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Biologia Celular

Este documento descreve as principais características das células procariotas e eucariotas. Apresenta as principais organelas encontradas nas células eucariotas, como o retículo endoplasmático, complexo de Golgi, mitocôndrias e núcleo. Também discute as estruturas de transporte através da membrana plasmática como difusão, osmose e transporte ativo. Finaliza descrevendo estruturas de união entre células como desmossomos, nexos e plasmodesmos.

Educação◦
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Citologia Professor Jandeson Silva Biologia Molecular Celular e Genética
A CÉLULA • A célula é a unidade estrutural e funcional que constitui todos os seres vivos, podendo ocorrer isoladamente, nos seres unicelulares ou formar arranjos ordenados, os tecidos, que constituem o corpo dos seres pluricelulares.
A microscopia eletrônica possibilitou a classificação das células em duas classes: as procariontes e as eucariontes. Membrana celular Metabólito Retículo endoplasmático DNA Núcleo Complexo de golgi RNA Ribossomo Mitocôndria Proteína solúvel Lisossomo Célula Célula Eucariótica Procariótica
AS PROCARIONTES • Pro – primeiro e cario – núcleo • Onde os cromossomas não são separados do citoplasma por membrana. • Os seres vivos são denominados seres procariotas. • Bactérias (cianofíceas ou algas azuis, também são bactérias) • O procarionte mais estudado é a bactéria Escherichia Coli, por sua simplicidade estrutural e rapidez na multiplicação.
• O citoplasma dessas células não apresentam outra membrana além daquela que o separa do meio externo (membrana plasmática), não se apresentam subdividido em compartimentos; • Em alguns casos podem existir invaginações da membrana plasmática que penetram no citoplasma onde se enrolam, originando estruturas denominadas mesosomas.
• Outra diferença entre a célula procarionte e a eucarionte é a falta de um citoesqueleto nos células procariontes. • Com isso as procariontes apresentam-se em formas simples, em geral esféricas ou em bastonetes, é a sua forma é mantida pela parede extracelular, que é rígida e tem o papel de proteção da célula bacteriana, diante das variações do meio ambiente.
AS EUCARIONTES • Apresenta duas partes morfologicamente bem distintas – citoplasma e o núcleo. • O citoplasma é envolto pela membrana plasmática e o núcleo pelo envoltório nuclear. • Riqueza em membranas, formando compartimentos. • Possui organelas com funções bem definidas.
• Preenchendo o espaço entre essas organelas encontra-se a matriz citoplasmática, hialoplasma ou citosol.
• O citosol contém moléculas de água, íons diversos, aminoácidos, precursores dos ácidos nucléicos, numerosas enzimas que participam da degradação e síntese de hidratos de carbono, de ácidos graxos, de aminoácidos e de outras moléculas produzidas nas células. • Contém ainda monômeros protéicos que se polimerizam para constituir diversas estruturas celulares como os microtúbulos e os filamentos de actina, que são componentes do citoesqueleto
Célula Animal
Célula Vegetal
Uma célula vegetal possui certas estruturas, que não são encontradas em células animais: Cloroplastos Parede celular Grandes vacúolos citoplasmáticos Célula animal Célula vegetal
Agora vamos conhecer as estruturas celulares e suas características
O Citoplasma e suas Organelas
Citoesqueleto Ocorre apenas em células eucorióticas. É composto principalmente de dois tipos de filamentos protéicos: os microfilamentos (formados de actina e miosina) e os microtúbulos. Os microfilamentos são responsáveis pela movimentação celular. Ciclose Movimento amebóide
• Microtúbulos Os microtúbulos são pequenas estruturas cilíndricas constituídas de tubulinas. Fornecem suporte estrutural para a manutenção da forma da célula. Participam na formação de fibras protéicas importantes na divisão celular.
Centríolos, cílios e flagelos Os centríolos ocorrem e todas as células eucarióticas com exceção de angiospermas e gimnospermas (células vegetais). Cada centríolo é uma estrutura cilíndrica de nove grupos de três microtúbulos protéicos.
É responsável pela formação de Cílios e Flagelos Cada célula apresentam um par de centríolos localizados próximo ao núcleo (no centro celular). Participam do processo de divisão
Ribossomos São formados por duas subunidades de tamanhos diferentes que se dispõem uma sobre a outra, sendo que cada uma delas é constituída por proteínas e RNAr. Participam do processo de síntese protéica Podem estar livres no citosol ou associados ao retículo endoplasmáti co rugoso
Lisossomos Corpúsculos citoplasmáticos arredondados, pequenos e com grande quantidade de enzimas em seu interior. As enzimas são chamadas de hidrolases ácidas e realizam a digestão intracelular . Estão ligadas ao processos de heterofagia e autofagia. São originados a partir do complexo golgiense.
