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Biologia celular
1. Histórico
Citologia, ou biologia celular, é a ciência que estuda os vários sistemas celulares, a maneira
como as células são reguladas e a compreensão do funcionamento de suas estruturas. A
construção dos microscópios ópticos foi umpasso decisivo para a descoberta das células, e
acredita-se que o primeirotenha sido inventado em 1592, por Jeiniere da Cruz e seu pai,
ZachariasJansen, dois holandeses fabricantes de óculos. Tudo indica, porém, que oprimeiro a
fazer observaçõesmicroscópicas de materiais biológicos foi o holandês Antonie
vanLeeuwenhoek (1632-1723). O microscópio simples com apenas uma lente, construído por
Leeuwenhoek, foi aprimorado por RobertHooke em 1665, ganhando mais uma lente.
A partir dos estudos de Hooke em biologia, publicados em um livro chamadoMicrographia
(1665), que analisou cortes finos de cortiça, obtidosda casca do sobreiro, verificou que estes
eram constituídos por pequenas cavidades poliédricas (no latim, cella), as quais foram
denominadas células. Estes compartimentos representavam as paredes das células vegetais
mortas. Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden descreveu que a célula era a unidade
básica de todas as plantas e, mais tarde, em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann chegou
à mesma conclusão para os animais. Com basenestes conhecimentos, elaborou-se a teoria
celular que foi proposta por Schleidene Schwann.
O grande avanço no conhecimento da biologia celular, sem dúvida, foia invenção dos
microscópios eletrônicos em 1931, por dois engenheiros alemães, Ernst Ruska e Max Knoll , o
que possibilitou a visualização dasorganelas celulares em grande detalhe.
Esquema do microscópio construído por Robert Hooke e um esquema de
um fungo observado por este pesquisador.
(Adaptado de Tortora et al., Microbiology - 8 ed)
Réplica do microscópio construído porLeeuwenhoek e de suas ilustrações,
descrevendo os "animálculos" observados.
(Adaptado do livro Brock Biology of Microorganisms, 10 Ed., 2003)
2. Características dos seres vivos
Para diferenciar o que é ser vivo do que é ser bruto (sem vida), são considerados algumas
características:
1-Organização Celular
Todo ser vivo possui célula (exceto vírus). Elas contêm toda a estrutura necessária para o
organismo funcionar (que pode ser de uma única célula - unicelulares, ou com várias células -
pluricelulares)
2-Capacidade de se Reproduzir
Todos os seres vivos têm algum método para deixarem descendentes.
3-Hereditariedade
A capacidade de deixar alguma herança genética para os descendentes. Isto é muito
importante para a evolução, pois se não houvesse esta herança, todo organismo teria de se
readaptar ao ambiente, "aprender" tudo denovo.
4-Possuir material genético
Somente seres vivos possuem DNA, que é o que determina e comanda a célula/organismo.
5-Irritabilidade
É a capacidade de responder a estímulos. Por exemplo, se ficarmos em um ambiente frio,
nossos pêlos se arrepiarão, para esquentar o corpo. É importante diferenciar de sensibilidade,
esta que é controlada pelo sistema nervoso do organismo.
3. Células
Os seres vivos são divididos de acordo com:
Número de células
Todos os seres vivos são constituídos de células, mas o número de células varia de um ser para
outro.
Existem os seres unicelulares, a palavra unicelular tem origem no latim uni, que significa "um,
único", ou seja, possuem apenas uma célula. Esses são as bactérias, as cianobactérias,
protozoários, as algas unicelulares e as leveduras.
Bactéria Escherichia coli, vista em microscópio eletrônico, ser unicelular.
Formas das células dos protozoários, seres unicelulares.
Existem também os seres pluricelulares , que são formados por mais de uma célula, a palavra
pluricelular tem origem no latim pluri, que significa "maior,mais "
Organização celular
De acordo com a organização celular os seres vivos podem ser classificados em procariontes e
eucariontes.
Os seres procariontes apresentam as seguintes características:
Ausência de carioteca (membrana nuclear);
DNA fica disperso no citoplasma;
Ausência de algumas organelas (que estão presentes nas células eucariontes);
Menores em relação às células eucariontes;
A este grupo pertencem seres unicelulares e coloniais.
Os seres eucariontes apresentam as seguintes características:
São mais complexas que as células procariontes;
Possuem membrana nuclear (carioteca);
Possuem grande quantidade de organelas (especializações de membranas que
desempenham alguma função dentro da célula) , diferentemente das células
procariontes.
