BIOLOGIA CELULAR

1. CAPÍTULO 1CAPÍTULO 1
FUNDAMENTOS DE BIOLOGIA
CELULAR E DO DESENVOLVIMENTO
Profa.Ivana BM Cruz, UFSM - 2011

2. Padrão de Organização dos
Seres Vivos
• Auto-criação (autopoiése)
• Reprodução
• Manutenção da constância do
ambiente
interno (homeostase) e do reparo

3. AUTO-CRIAÇÃO

4. REPRODUÇÃO

5. HOMEOSTASE

6. MACRO-MOLÉCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Carboidratos
Glicose
UNIDADE
Alimentos
-Produção de energia: glicose
-Armazenamento de energia:
Glicose- Sangue
Glicogênio – Músculos
Fígado
Fonte carboidratos (glicose):
-Dieta
-Produzida pelo organismo

7. MACRO-MOLÉCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Lipídios
Principais moléculasPrincipais moléculas
Ácidos graxos
-Triglicerídeos
-Colesterol
Moléculas
mais heterogêneas
Participam:Participam:
- Membrana Plasmática
- A partir do colesterol são sintetizados
todos os hormônios esteróides do corpo
como o estrogênio, testosterona, vitamina D,
etc.

8. MACRO-MOLÉCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Proteínas
Unidade fudamental:
Aminoácidos
Cadeia de
aminoácidos
Alimentos
Molécula fundamental na estrutura celular do ser vivo

9. MACRO-MOLÉCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Proteínas
20 AMINOÁCIDOS20 AMINOÁCIDOS
AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS: não sintetizamos
arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina,
lisina, metionina, serina, treonina, triptofano,
histidina e valina
AMINOÁCIDOS NÃO-ESSENCIAIS
alanina, asparagina, cisteína, glicina,
glutamina, prolina, tirosina, ácido aspártico,
ácido glutâmico

10. MACRO-MOLÉCULAS
FUNDAMENTAIS DOS SERES VIVOS
Ácidos Nucleícos: DNA & RNAs

11. ORGANIZAÇÃO DOS SERES
VIVOS MULTICELULARES

12. Átomos
Moléculas
Células
Tecidos
Órgãos
Sistemas
Corporais
Organismos
Populações
Ecossistema
de diferentes
Espécies
Biosfera
ECOLOGIA
GENÉTICA
FISIOLOGIA
HISTOLOGIA
ANATOMIA
BIOLOGIA
CELULAR
QUÍMICA
EMBRIOLOGIA
Formação
Átomos
Moléculas
Células
Tecidos
Órgãos
Sistemas
Corporais
Organismos
Populações
Ecossistema
de diferentes
Espécies
Biosfera
ECOLOGIA
GENÉTICA
FISIOLOGIA
HISTOLOGIA
ANATOMIA
BIOLOGIA
CELULAR
QUÍMICA
EMBRIOLOGIA
Formação
NÍVEIS DE ORGNIZAÇÃONÍVEIS DE ORGNIZAÇÃO
DOS SERES VIVOSDOS SERES VIVOS

13. CÉLULAS E TECIDOS

14. Membrana Celular

15. Membrana Celular: funções
- Delimitação (isolamento físico) da célula em relação ao ambiente
que a rodeia;
-Regulação das trocas químicas ou físicas entre o interior da célula
e o ambiente externos;
-Comunicação entre as células e o seu meio ambiente;
-Suporte estrutural para que as células formem os tecidos corporais
-Delimitação de ambientes específicos intracelulares que possuem
funções diferenciadas (organelas).

16. Membrana Celular
Fonte: Silverthorn, 2002

17. Membrana Celular

18. Membrana celular: estrutura

19. Membrana celular: proteínas

20. Membrana celular: proteínas

21. Membrana celular: proteínas

22. Membrana celular: proteínas

23. Membrana celular: proteínas

24. Membrana celular: proteínas

25. Membrana celular: proteínas

26. Membrana celular: proteínas

27. Movimento através da membrana

28. Membrana: comunicação célula-
célula
Fonte: Silverthorn, 2002
-Existem dois tipos de sinais: químicos ou elétricos
-Existem três processos de comunicação:
(1) transferência citoplasmática de sinais
químicos/elétricos via junções comunicantesjunções comunicantes
(2) comunicação local de substâncias que(2) comunicação local de substâncias que
se difundem através do líquido extracelularse difundem através do líquido extracelular
(3) comunicação a longa distância: hormônios(3) comunicação a longa distância: hormônios

29. Membrana: comunicação célula-
célula

30. Membrana: comunicação célula-
célula

31. Membrana: comunicação célula-
célula

32. Membrana: comunicação célula-
célula

33. Membrana: comunicação célula-
célula

34. CITOSOL E ORGANELAS

35. CITOSOL E ORGANELAS
PRINCIPAIS FUNÇÕES DO CITOESQUELETO
Determina a forma das células
Estabiliza a posição das organelas dentro do
citoplasma
Auxilia no transporte de moléculas para dentro
e para fora da célula
Auxilia na manutenção da célula em um local
do tecido
Permite o movimento de algumas células através
do corpo