Retículo endoplasmático Organelas formada por canais delimitados por membrana que comunicam-se com a carioteca (membrana nuclear) É uma rede de distribuição que transporta o material de que a célula precisa, de um ponto qualquer até o ponto de utilização, tendo uma função de transporte.
Retículo Liso - REL Endoplasmático Rugoso - RER As membranas do REL formam sistemas tubulares, enquanto que as do RER, formam vesículas, pequenos canais achatados. O RER, também é chamado Ergastoplasma, (elaboração e síntese) pois é muito desenvolvido em células com função secretora.
Complexo Golgiense Formado por vários conjuntos de sáculos lameliformes achatados, denominados dictiossomos. Localiza-se próximo ao núcleo e ao RER. Assim como o RER, ocorre com mais abundância em células secretórias Sua função está ligada a concentração, modificação e eliminação de secreções, como também a produção de polissacarídeos, como a hemicelulose.
Peroxissomos Organelas de contorno arredondado assim como os lisossomos. Tem como função decompor o peróxido de hidrogênio (H2O2), através da enzima catalase que é produzida nessa organela.
São também importantes na desintoxicação do organismo, pois decompõem substâncias tóxicas como o etanol. Suas enzimas são produzidas no citosol e incorporadas pela organela.
Células com função secretora, como células que secretam hormônios ou mesmo enzimas digestivas, geralmente possuem retículo endoplasmático rugoso e complexo de golgi bem desenvolvidos e numerosos.
Dentro de uma células o retículo endoplasmático rugoso, o complexo golgiense e os lisossomos estão envolvidos em um processo fundamental, a digestão celular.
As células podem digerir até mesmo organelas que não funcionem mais, no processo de autofagia. Em alguns casos a célula pode liberar as enzimas encontradas nos lisossomos e provocar a destruição celular no processo de autólise.
Vacúolos Existem vários vacúolos na célula, como é o caso dos relacionados a digestão intracelular, como também os de suco celular (típico de células vegetais e algas). E ainda podemos falar sobre os vacúolos contráteis já vistos anteriormente.
Em células vegetais jovens, podem ser numerosos e pequenos, que se fundem em um só vacúolo na célula adulta. Tem função de reserva de substâncias, como pigmentos (como é o caso das antocianinas que dão coloração as folhas de plantas). E ainda possuem função osmoreguladora em eucariontes unicelulares.
A membrana plasmática A membrana plasmática e as demais membranas internas da célula são lipo- protéicas. Ao modelo proposto para a estrutura da membrana deu-se o nome de Modelo do Mosaico Fluido, proposto em 1972 por Singer e Nicolson.
Permeabilidade Seletiva São principalmente constituídas de fosfolipídios e proteínas, mas podem conter outros lipídios como é o caso do colesterol. Tem função variável de acordo com o tipo e da quantidade de proteína constituinte.
CARBOIDRATOS LIPIDIOS PROTEÍNA
Glicocálix O glicocálix ocorre externamente à membrana plasmática da maioria das células de animais, ela é formada por uma camada frouxa de glicídios, associados aos lipídios e às proteínas da membrana. GLICOCÁLIX
Funções: •Constitui uma barreira contra agentes físicos e químicos do meio externo. •Confere às células a capacidade de se reconhecerem. •Formam uma camada que retêm nutrientes e enzimas ao redor das células.
Semipermeabilidade Seletiva A grande variedade de fosfolipídios e proteínas encontradas na membrana plasmática é quem dita a permeabilidade dessa membrana em relação a uma molécula.
No caso da membrana plasmática celular, apenas moléculas muito pequenas e não carregadas (apolares) podem passar livremente.
O transporte pela membrana Difusão Passivo Osmose Difusão facilitada Existem três processos Ativo principais Mediados por vesículas (endocitose)
Difusão Corresponde ao movimento de partículas de onde elas estão mais concentradas para onde estão menos concentradas, a fim de igualar a concentração. Difusão facilitada No fenômeno de difusão facilitada o soluto atravessa a membrana com o auxílio de uma proteína carreadora. Esse processo não necessita de energia.
Osmose No fenômeno da osmose o solvente atravessa a membrana indo a favor do gradiente de concentração. Desta forma, o solvente vai da solução hipotônica para a solução hipertônica. A água apesar de ser polar, é pequena o suficiente para atravessar a bicamada lipídica. A água se difunde da solução menos concentrada para a mais concentrada. As células modificam seu volume em função da concentração do meio. Um exemplo desse processo ocorre com as hemácias humanas.