Os seres eucariontes são sub-divididos em dois grupos:
Células Eucariontes Animais: não possuem cloroplasto nem parede celular e
apresentam vários pequenos vacúolos.
Células Eucariontes Vegetais: possuem cloroplasto e parede celular e normalmente
apenas um grande vacúolo.
Cada uma das organelas celulares possui uma função dentro da célula:
1- Nucléolo - produção dos componentes ribossômicos
2 - Núcleo - conservar e transmitir a informação genética na reprodução das células e regular
as funções celulares.
3 - Ribossomos - produção de proteínas
4 - Vesículas - transporte de substância e união com a membrana para eliminar conteúdos
para fora da célula.
5 - Retículo endoplasmático rugoso - participa da síntese e transporte de proteínas.
6 - Complexo de Golgi - faz a secreção celular.
7 - Citoesqueleto - participam do transporte de substâncias e dão forma a célula.
8 - Retículo endoplasmático Liso - participa do processo de transporte celular, além de
participar da síntese de lipídios.
9 - Mitocôndrias - são responsáveis pela respiração das células.
10 - Vacúolo - atuam no processo de digestão intracelular.
11 - Citoplasma - nele está um fluído chamado citosol, O citoplasma tem a função de albergar
as organelas e favorecer seus movimentos.
12 - Lisossomos - participam da digestão de substâncias orgânicas.
13 - Centríolos : estão ligados à organização do citoesqueleto e aos movimentos de flagelos e
cilios
4. Classificação dos seres vivos
Baseando-se nestas diferenças existentes entre os seres vivos, a partir dos estudos
deWhittaker (1969), a microbiologia passou a ser classificada em 5 reinos de seres vivos.
Monera: Procariotos
Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede celular) e Algas (com parede
celular)
Fungi: Eucariotos aclorofilados
Plantae: Vegetais
Animalia: Animais
Classificação dos seres vivos, de acordo com Whittaker (1969)
(Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology)
No entanto, a partir dos estudos de C. Woese (1977), passamos a dispor de um sistema de
classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos (filogenética), a partir da
comparação das sequências de rRNA de diferentes organismos. Com esta nova proposta de
classificação, os organismos são agora subdividos em 3 domínios (contendo os 5 reinos),
empregando-se dados associados ao caráter evolutivo.
Estes domínios são:
Archaea: Procariotos
Bacteria: Procariotos
Eukarya: Eucariotos
Classificação dos seres vivos, de acordo com Woese (1977)
(Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology)
A princípio, acredita-se que estes 3 domínios divergiram a partir de um ancestral comum.
Provavelmente os microrganismos eucarióticos atuaram como ancestrais dos organismos
multicelulares, enquanto as bactérias e archaeas correspondem a ramos que não evoluíram
além do estágio microbiano.
Archaea: são organismos procariotos que, freqüentemente são encontrados em ambientes
cujas condições são bastante extremas (semelhantes às condições ambientais primordiais na
Terra), sendo por isso, muitas vezes considerados como sendo “ancestrais” das bactérias. No
entanto, hoje em dia considera-se as archaeas como um grupo “intermediário” entre
procariotos e eucariotos.Muitos destes organismos são anaeróbios, vivendo em locais
"inabitáveis" para os padrões humanos - fontes termais (com temperaturas acima de 100°C),
águas com elevadíssimos teores de sal (até 5M de NaCl - limite de dissolução do NaCl), em
solos e águas extremamente ácidos ou alcalinos (espécies que vivem em pH 0, outras em pH
10.Genericamente, podemos dizer que as Archaeas definem os limites da tolerância biológica
às condições ambientais.
Bacteria:Correspondem a um enorme grupo de procariotos, anteriormente classificados como
eubactérias, representadas pelos organismos patogênicos ao homem, e bactérias encontradas
nas águas, solos, ambientes em geral.
Dentre estas, temos as bactérias fotossintetizantes (cianobactérias) e outras
quimiossintetizantes (E. coli), enquanto outras utilizam apenas substratos inorgânicos para seu
desenvolvimento.
Eukarya: No âmbito microbiológico, compreende as algas, protozoários e fungos (além das
plantas e animais).As algas caracterizam-se por apresentarem clorofila (além de outros
pigmentos), sendo encontradas basicamente nos solos e águas.
Os protozoários correspondem a células eucarióticas, geralmente móveis e sem parede celular,
nutrindo-se por ingestão e podendo ser saprófitas ou parasitas.
Os fungos são também células sem clorofila, apresentando parede celular, realizando
metabolismo heterotrófico, nutrindo-se por absorção.