36. CITOSOL E ORGANELAS

37. CITOSOL E ORGANELAS

38. CITOSOL E ORGANELAS

39. CITOSOL E ORGANELAS

40. CITOSOL E ORGANELAS

41. CITOSOL E ORGANELAS

42. MATRIZ EXTRACELULAR
Material sintetizado que e secretado pelas células
de um tecido
A quantidade de matriz extracelular
As moléculas que compõe a matriz extracelular
Serve como sustentação do tecido e
atua na manutenção da homeostase corporal
Altamente variáveis e dependente
do tipo de tecido

43. CICLO CELULAR

44. SENESCÊNCIA CELULAR1
2
3
n
LIMITE DE HAYFLICK
+ 50 DIVISÕES

45. CICLO CELULAR
MITOSE
G2 G1
S
n=50

46. ENVELHECIMENTO CELULAR
G2 G1
MITOSE
S
Modificações
Estruturais e
funcionais
n ~ 50
-Cessa a proliferação
- Célula cresce

47. Revisando…
Proteção aos genes
que estão nos cromossomos

48. Telômero possui uma
simples molécula de DNA
Resto do cromossomo é
dupla fita
(TTAGGG)n
Estrutura telomérica
Cromossomo

49. ENCURTAMENTO TELOMÉRICO

50. Processos Fundamentais
da Diferenciação Celular

51. • Mitose
Divisão Celular
Prófase
Metáfase
Anáfase
Telófase

52. Interações Bioquímicas
• Moléculas bioquímicas modulam:
• regulação diferencial dos genes:
Genes funcionam conforme:
- células e estágio do desenvolvimento

53. Célula
Núcleo
Como ocorre o
desenvolvimento
corporal e a
manutenção
da homeostase se
todas as células
contém o mesmo
DNA?

54. DOGMA GENE-PROTEÍNA/RNA
3’TAAGCAATCTCTGGTAAGCTA5’
5’ATTCGTTAGAGACCATTGGAT3’
Núcleo
5’ATTCGTTAGAGACCATTGGAT3’
DNA
htRNA
5’ATTCGTTACCATTGGAT3’
Proteínas
Célula
Sliplicing
mRNA

55. ESTRUTURA DO GENE EUCARIÓTICO
Região
Promotora
GENE: DNA
EXON EXON EXON
INTRON INTRONAUG UAA
RNA
Heterogêneo
Transcrição
Splicing
Processamento
Núcleo
Citoplasma
AUG UAA
mRNA
Proteína
Tradução
Região
Promotora
GENE: DNA
EXON EXON EXON
INTRON INTRONAUG UAA
EXON EXON EXON
INTRON INTRONAUG UAA
RNA
Heterogêneo
Transcrição
Splicing
Processamento
Núcleo
Citoplasma
AUG UAAAUG UAA
mRNA
Proteína
Tradução

56. ESTRUTURA DO GENE EUCARIÓTICO
Região
Promotora
Estradiol
Modulação da Expressão
do gene
Testosterona
Inibição/
Estimulação

57. REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
Região
Promotora
Modulação da Expressão
do gene
Inibição/
Estimulação
Resveratrol
DIETA BENEFÍCIO A SAÚDE

58. Regulação Gênica
Muitos processos biológicos ocorrem em todas
as células portanto a síntese de muitas proteínas
é igual
Algumas PROTEÍNASPROTEÍNAS são abundantes em tipos
Especializados de células apesar dos seus
Genes estarem em TODAS AS CÉLULASTODAS AS CÉLULAS

59. Regulação Gênica
Estudos sugerem que uma célula eucariótica
Expressa aproximadamente 10-20 mil genes
dos 30 mil genes que possui.

60. Regulação Gênica
A expressão de um gene é CONTROLADA
DNA
Rna heterogêneo
mRNA
Proteína
Modificações pós-síntese
Controle transcricional
Controle splicing
(processamento)
Controle traducional
Controle pós-síntese

61. Regulação Gênica
A expressão de um gene é CONTROLADA
DNA
Rna heterogêneo
mRNA
Proteína
Modificações pós-síntese
Controle transcricional
Controle splicing
(processamento)
Controle traducional
Controle pós-síntese

62. Movimento Celular
-Para a formação dos tecidos e órgãos
-Muitas células precisam se mover dentro do
embrião
-Este processo denomina-se:
-Movimento Celular ou Migração Celular
-Movimento celular é gerado por elementos
contráteis do citoesqueleto
-Principais proteínas associadas ao
movimento celular: integrinas e fibronectinas

63. Direção da migração
Contato focal
Filopódia
Integrinas
Parece que a migração celular é mediada por proteínas que são agrupadas
“Família Abelson de tirosina quinases- Abn Family”.