Transporte ativo Os processos ativos são aqueles que ocorrem através da membrana plasmática graças ao fornecimento de energia do metabolismo celular. O movimento se da contra o gradiente de concentração. Esse tipo de transporte depende da ação de proteínas ligadas a membrana que funcionam como bombas de transporte assessorando a passagem através da membrana plasmática Sítio de ligação de potássio Gradiente Gradiente eletroquímico eletroquímico de sódio de potássio Sítio de ligação de sódio
Transporte mediado por vesículas Pequenas moléculas atravessam a membrana plasmática, mas partículas maiores não conseguem atravessar a membrana, mas podem ser incorporadas à célula através de endocitose( dentro) , ou ser eliminadas da célula através da exocitose (fora). A endocitose pode ocorrer por dois processos básicos: a fagocitose e a pinocitose.  A fagocitose ( fagos=comer e citos=célula), ato da célula comer, é um processo de ingestão de particulas grandes , tais como microorganismos e restos de outras células.  A pinocitose (pinos=beber, citos=célula) ato de a célula beber, está relacionado com o ato da celular ingerir microorganismos dissolvidos em água.
Desmossomo Desmossomos  Regiões ricas em substâncias adesivas e fios de queratina. Encontrados entre células epiteliais. Os desmossomos ajudam na sustentação e na adesão das células entre si Nexos  Estão presentes em células embrionárias, cardíacas e hepáticas. São formados da junção das proteínas das membranas de 2 células formando canais, por onde passam de alimento e outras substâncias de uma célula para outra. Zônulas  Tem como função impedir a passagem de substâncias entre as células. São encontradas principalmente nas células epiteliais Nexos ou do intestino. Zônula Oclusa junção comunicante Plasmodesmos  Poros com ligações de citoplasma que facilitam a passagem de substâncias de uma célula para outra. Essas estruturas são encontradas apenas em células vegetais. Lamela Média  Camada de pectina que liga uma célula vegetal a outra, mantendo-as unidas. Plasmodesmos Lamela média
Núcleo Estrutura encontrada em células eucarióticas, que coordena e comanda todas as funções da célula, inclusive a divisão celular Geralmente as células são mononucleadas, mas existem células dinucleadas, multinucleadas e anucleadas. As células anucleadas não se dividem e por isso tem vida curta. O núcleo interfásico (fora de período de divisão) é composto de: carioteca, nucleoplasma, nucléolo e cromatina Cromatina Poros nucleares Nucléolo Nucleoplasma Mem. interna Carioteca Mem. externa
Osmose em células vegetais Quando colocamos uma células vegetal em uma solução hipotônica, diferente de um célula animal, a célula vegetal não estoura devido a parede celular. Se colocada em meio hipotônico, a célula recebe água até o máximo que ela pode conter, tornando-a túrgida. Se colocada em meio hipertônico, a célula perde água até o que sua membrana se separa da parede celular, tornando-a plasmolizada. Esse processo de perda de água chama-se plasmólise. Se colocarmos uma célula plasmolizada em um meio hipotônico ela volta imediatamente ao estado de túrgida, no processo que se chama deplasmólise. H2O H2O Meio Meio Meio hipotônico Isotônico hipertônico
Transporte ativo A bomba de Na+ e K+ é o melhor exemplo de transporte ativo. Meio extracelular Sítio de ligação de potássio Gradiente Gradiente eletroquímico eletroquímico de sódio de potássio Sítio de ligação de sódio Citoplasma Comunicaçãso entre células as células se comunicam com outras através de diversas estruturas
Osmose em organismos unicelulares Alguns organismos unicelulares possuem estruturas responsáveis pelo bombeamento de água, controlando assim a entrada e saída de água da célula. A essa estrutura dá-se o nome de vacúolo contrátil. Assim quando colocamos um paramécio em um rio, ele começa a receber água por osmose e por isso para evitar seu rompimento, utiliza o vacúolo contrátil para jogar o excesso de água para fora, compensando assim a quantidade de água que recebe. Transporte ativo Os processos ativos são aqueles que ocorrem através da membrana plasmática graças ao fornecimento de energia do metabolismo celular. O movimento se da contra o gradiente de concentração. Esse tipo de transporte depende da ação de proteínas liga-das a membrana que funcionam como bombas de transporte assessorando a passagem através da membrana plasmática
Transporte via proteína
Transporte em bloco
Quadro comparativo dos tipos de transporte
Biologia Celular