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  • 1. Biologia celular 1. Histórico Citologia, ou biologia celular, é a ciência que estuda os vários sistemas celulares, a maneira como as células são reguladas e a compreensão do funcionamento de suas estruturas. A construção dos microscópios ópticos foi umpasso decisivo para a descoberta das células, e acredita-se que o primeirotenha sido inventado em 1592, por Jeiniere da Cruz e seu pai, ZachariasJansen, dois holandeses fabricantes de óculos. Tudo indica, porém, que oprimeiro a fazer observaçõesmicroscópicas de materiais biológicos foi o holandês Antonie vanLeeuwenhoek (1632-1723). O microscópio simples com apenas uma lente, construído por Leeuwenhoek, foi aprimorado por RobertHooke em 1665, ganhando mais uma lente. A partir dos estudos de Hooke em biologia, publicados em um livro chamadoMicrographia (1665), que analisou cortes finos de cortiça, obtidosda casca do sobreiro, verificou que estes eram constituídos por pequenas cavidades poliédricas (no latim, cella), as quais foram denominadas células. Estes compartimentos representavam as paredes das células vegetais mortas. Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden descreveu que a célula era a unidade básica de todas as plantas e, mais tarde, em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann chegou à mesma conclusão para os animais. Com basenestes conhecimentos, elaborou-se a teoria celular que foi proposta por Schleidene Schwann. O grande avanço no conhecimento da biologia celular, sem dúvida, foia invenção dos microscópios eletrônicos em 1931, por dois engenheiros alemães, Ernst Ruska e Max Knoll , o que possibilitou a visualização dasorganelas celulares em grande detalhe. Esquema do microscópio construído por Robert Hooke e um esquema de um fungo observado por este pesquisador. (Adaptado de Tortora et al., Microbiology - 8 ed)
  • 2. Réplica do microscópio construído porLeeuwenhoek e de suas ilustrações, descrevendo os "animálculos" observados. (Adaptado do livro Brock Biology of Microorganisms, 10 Ed., 2003) 2. Características dos seres vivos Para diferenciar o que é ser vivo do que é ser bruto (sem vida), são considerados algumas características: 1-Organização Celular Todo ser vivo possui célula (exceto vírus). Elas contêm toda a estrutura necessária para o organismo funcionar (que pode ser de uma única célula - unicelulares, ou com várias células - pluricelulares) 2-Capacidade de se Reproduzir Todos os seres vivos têm algum método para deixarem descendentes. 3-Hereditariedade A capacidade de deixar alguma herança genética para os descendentes. Isto é muito importante para a evolução, pois se não houvesse esta herança, todo organismo teria de se readaptar ao ambiente, "aprender" tudo denovo. 4-Possuir material genético Somente seres vivos possuem DNA, que é o que determina e comanda a célula/organismo. 5-Irritabilidade É a capacidade de responder a estímulos. Por exemplo, se ficarmos em um ambiente frio, nossos pêlos se arrepiarão, para esquentar o corpo. É importante diferenciar de sensibilidade, esta que é controlada pelo sistema nervoso do organismo.
  • 3. 3. Células Os seres vivos são divididos de acordo com: Número de células Todos os seres vivos são constituídos de células, mas o número de células varia de um ser para outro. Existem os seres unicelulares, a palavra unicelular tem origem no latim uni, que significa "um, único", ou seja, possuem apenas uma célula. Esses são as bactérias, as cianobactérias, protozoários, as algas unicelulares e as leveduras. Bactéria Escherichia coli, vista em microscópio eletrônico, ser unicelular. Formas das células dos protozoários, seres unicelulares. Existem também os seres pluricelulares , que são formados por mais de uma célula, a palavra pluricelular tem origem no latim pluri, que significa "maior,mais "
  • 4. Organização celular De acordo com a organização celular os seres vivos podem ser classificados em procariontes e eucariontes. Os seres procariontes apresentam as seguintes características: Ausência de carioteca (membrana nuclear); DNA fica disperso no citoplasma; Ausência de algumas organelas (que estão presentes nas células eucariontes); Menores em relação às células eucariontes; A este grupo pertencem seres unicelulares e coloniais. Os seres eucariontes apresentam as seguintes características: São mais complexas que as células procariontes; Possuem membrana nuclear (carioteca); Possuem grande quantidade de organelas (especializações de membranas que desempenham alguma função dentro da célula) , diferentemente das células procariontes.
