de nucleotídeos sobre um Molde de RNA
As primeiras células
Primeiras moléculas de RNA com capacidade de se
multiplicar e de evoluir
Formação de moléculas de fosfolipídeos
29
Sistema isolado
14 Origem e Evolução das células

30. Difícil sustentar o processo evolutivo das células primitivas, se
elas tivessem permanecido dependentes das moléculas
energéticas formadas por síntese prebiótica.
A PRIMEIRA CÉLULA:
# AQUÁTICA;
# PROCARIÓTICA;
# ANAERÓBICA;
# HETERÓTROFICA;
Processo evolutivo teria sido interrompido pelo esgotamento dos
compostos de carbono formados pelo processo prebiótico
30
14 Origem e Evolução das células

31. Capazes de sintetizar moléculas complexas a partir de
substâncias muito simples e da energia solar
A manutenção de vida
na Terra dependeu do
surgimento de células
autotróficas
CÉLULAS PROCARIONTES
Sistema capaz de utilizar a energia do Sol e
armazená-la em ligações químicas, sintetizando
alimentos e liberando Oxigênio
31
14 Origem e Evolução das células

32. Algas azuis ou cianofíceas
Acúmulo de oxigênio na atmosfera
OZÔNIO
FOTOSSÍNTESE
Aparecimento da clorofila
Radiação UV
14 Origem e Evolução das células

33. Surgimento de células aeróbicas e de
uma coberturaprotetora de ozônio na
atmosfera.
Aparecimento de células aeróbias
Bactérias anaróbias – restritas a ambientes onde não existe oxigênio
Células procariontes autotróficas
33
14 Origem e Evolução das células

34. Aparecimento de células eucariontes
34
Fig. 13: A ilustração mostra como, provavelmente apareceram os compartimentos
intracelulares, por invaginações da membrana plasmática. Essa hipótese é apoiada pela
observação de que as membranas intracelulares têm constituição molecular muito
semelhante à da membrana plasmática.
Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2013. p. 12

35. Aparecimento de células eucariontes
35
 Interiorização da membrana – formou diversos
compartimentos;
 Retículo endoplasmático, endossomos, lisossomos e aparellho
de Golgi;
 Separação molecular e funcional aumenta a eficiência dos
processos celulares.
14 Origem e Evolução das células

36. 36
 Há evidências sugestivas de que as organelas envolvidas nas
transformações energéticas
CLOROPLASTOS E MITOCÔNDRIAS
 Bactérias que foram fagocitadas e escaparam dos mecanismos
de digestão intracecular
ENDOSSIMBIONTES
14 Origem e Evolução das células

37. 37
 Principais evidências:
 Mitocôndrias e cloroplastos contêm um genoma de DNA
circular, como as bactérias;
 Essas organelas têm duas membranas, sendo a interna
semelhante, em sua composição, às membranas bacterianas,
enquanto a externa, que seria a parede do vacúolo fagocitário,
assemelha-se à membrana das células eucariontes
hospedeiras.
14 Origem e Evolução das células

38. 38
14 Origem e Evolução das células
Fig. 14: Desenho esquemático que
mostra a teoria da origem bacteriana
das mitocôndrias, por
endossimbiose. Células eucariontes
anaeróbias, primitivas, teriam
fagocitado bactérias aeróbias, as
quais, de algum modo, escaparam à
digestão intracelular e estabeleceram
inter-relações mutuamente úteis
com as células hospedeiras, que
assim se tornaram aeróbias. Ao
mesmo tempo, as bactérias, entre
outras vantagens, receberam
proteção e alimentação em sua nova
localização no citoplasma da célula
hospedeira.
Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO,
2013. p. 13

39. 39
14 Origem e Evolução das células
Fig. 15: Esquema da teoria endossimbiótica que deu origem aos cloroplastos
Fonte: http://biogeolearning.com/site/
 Ao longo da evolução, tanto as mitocôndrias como os
cloroplastos foram perdendo seu genoma para o núcleo da
célula hospedeira.

40. Esse sistema possibilitou:
 Maior crescimento celular;
 Maior especialização (divisão de tarefas e eficiência
metabólica);
 Maior proteção do material hereditário;
 Maior diversidade de rotas metabólicas;
 Facilidade no contato e na aglomeração intermolecular

41. OBRIGADA!
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42. • JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
• ROBERTIS de, E.D.P. & ROBERTIS de, E.M.F. Bases da biologia celular e
molecular. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.
• ALBERTS, B. et al., Biologia Molecular da Célula. 5 ed. Artmed, Porto
alegre, 2010.
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