64. • Processo pelo qual as células ficam
aderidas em um determinado local do
corpo.
• Mediado por moléculas conhecidas como:
• CAM= moléculas células-adesivas
• (Cell Adhesive Molecules)
• Ex. Caderinas
Adesão Celular

65. Adesão Celular
Caderinas conectam uma célula na outra
Auxiliando na adesão a matriz extracelular

66. Morte Celular Programada-
Apotose
• Suícidio de determinadas linhagens
celulares ao longo da embriogênese,
ou de algumas células ao longo da vida

67. Morte Celular Programada-
Apotose
• Exemplo: formação dos dedos

68. BIOLOGIA CELULAR E O
CÂNCER

69. ESCAPE DA SENESCÊNCIA REPLICATIVA
CELULAR: CÂNCER
Causado pelo crescimento descontrolado de células que também
têm a capacidade de invadir outros tecidos e formar tumores
secundários (metástases)

70. O CÂNCER É UMA DOENÇA GENÉTICA
CAUSADO POR ACÚMULO DE
MUTAÇÕES
Ocorrem mutações no DNA
Ativam genes que estavam silenciados
Proto-oncogenes
Inativam genes que estavam ativos
Genes de supressão tumoral

71. Célula normal
1a
Mutação
2a
Mutação
3a
Mutação
Célula
Maligna
(Câncer)

72. PRINCIPAIS ALTERAÇÕES MORFO-FUNCIONAIS
DA CÉLULA CANCEROSA

73. (1) DIVISÃO CELULAR
Escape da senescência
celular
G2 G1
S
Número
Indefinido de
Mitoses
MITOSE
NEOPLASIA
IMORTALIZAÇÃO

74. PRINCIPAL CAUSA DA IMORTALIZAÇÃO
RE-ATIVAÇÃO DA ENZIMA TELOMERASE
OS TELÔMEROS DA CÉLULA VOLTAM
A SER PRODUZIDOS
CÉLULA SE REPLICA INDEFINIDAMENTE

75. Linhagem celular
Imortal de
Henrietta Lacks
Mulher jovem com câncer cervical
(Adenocarcinoma)
Morreu em 1951
Células continuam a ser produzidas
e utilizadas por laboratórios no
mundo todo
CÉLULAS
HeLA
Utilizadas para estudos in vitro
sobre o câncer
Imortalização

76. (2) ALTERAÇÕES NAS INTERAÇÕES BIOQUÍMICAS
Citoesqueleto desorganizado: perda da forma celular
original
Menor quantidade de organelas
Menor tamanho celular
Perda da função celular
Núcleo fica proporcionalmente maior em relação
a célula

77. (2) Exemplo: câncer de colo do útero
Útero
Cervix
saudável
Cervix
com
carcinoma
Esfregaço celular
(Exame Papanicolau)
Célula saudável

78. (3) MOVIMENTO E ADESÃO CELULAR

79. (3) MOVIMENTO E ADESÃO CELULAR
Consequência principal: METÁSTASES

80. (3) MOVIMENTO E ADESÃO CELULAR

81. (4) APOPTOSE
Câncer – resistência a apoptose
células não desencadeiam a sua morte
Esta alteração está relacionada:
- com o inicio da carcinogênese
- com resistência de células cancerosas a
quimioterapia e a radioterapia
Mecanismos de resistência:
- inibição de proteínas pró-apoptóticas
Ex. p53
- expressão de proteínas pró-oncogênicas
Ex. survivinas

82. CONSIDERAÇÕES FINAIS
O padrão de auto-organização dos seres vivos,
em especial dos organismos multicelulares,
Envolve padrões cito-morfológicos e fisiológicos
Que garantem o seu desenvolvimento, processos
de regeneração/cicatrização, controle homeostático
e reprodução. Para tanto existem 05 processos
fundamentais

83. REFERÊNCIAS – BIBLIOGRÁFICAS E DE FIGURAS
JUNQUEIRA LC & CARNEIRO J. Histologia Básica. Guanabara-Koogan, Rio de Janeiro, 2004; 2008
KERR JB. Atlas de Histologia Funcional. Artes Médicas, Porto Alegre, 2000.
GARTNER Color Atlas Histology. Williams & Wilkins, Baltimore, 1994.
KIERSZENBAUM AL. Histologia e biologia celular: uma introdução a patologia. Elsevier, Rio de
Janeiro. 2008.
COCHARD LR. Atlas de embriologia humana de Netter. Artmed, Porto Alegre, 2001.
DOYLE MJ. Embriologia humana, Atheneu, São Paulo, 2005.
MOORE K. Embriologia Clínica, 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 (Inglês) -http://www.embryo.chronolab.com/fertilization.htm
MULTIDIMENSIONAL HUMAN EMBRYO (Inglês) - http://embryo.soad.umich.edu/index.html
ATLAS OF HUMAN BIOLOGY – CRONOLAB (Inglês) -Http://www.embryo.chronolab.com/
fertilization.htm
ATLAS DE HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA VIRTUAL UFSM. http://w3.ufsm.br/labhisto/atlas.htm