  • 5. Os seres eucariontes são sub-divididos em dois grupos: Células Eucariontes Animais: não possuem cloroplasto nem parede celular e apresentam vários pequenos vacúolos. Células Eucariontes Vegetais: possuem cloroplasto e parede celular e normalmente apenas um grande vacúolo.
  • 6. Cada uma das organelas celulares possui uma função dentro da célula: 1- Nucléolo - produção dos componentes ribossômicos 2 - Núcleo - conservar e transmitir a informação genética na reprodução das células e regular as funções celulares. 3 - Ribossomos - produção de proteínas 4 - Vesículas - transporte de substância e união com a membrana para eliminar conteúdos para fora da célula. 5 - Retículo endoplasmático rugoso - participa da síntese e transporte de proteínas. 6 - Complexo de Golgi - faz a secreção celular. 7 - Citoesqueleto - participam do transporte de substâncias e dão forma a célula. 8 - Retículo endoplasmático Liso - participa do processo de transporte celular, além de participar da síntese de lipídios. 9 - Mitocôndrias - são responsáveis pela respiração das células. 10 - Vacúolo - atuam no processo de digestão intracelular. 11 - Citoplasma - nele está um fluído chamado citosol, O citoplasma tem a função de albergar as organelas e favorecer seus movimentos. 12 - Lisossomos - participam da digestão de substâncias orgânicas. 13 - Centríolos : estão ligados à organização do citoesqueleto e aos movimentos de flagelos e cilios 4. Classificação dos seres vivos Baseando-se nestas diferenças existentes entre os seres vivos, a partir dos estudos deWhittaker (1969), a microbiologia passou a ser classificada em 5 reinos de seres vivos. Monera: Procariotos Protista: Eucariotos unicelulares - Protozoários (sem parede celular) e Algas (com parede celular) Fungi: Eucariotos aclorofilados Plantae: Vegetais Animalia: Animais
  • 7. Classificação dos seres vivos, de acordo com Whittaker (1969) (Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology) No entanto, a partir dos estudos de C. Woese (1977), passamos a dispor de um sistema de classificação baseado principalmente em aspectos evolutivos (filogenética), a partir da comparação das sequências de rRNA de diferentes organismos. Com esta nova proposta de classificação, os organismos são agora subdividos em 3 domínios (contendo os 5 reinos), empregando-se dados associados ao caráter evolutivo. Estes domínios são: Archaea: Procariotos Bacteria: Procariotos Eukarya: Eucariotos Classificação dos seres vivos, de acordo com Woese (1977) (Adaptado de Pommerville, J.C.(2004) Alcamo's Fundamentals of Microbiology)
  • 8. A princípio, acredita-se que estes 3 domínios divergiram a partir de um ancestral comum. Provavelmente os microrganismos eucarióticos atuaram como ancestrais dos organismos multicelulares, enquanto as bactérias e archaeas correspondem a ramos que não evoluíram além do estágio microbiano. Archaea: são organismos procariotos que, freqüentemente são encontrados em ambientes cujas condições são bastante extremas (semelhantes às condições ambientais primordiais na Terra), sendo por isso, muitas vezes considerados como sendo “ancestrais” das bactérias. No entanto, hoje em dia considera-se as archaeas como um grupo “intermediário” entre procariotos e eucariotos.Muitos destes organismos são anaeróbios, vivendo em locais "inabitáveis" para os padrões humanos - fontes termais (com temperaturas acima de 100°C), águas com elevadíssimos teores de sal (até 5M de NaCl - limite de dissolução do NaCl), em solos e águas extremamente ácidos ou alcalinos (espécies que vivem em pH 0, outras em pH 10.Genericamente, podemos dizer que as Archaeas definem os limites da tolerância biológica às condições ambientais. Bacteria:Correspondem a um enorme grupo de procariotos, anteriormente classificados como eubactérias, representadas pelos organismos patogênicos ao homem, e bactérias encontradas nas águas, solos, ambientes em geral. Dentre estas, temos as bactérias fotossintetizantes (cianobactérias) e outras quimiossintetizantes (E. coli), enquanto outras utilizam apenas substratos inorgânicos para seu desenvolvimento. Eukarya: No âmbito microbiológico, compreende as algas, protozoários e fungos (além das plantas e animais).As algas caracterizam-se por apresentarem clorofila (além de outros pigmentos), sendo encontradas basicamente nos solos e águas. Os protozoários correspondem a células eucarióticas, geralmente móveis e sem parede celular, nutrindo-se por ingestão e podendo ser saprófitas ou parasitas. Os fungos são também células sem clorofila, apresentando parede celular, realizando metabolismo heterotrófico, nutrindo-se por absorção.